Frage zu OpAmp < Elektrotechnik < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 17:21 Do 22.05.2008 | | Autor: | tedd |
| Aufgabe | a)Messen Sie die Ausgangsspannung bei einem nicht invertierendem Verstärker mit V=11 und Ue=1V
b)Ue=1V an beiden Eingängen (Rr nicht entfernen!).Folgerungen? |
Hi!
Also Aufgabenteil a) habe ich im Praktikum ohne Probleme durchgeführt. die Ausgangsspannung [mm] U_a [/mm] betrug etwa 11V.
Nur bei Aufgabenteil b) komme ich nicht ganz weiter...
Habe die Schaltung aufgebaut und dachte das eigenlich eine Ausgangsspannung [mm] U_a [/mm] von 0V rauskommen müsste, da ja nur eine Spannungsdifferenz zwischen den beiden Eingängen am OpAmp verstärkt werden kann.
Da an beiden Eingängen Ue=1 V hing nahm ich auch an, dass am OpAmp eine Spannungsdifferenz von 0 herrscht.
Bekam dann aber über eine Messung einen Wert von etwa [mm] U_a=989 [/mm] mV raus.
Habe das ganze dann nochmal simuliert und der Wert stimmt so in etwa. Wenn ich den Eingangswiderstand vom invertierenden Eingang wegnehme bekomm ich auch 0 V raus.
Aber wieso bekomm ich jetzt mit Eingangswiderstand vor dem invertierendem Eingang eine Ausgangsspannung von [mm] U_a [/mm] = 980mV raus?
[Dateianhang nicht öffentlich]
Eigentlich würde es sich doch jetzt auch um einen Differenzverstärker handeln oder nicht?
Danke schonmal im vorraus und beste Grüße,
tedd
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
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(Mitteilung) Reaktion unnötig  | | Datum: | 11:12 Sa 24.05.2008 | | Autor: | Infinit |
Hallo tedd,
ich rätselte einige Zeit über Deiner Aufgabe und dem dazugehörigen Schaltbild, muss aber sagen, dass ich nicht weiterkomme. Das Schaltbild zeigt recht eindeutig einen invertierenden OpAmp, dazu passt aber nicht die Aufgabenbeschreibung. Was ist beispielsweise Rr?
Irgendwas ist da faul.
Viele Grüße,
Infinit
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 18:05 Sa 24.05.2008 | | Autor: | tedd |
Hey danke fürs reinschauen.
Sorry die Frage war wohl wirklich etwas ungenau gestellt.
Also für Aufgabenteil a) hatte ich einen nicht invertierenden Verstärker gesteckt mit [mm] R_R=10k\Omega (R_R [/mm] ist hier der Gegenkopplungswiderstand in anderen Schaltungen meistens als [mm] R_2 [/mm] bezeichnet) und [mm] R_E=1k\Omega [/mm] (Der Widerstand [mm] R_E [/mm] wird in den meisten anderen Schaltungen wohl als [mm] R_1 [/mm] bezeichnet und ist beim nicht invertierendem Verstärker zwischen Masse und dem invertierendem Eingang)
So hatte ich eine Verstärkung von [mm] V=1+\bruch{R_R}{R_E}=1+\bruch{10k\Omega}{1k\Omega}=11
[/mm]
Und habe dann auch eine Ausgangsspannung [mm] U_a [/mm] von etwa 11 V bei einer Eingangsspannung [mm] U_e [/mm] gemessen.
Zu Aufgabenteil b) sollte man dann den invertierenden Eingang nicht an Masse sondern auch an einem [mm] U_e=1V [/mm] haben. Also hab ich die Schaltung dann so, wie in dem Bild was ich in der Frage angehängt habe, gesteckt.
Da im OpAmp ja nur die Spannungsdifferenz [mm] U_d [/mm] zwischen den beiden Eingängen verstärkt wird ging ich davon aus, dass als Ausgangsspannung etwa 0 gemessen wird da ja vor beiden Eingängen ein [mm] U_e [/mm] =1V anlag.
Dabei wurde aber etwa eine Spannung von etwa 1V gemessen also waren meine Überlegungen ja falsch.
Der invertierende Eingang hat im Gegensatz zum nicht invertierenden Eingang ja noch den [mm] R_E [/mm] Widerstand(wenn ich den in der Simulation wegnehme kommt als Ausgangsspannung tatsächlich [mm] U_a=0V [/mm] raus). Also hängt das mit dem Spannungsabfall an diesem Widerstand zusammen, würd ich sagen aber wieso bverstehe ich noch ganz?!
