Frage zum OPV

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Autor
Frage zum OPV
Suche nach: opv (1518)

    







BID = 444241

cmosic

Neu hier



Beiträge: 30
 

  


Hallo,

ich habe mich gefragt, ob man den + und den - Eingang des OPV, in der Schaltung als invertierenden Verstärker, vertauschen kann. (ohne die Funktion der Schaltung zu verändern)
Inzwischen ist mir klar, das dies nicht möglich ist. (Ich hatte die Frage gestern schon mal bei roboternetz.de gestellt, dort hat man mich davon überzeugt, dass das Quatsch ist. )
Zu der Problematik hatte ich eine kleine Rechnung angefertigt, welche ich hier mal angehangen habe. Auf der linken Seite ist die Berechnung der Ausgangsspannung für den normalen invertierenden Verstärker zu sehen. Und auf der rechten Seite die Berechnung mit umgedrehtem OPV. Für die Ausgangsspannung der Schaltung mit umgedrehten OPV hätte ich unendlich erwartet, stattdessen kommt das Gleiche raus, wie bei der normalen Schaltung.
Ich bin diese Berechnung jetzt schon x-mal durchgegangen, aber ich kann einfach den Fehler nicht finden.

Es wäre schön, wenn Ihr mal kurz drüber schauen und mir vielleicht weiterhelfen könntet.

Vielen Dank schon mal.


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BID = 444316

elektrorobert

Gelegenheitsposter

Beiträge: 96
Wohnort: ratzeburg
ICQ Status  

 

  

Hallo cosmic,

hast dir ja echt Mühe gemacht die Rechnungen der beiden Schaltungen herzuleiten. Ich habe mal soweit versucht diese durchzugehen, jedoch würde es besser sein, die einzelnen Variablen für ein besseres Verständnis in den Zeichnungen mit einzufügen.

Wie du schon richtig erkannt hast, ist die linke Zeichnung eine invertierende Verstärkerschaltung, mit dem von dir hergeleitenen Verstärkungsfaktor.
Die linke Schaltung ist zwar ein "umgedrehter OPV", jedoch ist dies ein
nichtinvertiernder Schmittrigger, den man stets vom invertierenden Schmittriger unterscheiden sollte. Dieser ist über den + Eingang mitgekoppelt und kennt daher nur 2 Zustände. Diese werden an bestimmten Schwellenwerten an Ue geschaltet. Dieser Schwellenwert, auch Hysterse genannt, berechnet sich mit Uhys=Uamax*(R1/R2). Uamax ist die maximale Ausgangsspannungsdifferenz am OP. Hat man eine symmetrische Versorgungsspannung so schwankt dieser Uhys Wert um 0V und erst ab Uhys/2 schaltet der OP dann auf +(oder andersrum -Uhys/2 auf -).
Soweit die Theorie(bitter verbessern, wenn nötig).
Du siehst also, dass diese Schaltung von Grund auf verschieden sind.

Gruß Robert

BID = 444326

cmosic

Neu hier



Beiträge: 30

Ich danke Dir für Deine Antwort.
Habe jetzt mal noch die verwendeten Variablen eingezeichnet. (Ue, Ua, Up, Un beziehen sich auf Masse) Vielleicht ist es so besser zu verstehen. (hätte ich eigentlich auch selber mal drauf kommen können.)

Das die rechte Schaltung nicht als Verstärker arbeiten kann, sondern immer in irgendeine Begrenzung springen muss, habe ich schon verstanden. Ich versteh halt nicht, warum das in der Rechnung nicht so raus kommt.


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BID = 444328

cmosic

Neu hier



Beiträge: 30

irgendwie hat da mit dem Hochladen was nicht geklappt. Hier nochmal der link:

https://forum.electronicwerkstatt.d.....2.pdf

BID = 444368

Ltof

Inventar



Beiträge: 9387
Wohnort: Hommingberg


Zitat :
cmosic hat am 19 Jul 2007 23:33 geschrieben :

Ich versteh halt nicht, warum das in der Rechnung nicht so raus kommt.

Wie soll das in der Rechnung rauskommen, wenn die Rechnung von einem idealen OP ausgeht? Ein idealer OP müsste rechnerisch bei minus oder plus Unendlich kleben. Real ist das maximal die Versorgungsspannung. Die fehlt in der Rechnung.

Gruß,
Ltof

_________________
„Schreibe nichts der Böswilligkeit zu, was durch Dummheit hinreichend erklärbar ist.“
(Hanlon’s Razor)

BID = 444392

cmosic

Neu hier



Beiträge: 30


Zitat :
Wie soll das in der Rechnung rauskommen, wenn die Rechnung von einem idealen OP ausgeht? Ein idealer OP müsste rechnerisch bei minus oder plus Unendlich kleben. Real ist das maximal die Versorgungsspannung. Die fehlt in der Rechnung.

Das ist mir schon klar, hab mich wohl ungünstig ausgedrückt. Wenn bei der Rechnung -/+ unendlich rauskäme wäre ich ja zufrieden, aber leider kommt raus: Ua = -R2/R1 * Ue.

