| Autor |
Nachricht |
Elektrotechnik
Anmeldungsdatum: 08.06.2016
Beiträge: 90
|
 Elektrotechnik Verfasst am: 22. Mai 2018 01:17 Titel: Spannungen in einer OPV-Schaltung bestimmen. |
 |
|
Hallo alle zusammen.
Ich rechne gerade einige Altklausuren durch und komm seit 2 Stunden nicht mehr weiter. Da die Lösungen zu den Altklausuren sehr unausführlich sind, kann ein Schritt nicht nachvollziehen. Bei der Aufgabe 1.1 kann ich nachvollziehen, dass Up=Un sein muss, weil es ein idealer OPV ist & das Up=U(E2)*1/1.1 sein muss wegen dem Spannungsteiler, aber den Term von Un=U(E1)-(U(E1)-(U(A)/1.1MOHM )*0.1kOHM verstehe ich einfach nicht 
Wie kommt er zustande? Wäre lieb wenn einer die Herleitung Schritt für Schritt erklären könnte.
Ich danke euch im Voraus.
| Beschreibung: |
|
Download |
| Dateiname: |
Lösung.jpeg |
| Dateigröße: |
89.49 KB |
| Heruntergeladen: |
307 mal |
| Beschreibung: |
|
Download |
| Dateiname: |
Aufgabe.jpeg |
| Dateigröße: |
93.98 KB |
| Heruntergeladen: |
471 mal |
|
|
 |
sdfvsfgasf
Gast
|
| sdfvsfgasf Verfasst am: 23. Mai 2018 22:12 Titel: |
|
|
|
Du musst die Knoten nutzen und Knotengleichungen aufstellen, Dann gibt es Maschengleichungen im Eingang und Am ausgang. Koppeln tust du nun das ganze über die Knotengleichungen. Äquivalent umformen und schon hast du deine Übertragungsfunktion.
|
|
|
Elektrotechnik
Anmeldungsdatum: 08.06.2016
Beiträge: 90
|
| Elektrotechnik Verfasst am: 24. Mai 2018 14:41 Titel: |
|
|
Vielen Dank. Das mit den Up und Un hat mich mega irritiert. Die Spannungen wurden wohl benutzt um die jeweiligen Ströme auszurechnen, sprich: I1= (Ur1-Un)/ R1 , das selbe für I2, wobei Un=Up ist. Und dann halt durch die Maschengleichungen auflösen wie du es meintest. 
|
|
|
Elektrotechnik
Anmeldungsdatum: 08.06.2016
Beiträge: 90
|
| Elektrotechnik Verfasst am: 27. Mai 2018 02:22 Titel: |
|
|
So Leute bei der nächsten Schaltung bekomme ich einfach nicht die Lösung hin. Saß knapp 3 Stunden dran, aber leider ohne Erfolg. Falls einer mir erklären würde, wie man an Ua rankommt, wäre ich sehr dankbar.
| Beschreibung: |
|
Download |
| Dateiname: |
OPV-Schaltung.jpeg |
| Dateigröße: |
148.08 KB |
| Heruntergeladen: |
402 mal |
|
|
|
ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399
|
| ML Verfasst am: 27. Mai 2018 08:50 Titel: |
|
|
Hallo,
zunächst wollen wir die Spannung am (+) Eingang des OPV wissen. Dazu definieren wir einen Strom  , der von Ue1 über Ra und Rb nach Ue2 fließt.
Es gilt:
Die Spannung am (+)Eingang des OPV gegen Masse beträgt folglich:
 + U_\mathrm{e2} = \frac{1}{2} (U_\mathrm{e1} + U_\mathrm{e2}))
Die Eingangsspannungen werden also, wie aus Symmetriegründen zu erwarten, gemittelt (=addiert und halbiert). Der restliche Teil der Schaltung verstärkt diese Spannung. Du kennst den rechten Teil der Schaltung vermutlich schon als "nichtinvertierende Operationsverstärkerschaltung".
Insgesamt handelt es sich also um eine nichtinvertierende Addierschaltung.
Die händische Berechnung des Verstärkungsfaktors fängst Du -- sofern erwünscht -- am besten so an, dass Du sagst: "Die Spannung am (+)Eingang herrscht wegen der Gegenkopplung auch am (-)Eingang".