Hoffe mein Problem ist nun was verständlicher :)
Danke im vorraus und beste Grüße,
tedd
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 13:57 So 25.05.2008 | | Autor: | Infinit |
Hallo tedd,
ich komme trotz Deiner Beschreibung nicht weiter. Was Du zunächst beschreibst, ist das Verhalten eines nicht-invertierenden OpAmps und dazu passt auch Deine Berechnung der Verstärkung. Dann soll man wohl den invertierenden Eingang mit einer Spannung belegen, das Blockschaltbild passt aber nicht dazu, denn das ist das eines invertierenden Verstärkers. Ich denke aber mal, dass die Schaltung weiterhin nicht-invertierend sein soll. Dann finde ich aber keine Möglichkeit, die neue Spannung einzuführen, zumindest wüsste ich nicht wo.
Die Beschreibung aus a) passt nicht mit zum Blockschaltbild und der Aufgabenteil b) passt nicht zum gezeichneten Blockschaltbild. Und damit bin ich so hilflos wie zuvor.
Sorry,
Infinit
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(Mitteilung) Reaktion unnötig | | Datum: | 15:52 So 25.05.2008 | | Autor: | tedd |
Okay hmm ...
helfen evtl die Bilder weiter?
Zu a)
[Dateianhang nicht öffentlich]
Zu b)
[Dateianhang nicht öffentlich]
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: JPG) [nicht öffentlich]
Anhang Nr. 2 (Typ: JPG) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 16:28 So 25.05.2008 | | Autor: | BKM |
Hallo.
Es ist so, wie Du schon richtig vermutet hast, am Widerstand R1 fällt eine geringe Spannung ab. Dieser Spannungsabfall, bewirkt eine Spannungsdifferenz. Das heisst, an dem invertierenden Eingang liegt
Ue - das was über dem Widerstand abfällt, an. An dem nicht invertierenden Eingang liegt Ue = 1V. Die vorhandene Differenz wird entsprechned der Beschaltung ( Differenzverstärker) mit Vu =10 verstärkt.
Das Verhältnis zwischen der an beiden Eingängen wirkenden Sannujng zu der Differenzspannung, die am Ausgang die gleiche Spannung verrursacht, nennt man Gleichtaktunterdrückung ( engl.: common mode rejection).
Ich hoffe die Frage richtig verstanden zu haben.
Beste Grüße.
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(Antwort) fertig | | Datum: | 16:57 So 25.05.2008 | | Autor: | Infinit |
Hallo tedd,
mit Hilfe der beiden Bilder wurde mir die Sache jetzt klarer. Was Du hier vorliegen hast, ist ein Subtrahierer. Die Ausgangsspanung setzt sich hierbei zusammen aus der gewichteten Eingangsspannung am nicht-invertierenden Eingang minus der gewichteten Spannung, die am invertierenden Eingang liegt. Du kannst sogar ausrechnen, was hierbei rauskommen muss, indem Du die Superposition anwendest und dabei berücksichtigst, dass die Differenzspannung zwischen nicht-invertierendem und invertierenden Eingang 0V beträgt und der Eingangswiderstand unendlich hoch ist. Ich arbeite mal mit den beiden Spannungen Ue1 und Ue2 und überlagere ihre Wirkungen. R1 sei der Gegenkoppelwiderstand, R2 der hinter Ue1 im Eingangskreis liegende Widerstand.
1. Fall Ue2 = 0: Hier liegt der klassische invertierende OpAmp vor und Du bekommst als Ergebnis
$$ [mm] U_{a1}= [/mm] - [mm] \bruch{R_1}{R2} U_{e1} \, [/mm] . $$
2. Fall Ue1=0: Hier hilft die Betrachtung der Ströme am Knoten weiter, der am invertierenden Eingang liegt. Es fliesst kein Strom in den OpAmp und demzufolge gilt
$$ - [mm] \bruch{U_{e2}}{R_2} [/mm] = [mm] \bruch{U_{e2}-U_{a2}}{R1} [/mm] $$ oder nach Ua2 aufgelöst:
$$ [mm] U_{a2} [/mm] = [mm] U_{e2} \cdot \bruch{R_1+R_2}{R_2}$$
[/mm]
Beide Ausgangsspannungsanteile überlagert ergibt demzufolge
$$ [mm] U_a [/mm] = [mm] U_{e2} \cdot \bruch{R_1+R_2}{R_2} [/mm] - [mm] \bruch{R_1}{R2} U_{e1}\, [/mm] . $$
Wenn Du nun Deine Werte einsetzt, stimmt dies recht gut mit Deinen Messungen überein.
By the way, womit hast Du denn die Blockschaltbilder gezeichnet? Gibt es da etwas Nettes, bin immer noch auf der Suche nach so was.
Viele Grüße,
Infinit
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