Nicht-Invertierenden OP berechnen

[O. A. (sokrates1989)]

Hallo,

Bräuchte mal Hilfe bei einer Rechenaufgabe.

Ziel:
Nicht-Invertierenden OPV zeichnen und die Widerstände berechnen.

Die Verstärkung soll 10 dB betragen.

Der differentielle Eingangswiderstand des OP soll 10kOhm betragen.


Leider weiß ich nicht wie ich diesen in meiner Berechnung 
berücksichtigen kann.

Ich habe für R1= 1kOhm angekommen und daraus R2= 2,16kOhm berechnet.

Ist meine Lösung brauchbar??

[Klaus R. (klara)]

Sieht doch gut aus.

O. A. schrieb:
> Der differentielle Eingangswiderstand des OP soll 10kOhm betragen.

Das dürfte eine Feststellung sein. Da In- und In+ das selbe Potential 
haben wirkt sich der differentielle Eingangswiderstand nicht aus. Damit 
will man den Schüler etwas verunsichern.
mfg Klaus

[Helmut S. (helmuts)]

Den Eingangswiderstand muss man nur dann berücksichtigen, wenn der Opamp 
eine begrenzte Leerlaufverstärkung hat. Gibt es dazu einen Wert in der 
Aufgabe. Beim idealen Opamp mit unendlicher Leerlaufverstärkung ist die 
Spannungsdifferenz zwischen + und - Eingang 0V. Deshalb fließen da 0A 
über den differentiellen Eingangswiderstand.

Wie lautet der Originaltext der Aufgabe?

[O. A. (sokrates1989)]

Helmut S. schrieb:

> Wie lautet der Originaltext der Aufgabe?

Habs angehängt.

[O. A. (sokrates1989)]

Klaus R. schrieb:
> Sieht doch gut aus.

d.h ich kann R1 annehmen so wie ich es gemacht habe?
Was wenn ich R1 mit 10kOhm angenommen hätte, und R2 wäre dann 21,6kOhm .
Wäre das auch richtig?

[Helmut S. (helmuts)]

O. A. schrieb:
> Klaus R. schrieb:
>> Sieht doch gut aus.
>
> d.h ich kann R1 annehmen so wie ich es gemacht habe?

Meiner Meinung nach ja.

> Was wenn ich R1 mit 10kOhm angenommen hätte, und R2 wäre dann 21,6kOhm .
> Wäre das auch richtig?

Ja.

Aber die Aufgabe war vielleicht anders gedacht. Die schreiben die 
Schaltung (nicht der Opamp!) soll einen differentiellen 
Eingangswiderstand von 10kOhm haben. Diese Aussage passt überhaupt nicht 
zu einem nichtinvertierenden Verstärker sondern eher zu einem 
Differenzverstärker.
Kannst du nachfragen wo der differentielle Eingangswiderstand in der 
Schaltung sein soll?

[c r (Gast)]

Helmut S. schrieb:
> Diese Aussage passt überhaupt nicht
> zu einem nichtinvertierenden Verstärker sondern eher zu einem
> Differenzverstärker.

+1

Du kannst ja noch einen 10k zwischen In+ und GND packen, dann hast du 
schonmal "10K .... Eingangswiderstand" erfüllt.

Differentiell ist da nix.

[O. A. (sokrates1989)]

c r schrieb:
> Helmut S. schrieb:
>> Diese Aussage passt überhaupt nicht
>> zu einem nichtinvertierenden Verstärker sondern eher zu einem
>> Differenzverstärker.
>
> +1
>
> Du kannst ja noch einen 10k zwischen In+ und GND packen, dann hast du
> schonmal "10K .... Eingangswiderstand" erfüllt.
>
> Differentiell ist da nix.

Das wäre irgendwie komisch. Hätte sowas denn irgendeinen Nutzen in der 
Realität?

[O. A. (sokrates1989)]

Helmut S. schrieb:
> O. A. schrieb:
>> Klaus R. schrieb:

>
> Aber die Aufgabe war vielleicht anders gedacht. Die schreiben die
> Schaltung (nicht der Opamp!) soll einen differentiellen
> Eingangswiderstand von 10kOhm haben.

Vll wurde es einfach unglücklich ausgedrückt, und es ist tatsälich der 
Widertand im OPV gemeint?

