Operationsverstärker. Teil G: Operationsverstärker. Operationsverstärker 741. Operationsverstärker. 06 / Teil G / Seite 01

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1 Teil G: Operaionsversärker Wirkprinzip und charakerisische Kennwere Inverierender Spannungsversärker Differenzversärker Schmi-Trigger Addierender Versärker, inverierend Spizenwergleichricher Inegraor Differenzierer Operaionsversärker Vollsändig inegrierer Versärker, Eigenschafen: als Black-Box einsezbar; zwei Eingänge U P und ; = A D * (U P - ) A D ~ ; Eingangswidersände ca Ω; Ausgangswidersand ca Ω; U P kaum euerer als ein Transisor. U D Darsellung und Beschalung V + V Operaionsversärker 741 Operaionsversärker Sandardyp Preis ca. DM 0,50 Gebräuchliche Darsellung genormes Schalzeichen V + V= Pinbelegung Offse N1 1 8 N IN- 2 7 Vcc+ IN+ 3 6 Ou Vcc- 4 5 Offse N2 V - Nacheil: große Ähnlichkei mi anderen Schalelemenen. Voreil: AD-gerech / Teil G / Seie 01

2 Operaionsversärker Vergleich idealer - realer Operaionsversärker Operaionsversärker Vergleich idealer - Operaionsversärker 741 Eigenschaf idealer Op.-Vers. realer Op.-Vers. Eigenschaf idealer Op.-Vers. Op.-Vers. 741 bei =U P =0V 0 V 10 µv bis 10 mv bei =U P =0V 0 V 1 mv auschen 0 nv/hz bis 100 nv/hz 0.5 auschen 0 nv/hz 0.5 k. A. Eingangssrom 0 na 0.1 pa bis 1 µa Eingangssrom 0 na 80 na Ausgangswidersand 0 Ω 10 Ω bis 1 kω Ausgangswidersand 0 Ω 1 kω Grenzfrequenz 1 Hz bis 10 khz Grenzfrequenz 10 Hz Ansiegsgeschwindigkei Ausgangsspannung 0.5 bis 2000 V/µs größere Abweichungen Ansiegsgeschwindigkei Ausgangsspannung k. A. größere Abweichungen Inverierender Versärker Inverierender Versärker N Versärkung N ~ _ ~ N Seig an, so will folgen. Seig an, so sink seil ab. Sink ab, so muss folgen. Anm.: Spannungsversorgung nich dargesell. ückkopplung bring auf 0 V zurück Phase Eingangsund Ausgangssignal laufen gegenphasig. Spng Spng / Teil G / Seie 02

3 Differenzversärker Differenzversärker 4 Einsazgebiee: 2 Spannungs - Srom - Wandler, Brückenversärker: Es wird jeweils nur die Spannungsdifferenz versärk. Vorhandene Gleichaneile werden unerdrück (Gleichakunerdrückung). Es is im Falle von * 4 = 2 * 3 : 1 2 = 4 * (1-2 ) Schmi - Trigger Schmi - Trigger 2 U Sä U Schw spring zwischen U Sä und -U Sä hin und her. U P Seig an, so will U P folgen. Seig U P an, so seig seil an. Seig an, so seig U P weier. ückkopplung bring auf maximal mögliche Spannung U Sä U Schw -U Sä Für symmerische Operaionsversärker gil: U Schw = 2 * * U Sä Der Wechsel erfolg beim Überschreien der Schwellenspannung U Schw bzw. -U Schw / Teil G / Seie 03

4 Schmi - Trigger Addierender Versärker, inverierend Anwendung des Schmi-Triggers: Aufbereien verformer digialer Signale; Erzeugung eines flankenseilen Ausgangssignals, falls das Eingangssignal Grenzwere über- bzw. unerschreie. Schwellenspannungen m Eingänge 1, 2 bis m ückkopplung bewirk rückwirkungsfreie Zusammenführung der Eingänge m m Allgemein gil: = - N * Σ i / i i=1 Falls = 2 =... = m : = -N * ( m ) N m Addierender Versärker, inverierend Spizenwergleichricher Eigenschafen: Häufig genuze Schalung. Eingangsspannungen werden addier, versärk, abschließend inverier. Teilsröme beeinflussen sich am Summenpunk nich, da dieser Punk akiv auf Massepoenzial gehalen wird. Anwendungsbeispiel: Digial-Analog-Wandler L Die höchse erreiche Spannung wird gehalen. Haledauer häng von L ab / Teil G / Seie 04

5 Inegraor Anwendung des Inegraors Erzeugung von ampen () = = konsan und 0 = 0 V ergeben: () = - 1 * dτ 0 Es gil: () = - 1 * ( (τ)dτ + 0 ) 0 mi 0 = (=0) () = - () * Seigung = - / Anwendung des Inegraors Anwendung des Inegraors Erzeugung von Dreieck- und echecksignalen Tiefpassfilerung d () Seigung = -r / d 2 r () Höhe = U Sä 3 r () = * sin(ω*) 0 = 0 V ergeben: () = - * sin(ωτ)dτ 0 1 () = * * cos(ω) ω / Teil G / Seie 05

6 Inegraor als Tiefpassfiler Differenzierer () = * sin(ω*) () = 1 * ω * cos(ω) Wegen = 0 V Eingangswidersand = muss durch und ein idenischer Srom fließen: () = Z * I(); () = - * I() Dami ergib sich: () () Z 1 = - = - jω Es gil: () = - * * du d Anwendung des Differenzierers Hochpassfilerung () = * sin(ω*) ergib: () = - * * dsin(ωτ) d () = Hohe Frequenzen werden särker versärk als iefe Frequenzen / Teil G / Seie 06