BID = 444509

high_speed

Schreibmaschine



Beiträge: 2073

Hallo cmosic

Du gehst falsch an die Aufgabe heran.
Als erstes stelle mal die Eingangsspannung als Funktion der
Ausgangsspannung auf.

\fedon\mixonu_OP.e = i * R_2 + u_OP.a
i = ((u_e - u_OP.a)/(R_1 + R_2))

u_OP.e = ((u_e - u_OP.a)/(R_1 + R_2)) * R_2 + u_OP.a
\fedoffu_OP.e = ((u_e * R_2)/(R_1 + R_2)) + ((u_OP.a * R_2)/(R_1 + R_2)) + u_OP.a

Wenn du jetzt die Funktion nach u_OP.a ableitest, siehst du, ob er
Mitgekoppelt oder Gegengekoppelt ist.

\fedon\mixondu_OP.e / du_OP.a größe 0   Mitkopplung : u_OP.a = u_OP.plus oder u_OP.minus
du_OP.e / du_OP.a = 0   keine Rückkopplung : u_OP.a = u_OP.plus oder u_OP.minus
\fedoffdu_OP.e / du_OP.a kleiner 0   Gegenkopplung : u_OP.plus kleinergleich u_OP.a kleinergleich u_OP.minus

\fed\mixondu_OP.e / du_OP.a = 0 + R_2/(R_1 + R_2) + 1

Somit ist er gegengekoppelt und sein Ausgang kann nur die beiden
Extremwerte dicht an der Versorgung annehmen.

Jetzt muss du die Beiden Möglichkeiten durchrechnen.

Annahme u_OP.a = u_OP.plus ..

Annahme u_OP.a = u_OP.minus ..

Darüber kannst du dann auch die Schaltschwellen bestimmen.


Das Verhalten eines OPV (Operationsverstärkers) wird durch die externe
Beschaltung bestimmt.


MfG
Holger

_________________
George Orwell 1984 ist nichts gegen heute.
Der Überwachungsstaat ist schon da!

Leider lernen die Menschen nicht aus der Geschichte,
ansonsten würde sie sich nicht andauernd wiederholen.

edit: Warum funktionieren die Feile '>' '<' nicht?


[ Diese Nachricht wurde ge&auml;ndert von: high_speed am 20 Jul 2007 22:21 ]

[ Diese Nachricht wurde geändert von: high_speed am 20 Jul 2007 22:22 ]

BID = 444539

cmosic

Neu hier



Beiträge: 30

Vielen Dank für Deine Ausführungen. Das ist ein sehr interesanter Ansatz. Es wird also einfach geschaut, ob die OPV-Eingangsspannung mit steigender OPV-Ausgangsspannung zunimmt (also Anstieg, und damit Ableitung größer null), falls dem so ist, geht der OPV in die Begrenzung. Das ist sehr gut, wieder was dazu gelernt.

Kannst Du aber bitte das nochmal erklären:

Zitat :
Du gehst falsch an die Aufgabe heran.

Wieso kann ich nicht so rechnen, wenn die einzelnen Rechenschritte richtig sind, muss doch auch die Gesamtrechnung, und damit das Ergebnis richtig sein. Vielleicht kann man es ja wirklich nicht so rechnen, aber dann muss es ja einen Grund dafür geben.

Mfg, cmosic.

BID = 447524

Brizz

Stammposter



Beiträge: 386
Wohnort: Rheine

Hallo CMOSIC,

zu Deinem Problem möchte ich folgendes bemerken:

Deine Ansätze zur Berechnung mit Operationsverstärken finde ich interressant. Beide Berechnungen, die Du anstellst, sind richtig.

Im linken Fall berechnest Du ein gegengekoppeltes System, im rechten Fall ein mitgekoppeltes System.

Du berechnest Ua in Abhängigkeit von Ue letztlich mit der Bedingung, dass Up = Un, und dafür gibt es sowohl im gegengekoppelten als auch im mitgekoppelten System eine Lösung.

Im gegengekoppelten System ist der Zustand stabil, im mitgekoppelten System instabil.

Vielleicht helfen folgende Analogone ?

Wenn Du eine Kugel in eine Schale wirfst, kommt sie am tiefsten Punkt der Schale zur Ruhe. Wenn das System erschüttert wird, läuft sie nach Beendigung der Störung wieder zum tiefsten Punkt. Es handelt sich um ein stabiles System, weil dem Verlassen des tiefsten Punktes immer eine Kraft entgegenwirkt.

Jetzt drehen wir die Schale um. Rechnerisch gibt es einen Punkt, auf welchem die Kugel liegen bleiben kann. Das ist dort, wo die Oberfläche nach allen Richtungen hin waagerecht ist, also der höchste Punkt. Das System ist jedoch äußerst instabil, weil durch das Verlassen des höchsten Punktes eine Kraft ensteht, die das Verlassen des höchsten Punktes unterstützt.



[ Diese Nachricht wurde geändert von: Brizz am  2 Aug 2007 20:13 ]


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