R1 ist damit sicher nicht gemeint oder? Also dass R1 praktisch 
vorgegeben wäre. Könnte man in diesem Fall R1 überhaupt als den 
Eingangswiderstand betrachten?

Ich habe mal eine Lösung eines Kollegen angehängt und dazu eine Frage.
Er hat die Verstärkung mit "10" angenommen. Das wäre doch falsch?
Denn die Verstärkung 10dB ist nicht eine Spannungsverstärkung von 10 
richtig?

[Volker S. (vloki)]

O. A. schrieb:
> Vll wurde es einfach unglücklich ausgedrückt, und es ist tatsälich der
> Widertand im OPV gemeint?

10k ist schon bisschen arg unrealistisch niedrig.(10Meg wäre da eher 
was)



O. A. schrieb:
> Er hat die Verstärkung mit "10" angenommen. Das wäre doch falsch?

Ja, das ist falsch.

[Ach Du grüne Neune (Gast)]

Man weiß das 20dB (Spannung) Faktor 10 sind und 10db Faktor 3,16. 
Deshalb würde ich das praxisnahe lösen (Bild).

[O. A. (sokrates1989)]

Ach Du grüne Neune schrieb:
> Man weiß das 20dB (Spannung) Faktor 10 sind und 10db Faktor 3,16.
> Deshalb würde ich das praxisnahe lösen (Bild).

In deiner Schaltung oben, soll R2 dem Eingangswiderstand aus meiner 
Aufgabe entsprechen?

[Ach Du grüne Neune (Gast)]

O. A. schrieb:
> In deiner Schaltung oben, soll R2 dem Eingangswiderstand aus meiner
> Aufgabe entsprechen?

Ja.

[Klaus R. (klara)]

O. A. schrieb:
> Klaus R. schrieb:
>> Sieht doch gut aus.
>
> d.h ich kann R1 annehmen so wie ich es gemacht habe?
> Was wenn ich R1 mit 10kOhm angenommen hätte, und R2 wäre dann 21,6kOhm .
> Wäre das auch richtig?

Zum differenziellen Widerstand. Was Helmut sagte ist schon korrekt. Bei 
Deiner Schaltung und einem halbwegs guten OPV und dem OPV angemessener 
Bandbreite, ist genügend Verstärkung übrig um das Potentional zwischen 
In+ und In- gegen 0 V gehen zu lassen. Der differenzielle Widerstand des 
OPV spielt dann im Normalfall keine Rolle, da so gut wie kein Strom 
fließen kann.

Nähert sich der OPV seiner Grenzfrequenz, so wird auch die 
Verstärkungsreserve immer kleiner und der differenzielle Widerstand 
kommt dann immer mehr zur Geltung. Dann treten aber auch andere Probleme 
auf. Z.B. erhöht sich der Klirrfaktor. Wenn man das nicht haben will, 
dann nimmt man einen etwas höherwertigeren OPV.

O. A. schrieb:
> d.h ich kann R1 annehmen so wie ich es gemacht habe?
> Was wenn ich R1 mit 10kOhm angenommen hätte, und R2 wäre dann 21,6kOhm .
> Wäre das auch richtig?

Mit R2 = 2,14 K kommen die meisten OPV gut zurecht. Für eine rauscharme 
Verstärkung hätte ich diesen Wert auch gewählt. Hier hilft das 
Datenblatt weiter. Es gibt da in der Regel Angaben zur 
Leistungsbandbreite und zur Aussteuerung unter gewissen Lasten.

R2 = 21,6 K kann auch genügen. Diese Konfiguration hat etwas mehr 
Widerstandsrauschen, verbraucht aber etwas mehr Strom.

Es hängt immer davon ab auf was Du Wert legst. Du hast die Wahl. Die 
Spielräume zeigt Dir Dein Datenblatt.

Der NE5534 hat schon wirklich gute Werte für Audioanwendungen und kostet 
nur 32 Cent.

https://www.reichelt.de/operationsverstaerker-1-fach-dip-8-ne-5534-d-smd-p18798.html?r=1

Der LT1115 gehört schon zur Oberklasse im Audiobereich und kostet 5,70 
€.

https://www.reichelt.de/operationsverstaerker-1-fach-dip-8-lt-1115-cn8-p148545.html?r=1

Dazwischen gibt es bestimmt eine Auswahl von über 50 OPV, wo von jeder 
seine Stärken hat.

