Wie sieht das Ausgangssignal bei einem offenen Operationsverstärker aus?
Hallo liebe Community, bitte helft mir bei folgender Frage:
An einem OPV ist eine Wechselspannung (Sinus, 20 mV Amplitude, 100 Hz) direkt an die Eingänge des OP angeschlossen. Die Spannungsversorgung soll ±9 V betragen.
Aus dem Datenblatt habe ich folgendes rausgesucht:
Leerlaufspannungsverstärkung: 200 000
Offset-Spannung (Input Offset Voltage): 3 mV
Ausgangs-Spannungshub (Output Voltage Swing): ± 12 V
Ich habe eine Sinuskurve gezeichnet als Eingangssignal, wie sieht aber der Ausgang aus? danke im voraus
Das grüne soll die lösung darstellen:
3 Antworten
Wenn du keine Rückkopplung einbaust, arbeitet der OP als Komparator. Du bekommst also am Ausgang eine Rechteckspannung mit derselben Frequenz wie dein Eingangssignal und einer Amplitude von (fast) der Betriebsspannung.
Ja, das passt. Wie sehr die Amplitude an die Betriebsspannung herankommt, hängt vom Typ des OP ab. Den Abstand zwischen der maximalen Ausgangsspannung und der Betriebsspannung nennt man "headroom" (siehe Datenblatt des OP).
https://www.microchip.com/stellent/groups/sitecomm_sg/documents/training_tutorials/en528065.pdf
Wenn die Leerlaufverstärkung 200000 beträgt, darf die Eingangsamplitude (bei einer Betriebsspannung von +-10V) höchstens 10/200000=0,05mV=50µV betragen, ohne dass der OPV in die Begrenzung geht. Das setzt aber voraus, dass kein Gleichsapnnungs-Offset existiert (oder ein idealer Offset-Abgleich erfolgt ist), der Arbeitspunkt also ideal bei 0V liegt.
Das ist aber eine sehr unrealistische Annahme, die glücklicherweise auch nicht eingehalten werden muss. Die Verstärkung ist genau deshalb so groß, damit man mit Gegenkopplung arbeiten kann (für beliebige, kleinere, geschlossene Verstärkungswerte), wobei es dann schon keine Rolle mehr spielt, ob die offene Verstärkung nin 150000 oder 200000 ist...
Die Kurvenform des Ausgangssignales richtet sich nach der Beschaltung des OP's, hier etwas Lesestoff http://2016.hems.de/fileadmin/_migrated/content_uploads/opv_prof_gossner.pdf
Im Web findest du weitere Informationen unter dem Begriff "Operationsverstärker Grundschaltungen".
Zur Verfügung stehen Verstärker, Impedanzwandler, Komparator, Integrierer, Differenzierer, Hochpass, Tiefpass, Gleichrichter, Bandpass, Schmitt Trigger und andere.
Viel Freude beim Ausprobieren.
hey lieben dank für die schnelle Antwort! Ich habe ein weiteres bild hochgeladen, kannst und mal schauen, ob dies korrekt ist? Ist amplitude nicht im bereich des ausgangsspannungshubes?