Kann dieser Operationsverstärker (OPV) überhaupt als Differenzverstärker arbeiten?
Hallo Zusammen :-)
aktuell löse ich die Aufgabe 2, welche sich mit dem Operationsverstärker befasst.
Aufgabe 2 a) - c) habe ich bereits gelöst. Bei der Aufgabe d) verstehe ich nicht, wie dieser OPV überhaupt als Differenzverstärker arbeiten kann. Nun, laut meinen Unterlagen fehlen für einen Differenzverstärker zwei von vier Widerstände. Und bevor ich mich noch mehr über diese Aufgabe echauffiere, frage ich lieber dich. Zusätzlich würde ich gerne wissen, welche Differenz nun verstärkt wird. Die Differenz zwischen Ue = 10 mV und Ue = 20 mV? Ist das eine Funfrage? Könnte ich mir nämlich bei diesem Prof. vorstellen.
Ich freue mich sehr über deine Antwort!
Viele Grüße :-)
3 Antworten
Der OpAmp verstärkt die Differenz zwischen den beiden Eingängen. (OpAmp = Operation Amplifier = Operationsverstärker)
U_a = ny * (U_+ - U_-)
Hierbei sind U_+ und U_- die Spannungen an den Eingängen "+" und "-" und ny ist der Verstarkungsfaktor. Bei einem idealen OpAmp sind die Eingangsströme 0 und ny ist im Limes ny->unendlich zu betrachten. (Hier ist ny als V_0 bezeichnet.) Außerdem kann der Ausgang beliebig viel Strom abgeben und aufnehmen. Zusätzlich haben wir noch die "obere Grenzfrequenz", oberhalb derer die Verzögerung im Innern der "Black Box" OpAmp nicht mehr vernachlässigbar ist - beim idealen OpAmp ist sie unendlich groß.
R1 und R2 bilden hier einen Spannungsteiler, der das Eingangssignal U_- formt. Die Größe von U_a im Gleichgewicht können wir aus der Verstärkungsformel berechnen.
Wir müssen jetzt überlegen, ob bei kleinen zufälligen Abweichungen von U_a diese in Richtung Gleichgewicht oder von diesem entfernt bewegt wird. Im ersten Fall haben wir einen stabilen Zustand (das ist der Wunschzustand), im zweiten Fall wandert U_a sehr schnell zum Maximal- oder zum Minimalwert (Versorgungsspannungen).
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Gefragt ist im Wesentlichen nach U_a und U_-, und zwar jeweils für den Fall U_e = 10 mV und den Fall U_e = 20 mV; die Fälle sind unabhängig voneinander zu betrachten.
Du nimmst nun den OPV als nicht ideal mit endlicher Verstärkung an, aber weiterhin mit Eingsngswiderstand unendlich.
Beachte: Jeder OPV ist ein Differenzverstärker mit hoher Verstärkung.
Du betrachtest die linke Masche:
OPV:
Daraus:
Zahlen darfst Du einsetzen...
Für V --> ∞ erhält man daraus wieder die bekannten Zusammenhänge für den nicht-invertierenden Verstärker.
Vielen lieben Dank für deine ausführliche Antwort :-)
Die hat mir weiter geholfen!!!
Danke Newcomer für deine Antwort :)
Mit dem elektronik-kompendium habe ich bereits gearbeitet. Beim Thema Differenzverstärker sieht man, dass der Aufbau komplett anders ist als in der Aufgabe. Meine logische Schlussfolgerung: Aufgabe 2 d) ist so nicht zu lösen.