Operationsverstärker Bastian Bertholdt Projektlabor WS 2010/2011
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- Horst Maier
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1 Operationsverstärker Bastian Bertholdt Projektlabor WS 2010/2011
2 Übersicht Definition Idealer OPV / ESB Historische Entwicklung Aufbau Funktion Anwendungsbeispiele & Grundschaltungen Erläutern des invertierenden Verstärkers Beispiele Bastian Bertholdt Operationsverstärker 2
3 Definition elektronischer Verstärker invertierenden & nichtinvertierenden Eingang sehr hohe Verstärkung Differenzenverstärker als Eingang Bastian Bertholdt Operationsverstärker 3
4 Idealer-OPV / ESB unendlich hoher Eingangswiderstand kein Ausgangswiderstand unendliche Verstärkung (ohne Rückkopplung) keine Offset-Spannungen und Leckströme Bastian Bertholdt Operationsverstärker 4
5 Übersicht Definition Idealer OPV / ESB Historische Entwicklung Aufbau Funktion Anwendungsbeispiele & Grundschaltungen Erläutern des invertierenden Verstärkers Beispiele Bastian Bertholdt Operationsverstärker 5
6 Historische Entwicklung 1930 erster Differenzenverstärker mit Elektronenröhren Harold S. Black, Harry Nyquist und Hendrik Wade Bode Rückkopplungstheorie 2. WK in Bell Labs entwickelt (USA) ab 1947 Namensgebung: Operational Amplifier Bastian Bertholdt Operationsverstärker 6
7 Übersicht Definition Idealer OPV / ESB Historische Entwicklung Aufbau Funktion Anwendungsbeispiele & Grundschaltungen Erläutern des invertierenden Verstärkers Beispiele Bastian Bertholdt Operationsverstärker 7
8 Aufbau (µa741 entwickelt:1968) Bastian Bertholdt Operationsverstärker 8
9 Übersicht Definition Idealer OPV / ESB Historische Entwicklung Aufbau Funktion Anwendungsbeispiele & Grundschaltungen Erläutern des invertierenden Verstärkers Beispiele Bastian Bertholdt Operationsverstärker 9
10 Funktion Prinzip der Rückkopplung Gegenkopplung Bastian Bertholdt Operationsverstärker 10
11 Gegenkopplung Bastian Bertholdt Operationsverstärker 11
12 Funktion Prinzip der Rückkopplung Gegenkopplung Mitkopplung Bastian Bertholdt Operationsverstärker 12
13 Mitkopplung Bastian Bertholdt Operationsverstärker 13
14 Übersicht Definition Idealer OPV / ESB Historische Entwicklung Aufbau Funktion Anwendungsbeispiele & Grundschaltungen Erläutern des invertierenden Verstärkers Beispiele Bastian Bertholdt Operationsverstärker 14
15 Invertierender Verstärker Schaltbild Bastian Bertholdt Operationsverstärker 15
16 Invertierender Verstärker Eigenschaften Prinzip der Gegenkopplung Knotenpunkt => virtuelle Masse Bastian Bertholdt Operationsverstärker 16
17 Invertierender Verstärker Schaltbild Bastian Bertholdt Operationsverstärker 17
18 Invertierender Verstärker Eigenschaften Prinzip der Gegenkopplung Knotenpunkt => virtuelle Masse I =0 U =U + R2 aus U aus U ein = R 2 R 1 Bastian Bertholdt Operationsverstärker 18
19 Differenzen Verstärker Schaltbild: Bastian Bertholdt Operationsverstärker 19
20 Differenzen Verstärker Verstärkt die Differenz der Eingangspannungen U aus =U ein, p R 4 R 3 R 4 R 1 R 2 R 1 U ein,i R 2 R 1 Bastian Bertholdt Operationsverstärker 20
21 Differenzen Verstärker Schaltbild: Bastian Bertholdt Operationsverstärker 21
22 Differenzen Verstärker Verstärkt die Differenz der Eingangspannungen U aus =U ein, p R 4 R 3 R 4 R 1 R 2 R 1 U ein, i R 2 R 1 U für Sonderfall R3 = R4 und R1 = R2: U aus =U ein, p U ein, n Bastian Bertholdt Operationsverstärker 22
23 PWM Bastian Bertholdt Operationsverstärker 23
24 Invertierender Schmitt Trigger Bastian Bertholdt Operationsverstärker 24
25 PWM Bastian Bertholdt Operationsverstärker 25
26 Integrator Bastian Bertholdt Operationsverstärker 26
27 PWM Bastian Bertholdt Operationsverstärker 27
28 Komparator Bastian Bertholdt Operationsverstärker 28
29 LiterarturVZ Wikipedia: ( :05) ( :00) ( :16) Vorlesungsfolien Schaltungstechnik Kapitel 5 von Roland Thewis (TU-Berlin) Springer Elektrische Messtechnik 4., neu bearbeitete Auflage (Reinhard Lerch) S.372 Bastian Bertholdt Operationsverstärker 29
30 Danke für die Aufmerksamkeit Bastian Bertholdt Operationsverstärker 30
31 Ende Bastian Bertholdt Operationsverstärker 31
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