OPV-Schaltung zu gegebener Ein- und Ausgangsspannung entwerfen

[Friedrich R. (random-user)]

Hallo,
ich könnte Hilfe bei dieser Aufgabe gebrauchen:

Entwerfen Sie eine Schaltung die das Eingangssignal Ue = U1 (im Bild) in 
das Ausgangssignal Ua = U2 (im Bild) umwandelt.
Hierfür stehen Ihnen 2 ideale OPV's zur Verfügung, deren maximale 
Ausgangsspannung Uamax = Ub - 2V und minimale Ausgangsspannung Uamin = 
-Ub + 2V ist. Dimensionieren Sie ebenfalls die passiven Bauelemente.

Also ich hätte jetzt gesagt dass ein Differenzierer die 
Dreiecks-Eingangsspannung in die Rechtecks-Ausgangsspannung umwandelt.
Da allerdings zwei OPV's zur Verfügung stehen, vermute ich dass im 
Anschluss ein nicht invertierender OPV geschaltet wird, könnte in dem 
Fall aber nicht nachvollziehen warum. Ein idealer OPV, der ja im 
Differenzierer verbaut ist, sollte doch alleine eine genügend große 
Verstärkung bewirken, oder wo liegt mein Denkfehler?
Damit man einen berechenbaren Strom am Eingang hat, habe ich R1 an den 
Eingang gesetzt.
Ub ist nach der Aufgabenstellung ja trivialerweise +- 7 V.
Was meint ihr dazu, ist mein Ansatz dazu richtig?
Mein Schaltbild habe ich ebenfalls als Bild hochgeladen.

[Homer (Gast)]

weil der Diffenzierer die Phase um 180° dreht. Also noch ein 
invertierender Verstärker mit v = -1 dahinter...

[Friedrich R. (random-user)]

Ach Mist, stimmt, danke.
Der Opv im Differenzierer hat dann vermutlich auch eine Verstärkung von 
1, richtig?
Die Verstärkung entspricht ja der Übertragungsfunktion, setze ich die 
dann  jeweils gleich 1 bzw. -1 und löse nach den passiven 
Bauteilparametern auf, um diese zu bestimmen?

[Christian S. (roehrenvorheizer)]

Hallo,

die Steigung beträgt +-2V/ms. Das Ausgangssignal sei +-5V. Der Faktor 
dazwischen die Verstärkung, die nötig ist.

https://elektroniktutor.de/analogverstaerker/op_diff.html

MfG

[Friedrich R. (random-user)]

Also meine Schaltung sieht jetzt, wie gesagt, so aus.
Für den invertierenden OPV dimensioniere ich die Widerstände einfach 
nach der Verstärkungsformel, die ja der Übertragunsfunktion entspricht.

Aber beim Differenzierer ist nach wie vor der Wurm drinnen, eine 
Kapazität kann ja schlecht negativ sein und ein Widerstand sowieso 
nicht.
Kann mir jemand sagen wo der Fehler liegt?

[mauri (Gast)]

Friedrich R. schrieb:
> Also meine Schaltung sieht jetzt, wie gesagt, so aus.
> Für den invertierenden OPV dimensioniere ich die Widerstände einfach
> nach der Verstärkungsformel, die ja der Übertragunsfunktion entspricht.
>
> Aber beim Differenzierer ist nach wie vor der Wurm drinnen, eine
> Kapazität kann ja schlecht negativ sein und ein Widerstand sowieso
> nicht.
> Kann mir jemand sagen wo der Fehler liegt?

Ich denke du musst betragsmässig rechnen. Betrag von Ausdruck = 
|Ausdruck|

[Ach Du grüne Neune (Gast)]

Vielleicht reicht ein normaler Schmitt-Trigger für Deine Aufgabe schon 
aus. Mit R3 als Trimmer kannst Du noch ein bisschen an der Hysterese 
feilen.

[Yalu X. (yalu) (Moderator)]

Friedrich R. schrieb:
> Kann mir jemand sagen wo der Fehler liegt?

In der zweitletzten Zeile muss -5V statt 5V stehen, da der
Differenzierer bei einem positiven Anstieg der Eingangsspannung
(+2000V/s) eine negative Ausgangsspannung (-5V) liefern soll. Erst der
nachfolgende Invertierer macht daraus wieder eine positive Spannung.

[Friedrich R. (random-user)]

Yalu X. schrieb:
> Friedrich R. schrieb:
>> Kann mir jemand sagen wo der Fehler liegt?
>
> In der zweitletzten Zeile muss -5V statt 5V stehen, da der
> Differenzierer bei einem positiven Anstieg der Eingangsspannung
> (+2000V/s) eine negative Ausgangsspannung (-5V) liefern soll. Erst der
> nachfolgende Invertierer macht daraus wieder eine positive Spannung.

Ok das macht absolut Sinn, danke.

Dann setze ich für R1 = 1 kOhm ein und erhalte als Ergebnis für C = 2,5 
nF.