Mein obligatorischer Tipp, LTspice kann man auch Einsteigern sehr 
empfehlen.
mfg Klaus

[Klaus R. (klara)]

O. A. schrieb:
> Ach Du grüne Neune schrieb:
>> Man weiß das 20dB (Spannung) Faktor 10 sind und 10db Faktor 3,16.
>> Deshalb würde ich das praxisnahe lösen (Bild).
>
> In deiner Schaltung oben, soll R2 dem Eingangswiderstand aus meiner
> Aufgabe entsprechen?

R2 ist dort der Eingangswiderstand der OPV - Schaltung. Der 
differentielle Eingangswiderstand des OPV steht im Datenblatt. Hier 
würde ich aber auch mal den Pauker befragen was er da genau gemeint hat.

Bei Deinen sparsammen Angaben zur Aufgabenstellung ist "der 
differentielle Eingangswiderstand des OPV" überflüssig. Wie gesagt, bei 
genügend Verstärkungsreserve tritt er gar nicht in Erscheinung. Und dazu 
fehlen Dir die Daten.
mfg Klaus

[Wolfgang (Gast)]

O. A. schrieb:
> Er hat die Verstärkung mit "10" angenommen. Das wäre doch falsch?
> Denn die Verstärkung 10dB ist nicht eine Spannungsverstärkung von 10
> richtig?

Na ja. Die Pseudoeinheit dB bezeichnet den 10-fachen Zehnerlogarithmus 
eines Leistungsverhältnisses. Verstärkung von 10^1.0=10 ist also 
richtig, bezieht sich aber auf die Leistungverstärkung an einer 
gegebenen Last und nicht auf die Spannung. Da die Leistung aber 
quadratisch mit der Spannung ansteigt ...
Dein Kollege braucht wohl noch etwas Übung mit den Grundlagen ;-)

[O. A. (sokrates1989)]

Bezüglich der Sache mit dem Diff. Eingangswiderstand. von 10k

Könnte man da auch sowas machen?

(Idealer OP angenommen)

[O. A. (sokrates1989)]

Habe in einer anderen Übung zum idealen OP eine Schaltung gesehen wo 
re=R1+R2 ist.
re wäre doch der differentielle Eingangswiderstand?

[Helmut S. (helmuts)]

O. A. schrieb:
> Habe in einer anderen Übung zum idealen OP eine Schaltung gesehen wo
> re=R1+R2 ist.
> re wäre doch der differentielle Eingangswiderstand?

Re ist der Eingangswiderstand. Kein vernünftiger Mensch käme da auf die 
Idee das hier differentieller Eingangswiderstand zu nennen.

[O. A. (sokrates1989)]

Ach Du grüne Neune schrieb:
> Man weiß das 20dB (Spannung) Faktor 10 sind und 10db Faktor 3,16.
> Deshalb würde ich das praxisnahe lösen (Bild).

Und R2 aus dieser Schaltung wäre ein differentieller Eingangswiderstand?

[Günter Lenz (Gast)]

O. A. schrieb:
>Und R2 aus dieser Schaltung wäre ein differentieller
>Eingangswiderstand?

Meiner Meinung nach kann nur ein Differenzverstäker
einen differentiellen Eingangswiderstand haben.
Dies ist aber kein Differenzverstärker.
Du müßtest R1 von Masse trennen und als Eingang
benutzen. Und vom +Eingang einen Wiederstand
nach Masse schalten der genauso groß wie R1 ist.
Dann hättest du einen Differenzverstärker der
einen differentiellen Eingangswiderstand von
2 * R1 hat.

[ArnoR (Gast)]

Günter Lenz schrieb:
> Meiner Meinung nach kann nur ein Differenzverstäker
> einen differentiellen Eingangswiderstand haben.

Was du meinst ist der Differenz-Eingangswiderstand, nicht der 
differentielle Widerstand. Der Begriff differentieller Widerstand wird 
dort verwendet, wo es sich um z.B. arbeitspunktabhängige Widerstände 
handelt. Da kann man nur für einen (unendlich) kleinen Teil der 
Kennlinie einen Widerstand, den differentiellen Widerstand rd=dU/dI 
angeben.

Den differentiellen Widerstand für lineare Verhältnisse anzugeben, also 
dort wo für beliebige Spannungen und Ströme immer der gleiche R=U/I 
gilt, ist zwar nicht falsch, aber sinnlos.