2 3 Erweiterte Anwendungen Kosten 1 10 ct

2. 3 Erweiterte Anwendungen Kosten: 1… 10 €ct, beinhaltet ca. 5000 Transistoren Rr Re R 1 R 2 UBP UBN Rr R 2 11/5/2020 Re Hönig: Elektrotechnik 1 1

2. 3. 1 Umgang mit Verstärkern Zu erwartende Funktion entsprechend Application Note 31 (die Betriebsspannungsanschlüsse des Verstärkers sind verborgen): a) Nicht invertierender Verstärker b) Invertierender Verstärker ua ua 11/5/2020 Hönig: Elektrotechnik 1 Herleitungen folgen! 2

2. 3. 1 Umgang mit Verstärkern 1. Anwendungsschaltung mit einem Operationsverstärker Offenbar eine Masche mit drei beteiligten Spannungen ud Offenbar ein Spannungsteiler mit ua als Eingang für den Spannungsteiler und un als dessen Ausgang ua M un 11/5/2020 Hönig: Elektrotechnik 1 Dieses abstrakte neue Detail wird dann anschließend 3 behandelt…

2. 3. 1 Umgang mit Verstärkern 1. Anwendungsschaltung mit einem Operationsverstärker die Masche mit den drei beteiligten Spannungen M: ud Aufgelöst: Bleibt zunächst völlig unbeachtet u M a un Signalflussplan: ud up _ un 11/5/2020 Hönig: Elektrotechnik 1 4

2. 3. 1 Umgang mit Verstärkern 1. Anwendungsschaltung mit einem Operationsverstärker Die schon sattsam behandelte Charakteristik des Spannungsteilers: Nun bleibt das völlig unbeachtet ua Signalflussplan: un ua 11/5/2020 Hönig: Elektrotechnik 1 un 5

2. 3. 1 Umgang mit Verstärkern 1. Anwendungsschaltung mit einem Operationsverstärker In erster Näherung wird die Funktion des Operationsverstärkers (OPV) durch die Gleichung beschrieben. ud Nun bleibt das alles völliguunbeachtet n 11/5/2020 ua Für typische OPV ist vu in der Größenordnung von 106, d. h. eine Spannung ud = 1μV führt auf ua = 1 V. Allerdings ist – technologisch bedingt – die Ausgangsspannung ua nach oben hin auf maximal ca. ± 15 V begrenzt – mehr geht leider nicht. Hönig: Elektrotechnik 1 6

2. 3. 1 Umgang mit Verstärkern 1. Anwendungsschaltung mit einem Operationsverstärker Die Gleichung ud Nun bleibt das völliguunbeachtet n 11/5/2020 ua wird nun ebenfalls für ihren Beitrag in einem Blockdiagramm aufbereitet: ud Hönig: Elektrotechnik 1 ua 7

2. 3. 1 Umgang mit Verstärkern 1. Anwendungsschaltung mit einem Operationsverstärker Eigentlich haben wir nun alles beisammen… ud up ud ua _ un ua Funktion auf der Basis von 2. 2. 6. 3: un …im Detail: 11/5/2020 Hönig: Elektrotechnik 1 8

2. 3. 1 Umgang mit Verstärkern 1. Anwendungsschaltung mit einem Operationsverstärker ud up ua _ un ud un ua ua un 11/5/2020 führt zu Hönig: Elektrotechnik 1 9

2. 3. 1 Umgang mit Verstärkern 1. Anwendungsschaltung mit einem Operationsverstärker: Nicht invertierender Verstärker Was vermittelt uns die Funktionsgleichung der Gesamtschaltung ? ud ua un 11/5/2020 Der OPV ist immer derselbe mit vu ∞. Von Schaltung zu Schaltung hat man mit den wirklich billigen Widerständen es im Griff, die Übertragungsfunktion der Schaltung den Anfordernissen anzupassen. Das ist die Erfolgsstory des OPV seit ca. 1965 Hönig: Elektrotechnik 1 10

2. 3. 1 Umgang mit Verstärkern Ein paar Daten für OPV Die Verstärkung beträgt dann 11/5/2020 als Kontrast zu Hönig: Elektrotechnik 1 11

2. 3. 1 Umgang mit Verstärkern Ein paar Daten für OPV …the data-sheet typical value of op amp openloop gain equals to 116 d. B. Die Verstärkung beträgt dann 11/5/2020 Hönig: Elektrotechnik 1 12

2. 3. 1 Umgang mit Verstärkern 2. Anwendungsschaltung mit einem Operationsverstärker: Invertierender Verstärker ir up = 0 ue ie ie·Re ud 11/5/2020 _ vu ua _ K un un ud Re ie -1 ir 1/Rr ua Hönig: Elektrotechnik 1 13

2. 3. 1 Umgang mit Verstärkern 2. Anwendungsschaltung mit einem Operationsverstärker: Invertierender Verstärker = - vu up = 0 ue un _ ud vu ie·Re 11/5/2020 Re ue - vu ua _ _ ie ua -1 ir 1/Rr - Re/Rr = - Re/Rr Hönig: Elektrotechnik 1 14

2. 3. 1 Umgang mit Verstärkern 2. Anwendungsschaltung mit einem Operationsverstärker: Invertierender Verstärker Somit ist die Funktionsgleichung dieser Schaltung in guter Näherung ir ie - Sie ist wiederum nur von Widerständen abhängig - ! 11/5/2020 K ud un Hönig: Elektrotechnik 1 ua 15

2. 3. 1 Umgang mit Verstärkern 3. Fazit a) Nicht invertierender Verstärker b) Invertierender Verstärker ua ua 11/5/2020 Hönig: Elektrotechnik 1 16

2. 3. 2 Rechnen: Addition u 1 u 2 u 3 i. R 1 i. R 4 i. R 2 i. R 3 ud ua Masche rund um den Verstärker: 11/5/2020 Hönig: Elektrotechnik 1 17

2. 3. 2 Rechnen: Subtraktion Rr u 1 Methode der Schaltungsanalyse: Re Superposition: ua u 2 (1) u 1 wirkt, u 2 = 0 (2) u 1 = 0, u 2 wirkt Rr (1) u 1 Ermittlung der Funktion: 11/5/2020 u 2 Hönig: Elektrotechnik 1 Re ua 18

2. 3. 2 Rechnen: Subtraktion (2) u 1 = 0, u 2 wirkt Rr Rr u 1 Re u 1 ua u 2 Re ua u 2 nicht invertierender Verstärker: up Spannungsteiler: Ermittlung der Funktion: 11/5/2020 Hönig: Elektrotechnik 1 19

2. 3. 2 Rechnen: Subtraktion Rr u 1 Re ua u 2 Superposition ! 11/5/2020 Design: gleiche Koeffizienten bei u 1 und u 2: Hönig: Elektrotechnik 1 20