Operationsverstärker Was ist das?
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- Eleonora Bergmann
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Transkript
1 Operationsverstärker Was ist das? Grundlegende Funktion und was man damit so machen kann Jürgen Stuber V + Vout V Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
2 Grundfunktion UD + - Ua Verstärkt Spannungsdifferenz zwischen + und -Eingang. Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
3 Grundfunktion UD + - Ua Verstärkt Spannungsdifferenz zwischen + und -Eingang. Verstärkungsfaktor sehr hoch (ideal, real typisch ). Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
4 Grundfunktion UD + - Ua Verstärkt Spannungsdifferenz zwischen + und -Eingang. Verstärkungsfaktor sehr hoch (ideal, real typisch ). Eingangsstrom sehr klein (ideal 0, real µa bis pa) Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
5 Grundfunktion UD + - Ua Verstärkt Spannungsdifferenz zwischen + und -Eingang. Verstärkungsfaktor sehr hoch (ideal, real typisch ). Eingangsstrom sehr klein (ideal 0, real µa bis pa) Ausgangsstrom typisch im ma-bereich Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
6 Schaltungen V + Vout V Betrieb fast immer mit Rückkopplung (Gegenkopplung): Ausgang wirkt auf negativen Eingang zurück Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
7 Schaltungen V + Vout V Betrieb fast immer mit Rückkopplung (Gegenkopplung): Ausgang wirkt auf negativen Eingang zurück Rückkopplung bestimmt Verhalten der Schaltung! Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
8 Schaltungen V + Vout V Betrieb fast immer mit Rückkopplung (Gegenkopplung): Ausgang wirkt auf negativen Eingang zurück Rückkopplung bestimmt Verhalten der Schaltung! Verhalten: Linear, genau einstellbarer Verstärkungsfaktor, leicht berechenbar Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
9 Schaltungen Beispiele Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
10 Reale OpAmps: Standardtypen LM358: 0,18e bei Reichelt, 2 OpAmps in DIP-8 Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
11 Reale OpAmps: Standardtypen LM358: 0,18e bei Reichelt, 2 OpAmps in DIP-8 TS912: 0,88e bei Reichelt, 2 OpAmps in DIP-8, CMOS Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
12 Reale OpAmps: Standardtypen LM358: 0,18e bei Reichelt, 2 OpAmps in DIP-8 TS912: 0,88e bei Reichelt, 2 OpAmps in DIP-8, CMOS LM741: veraltet Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
13 Reale OpAmps: Standardtypen LM358: 0,18e bei Reichelt, 2 OpAmps in DIP-8 TS912: 0,88e bei Reichelt, 2 OpAmps in DIP-8, CMOS LM741: veraltet Standardbauelemente#Operationsverst.C3.A4rker Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
14 Reale OpAmps: Spannungsbereiche Betriebspannung Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
15 Reale OpAmps: Spannungsbereiche Betriebspannung Bereich für Eingangs- und Ausgangspannungen innerhalb der Betriebspannung Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
16 Reale OpAmps: Spannungsbereiche Betriebspannung Bereich für Eingangs- und Ausgangspannungen innerhalb der Betriebspannung Rail-to-rail: (Strom-)Schiene zu (Strom-)Schiene gesamter Bereich erlaubt Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
17 Reale OpAmps: Spannungsbereiche Betriebspannung Bereich für Eingangs- und Ausgangspannungen innerhalb der Betriebspannung Rail-to-rail: (Strom-)Schiene zu (Strom-)Schiene gesamter Bereich erlaubt LM358: Versorgungsspannung 3 bis 30V Bereich für Eingänge und Ausgang: 0V... U cc 1.5V. Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
18 Reale OpAmps: Spannungsbereiche Betriebspannung Bereich für Eingangs- und Ausgangspannungen innerhalb der Betriebspannung Rail-to-rail: (Strom-)Schiene zu (Strom-)Schiene gesamter Bereich erlaubt LM358: Versorgungsspannung 3 bis 30V Bereich für Eingänge und Ausgang: 0V... U cc 1.5V. TS912: Versorgungsspannung 2,7 bis 16V Rail-to-rail für Eingänge und Ausgang Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
19 Reale OpAmps: Eingangsstrom LM358: typ. 20nA Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
20 Reale OpAmps: Eingangsstrom LM358: typ. 20nA TS912: typ. 1pA Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
21 Reale OpAmps: Frequenzabhängigkeit Gain bandwidth product: Verstärkung mal Frequenz konstant Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
22 Reale OpAmps: Frequenzabhängigkeit Gain bandwidth product: Verstärkung mal Frequenz konstant LM358: typ. 1,1MHz 10Hz: Verstärkungsfaktor Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
23 Reale OpAmps: Frequenzabhängigkeit Gain bandwidth product: Verstärkung mal Frequenz konstant LM358: typ. 1,1MHz 10Hz: Verstärkungsfaktor kHz: Verstärkungsfaktor ca 100 Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
24 Reale OpAmps: Frequenzabhängigkeit Gain bandwidth product: Verstärkung mal Frequenz konstant LM358: typ. 1,1MHz 10Hz: Verstärkungsfaktor kHz: Verstärkungsfaktor ca 100 TS912: 0,8MHz Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
25 Reale OpAmps: Frequenzabhängigkeit Gain bandwidth product: Verstärkung mal Frequenz konstant LM358: typ. 1,1MHz 10Hz: Verstärkungsfaktor kHz: Verstärkungsfaktor ca 100 TS912: 0,8MHz es gibt deutlich schnellere Typen (teurer, höherer Stromverbrauch) Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
26 Reale OpAmps: sonstige Eigenschaften geringes Rauschen Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
27 Reale OpAmps: sonstige Eigenschaften geringes Rauschen geringer Stromverbrauch Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
28 Reale OpAmps: sonstige Eigenschaften geringes Rauschen geringer Stromverbrauch geringe Offsetspannung Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
29 Zusammenfassung OpAmps sind leicht zu benutzen, viele schöne Schaltungen Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
30 Zusammenfassung OpAmps sind leicht zu benutzen, viele schöne Schaltungen Oft an der Schnittstelle zwischen Analog- und Digitalelektronik Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
31 Zusammenfassung OpAmps sind leicht zu benutzen, viele schöne Schaltungen Oft an der Schnittstelle zwischen Analog- und Digitalelektronik Viel Spaß beim Basteln! Jürgen Stuber () Operationsverstärker Was ist das? / 10
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