Operationsverstärker Ausgangsstrom

Wimme · Anmeldungsdatum: 05.03.2008 Beiträge: 50

Hallo!

Nur eine kurze Frage:
Beim idealen OP fließt ja kein Strom in die Eingänge. Wie kann es dann aber sein, dass angeblich immer ein Strom hinausfließt? Warum?

Danke!

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Meinst du zum Beispiel konkret eine Schaltung mit Rückkopplung? Da fließt der Strom, der zum Eingang des OP fließt, nicht in den Eingang hinein, sondern durch den Rückkopplungszweig am OP vorbei zu dessen Ausgang.

Oder meinst du wirklich den Strom, der aus dem Ausgang eines OP selbst herauskommt? Der wird von der Spannungsversorgung des OP geliefert.

Gargy · Anmeldungsdatum: 24.11.2006 Beiträge: 1046

Naja, ist schon komisch formuliert, oder? Augenzwinkern

Der Strom am Eingang ist Null weil der Eingangswiderstand unendlich ist, aber angeblich soll was rausfließen. Widerspruch? Erst kein Strom, dann doch Strom?

Also, ich glaube mich zu erinnern, dass da eigentlich kein Strom rausfließt. aber wenn man eine OPV-Schaltung berechnet, geht man immer davon aus, dass die Differenz zwischen beiden Eingängen (in guter Näherung) Null ist, und die Sache mit dem Strom raus, nur dazu dient, ein Modell zur Wirkungsweise des OPV zu schaffen.

Aber so wirklich sicher bin ich mir nicht.

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Wimme · Anmeldungsdatum: 05.03.2008 Beiträge: 50

ok, das habe ich nun verstanden und konnte das auch gut für meine Hausaufgaben verwenden!

Ich soll jedoch noch die Hysterese bei einem Schmitt Trigger erklären. Ich bin mir jedoch nicht so richtig sicher, ob ich das ganz verstanden habe.
Warum genau hat der Schmitt Trigger dieses "Gedächtnis"? Also er berücksichtigt ja irgendwie die Spannung in der Vergangenheit. Ich beziehe mich vor allem auf die Bilder hier: http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0209241.htm

Hier ist, was ich mir bisher dazu gedacht habe:
Ein Schmitt-Trigger benutzt einen Operationsverstärker mit Mitkopplung, d.h. die Spannungsdifferenz an den Eingängen wird immer weiter erhöht, so dass die Ausgangsspannung nur in die obere oder untere Begrenzung gehen kann. Die Hysterese zeigt das Verhalten eines Schmitt Triggers und beschreibt, ab welcher Spannung der Ausgang „kippt“. Ist die Differenz der Eingangsspannungen Ud >0,so wird die positive bei Ud<0 die negative Betriebsspannung angenommen. Bei Ud = 0 kippt die Ausgangsspannung.

Dabei ist mir nicht ganz klar, warum es halt diesen Überschneidungsbereich um den Nullpunkt gibt. Ich hätte halt erwartet, dass es nur einen bestimmten Punkt gibt (Ud = Differenzspannung=0).

Danke!

Gargy · Anmeldungsdatum: 24.11.2006 Beiträge: 1046

Ja, stimmt Hammer

Ich sollte erst überlegen, bevor ich dumm babbel.'Tschuldigung. Ist ja total Quatsch. Klo

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

Bevor du verstehst wie ein Schmitt Trigger (ST) funktioniert, ist es erforderlich, den OP als Black-Box zu verstehen. Das ist nicht so schwierig, wie es aussehen mag. Versuche mal zusammenzufassen, was du über den OP schon weisst. Wie verhält sich dessen Ausgang bei verschiedenen Eingangsspannungen an + und - ? Wenn du das verstanden hast, ist der Weg zum Verständnis des STs nur noch ein kleiner:

1) Wie kann man die Ausgangsspannung als Funktion der Eingangsspannungen berechnen?

2) Wann ist die Ausgangsspannung positiv?

3) Wann ist sie negativ ?

Wimme · Anmeldungsdatum: 05.03.2008 Beiträge: 50

hallo schnudl:

Also, was ich weiß:
Der Operationsverstärker ist ein Bauteil, dass die Spannungsdifferenz seiner beiden Eingänge verstärkt.
Ist die Spannung am invertierenden Eingang größer als die am nicht-inv. Eingang, dann ist die Ausgangsspannung negativ, andersherum positiv.
Die Ausgangsspannung lässt sich wie folgt berechnen:

, wobei G ein (beim idealen OP) unendlich großer Verstärkungsfaktor ist.

Das ist erstmal das, was mir zu deinen Fragen einfällt. Wie genau kommt nun also dieses komische Rechteck da zu Stande? (also die Hystere).
Ich habe noch immer nicht verstanden, warum der Kippvorgang nicht einfach eine vertikale Linie ist, sondern dieses Rechteck unglücklich

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/7/72/Ni_schmitt.png/180px-Ni_schmitt.png

Angenommen Ua ist gerade positiv und gleich der Maximalspannung, die der OP hergibt.

Du kannst zB annehmen: R1=R2 Ua=10V Ur = 5V

Wie gross ist in diesem Zustand die Spannung am (+)-Eingang? Was muss am (-)-Eingang passieren, damit der Ausgang umspringt? Du hast es ja selbst schon geschrieben.

Für den umgesprungenen Zustand, wo Ua=-10V mach nun das gleiche: Wie gross ist in diesem Zustand die Spannung an (+) und was muss am (-)-Eingang passieren, damit der OP wieder in den Ausgangszustand geht?

Wimme · Anmeldungsdatum: 05.03.2008 Beiträge: 50

ich würde sagen, wenn Ua= pos. Betriebsspannung ist, dann wird eben genauso viel Spannung Mitgekoppelt, bis am + Eingang auch die Betriebsspannung anliegt, der Rest fällt an R1 ab.
Deswegen müsse doch eigentlich am +-Eingang immer die positive Betriebsspannung anliegen, denn wenn Ur kleiner wird, wird eben der zurückgekoppelte Wert größer.
Müsste Ur dann nicht schon auf die negative Betriebsspannung zurückgehen, damit die Differenz Ur-Ue auf 0 geht und damit der schmitttrigger kippt?

Und mir ist nicht ganz klar wofür ich R2 brauche..

schnudl · Moderator Anmeldungsdatum: 15.11.2005 Beiträge: 6979 Wohnort: Wien