Viele Grüße
Michael
|
|
|
Elektrotechnik
Anmeldungsdatum: 08.06.2016
Beiträge: 90
|
| Elektrotechnik Verfasst am: 27. Mai 2018 16:32 Titel: |
|
|
Okay super danke dir habs raus. Gleichzeitig bin ich jetzt auch mega durcheinander. Man versucht ja immer durch Up auf Un ( oder andersherum ) zukommen und so den Strom zuberechnen. Dadurch kann man den restlichen Teil der Schaltung analysieren. Nun stellt sich mir jedoch die Frage, wie man das auf die erste Aufgabe (Subtrahierer ) beziehen kann. Dort berechnet man zwar Up aus, aber inwiefern benutzt man jetzt Up für die weitere Stromberechnung, weil dort ja an sich Ue1 und Ua sind, muss man bestimmt die durch die Superpos. am Ende gemeinsam betrachten .. ( Ich hatte die Aufgabe über eine 'komplette Maschenbetrachtung' gelöst, da war also Un und Up nicht nötig. Jedoch ist die Regel ja das man sich Un und Up betrachtet und dann die fortlaufende Schaltung analysiert allgemeiner und besser ( habe zumindest das Gefühl, dass es so ist ) . Wäre perfekt, falls du mir eventuell auch noch erklären könntest, wie man bei der ersten Aufgabe mit dem Subtrahierer vorgehen muss, um an Ua durch Up und Un ranzukommen.
Vielen Dank im Voraus.
|
|
|
ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399
|
| ML Verfasst am: 27. Mai 2018 18:56 Titel: |
|
|
| Elektrotechnik hat Folgendes geschrieben: | | Wäre perfekt, falls du mir eventuell auch noch erklären könntest, wie man bei der ersten Aufgabe mit dem Subtrahierer vorgehen muss, um an Ua durch Up und Un ranzukommen. |
In der ersten Aufgabe hast Du am (+)Eingang die Spannung
} = \frac{10}{11} U_\mathrm{e2})
Aufgrund der Gegenkopplung gilt dann auch:
} = \frac{10}{11} U_\mathrm{e2})
Der Strom  , der im oberen Zweig von Ue1 über Ra und Rb zum Ausgang fließt, beträgt:
Dieser Strom fließt natürlich auch über Rb. Wir schauen jetzt ausgehend vom Ausgang über Rb und U(-), welche Spannung am Ausgang liegt.
Die Ausgangsspannung beträgt:
 +\frac{10}{11} U_\mathrm{e2}=-10\cdot U_\mathrm{e1}+\frac{100}{11} \cdot U_\mathrm{e2} + \frac{10}{11} \cdot U_\mathrm{e2} = 10 \cdot (U_\mathrm{e2}-U_\mathrm{e1}))
Viele Grüße
Michael
|
|
|
Elektrotechnik
Anmeldungsdatum: 08.06.2016
Beiträge: 90
|
|
|
ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399
|
| ML Verfasst am: 02. Jul 2018 21:27 Titel: |
|
|
| Elektrotechnik hat Folgendes geschrieben: |
Jetzt müsste ich im "im unteren Pfad" bzw am invertierenden Anschluss ja den Strom ermitteln
|
Wir definieren den Knoten K als den Knoten, an dem der (-)Eingang liegt.
Du willst jetzt den Strom wissen, der vom Ausgang über den Widerstand R zu dem Knoten K fließt. Diesen Strom nennen wir I.
I können wir in dieser Form nicht direkt berechnen. Aber wir können berechnen, was aus dem Knoten K wieder herausfließt. Da der (-)Eingang stromlos ist, müssen wir nur die Zweige mit den beiden Widerständen links unten berücksichtigen:
Der Term lässt sich noch vereinfachen (Deine Aufgabe). Entscheidend für die Diskussion hier ist, dass wir diesen Strom jetzt kennen und die Ausgangsspannung berechnen können:
Viele Grüße
Michael
|
|
|
Elektrotechnik
Anmeldungsdatum: 08.06.2016
Beiträge: 90
|
| Elektrotechnik Verfasst am: 03. Jul 2018 08:40 Titel: |
|
|
Okay super danke dir. Soweit hat sich eigentlich alles geklärt, müsste ich jedoch mir die Masche nicht bis zum Knotenpunkt k nur anschauen, weil dort die virtuelle Masse ist? -> Ua=I*R.
Vielen Dank im Voraus.
Liebe Grüße
|
|
|
superposition
Gast
|
| superposition Verfasst am: 03. Jul 2018 12:34 Titel: |
|
|
Allgemein berechnet man doch solche Übertragungsfunktionen indem man an die Eingänge und Ausgänge Spannungsquellen substituiert (hier sind am Eingang welche bereits vorhanden) und nacheinander einzeln den Einfluss einer Quelle auf die Eingänge VN bzw VP berechnet.
Ist doch so richtig oder?
lg
|
|
|
ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399
|
| ML Verfasst am: 03. Jul 2018 19:18 Titel: |
|
|
Hallo,
| Elektrotechnik hat Folgendes geschrieben: | Okay super danke dir. Soweit hat sich eigentlich alles geklärt, müsste ich jedoch mir die Masche nicht bis zum Knotenpunkt k nur anschauen, weil dort die virtuelle Masse ist? -> Ua=I*R.
|
Wenn der OPV in Gegenkopplung betrieben wird (in einfachen Schaltungen daran erkennbar, dass der Ausgang irgendwie mit dem Minus-Eingang verbunden wird), dann stellt sich die Ausgangsspannung so ein, dass der (+)Eingang und der (-)Eingang das gleiche Potential haben.
In Schaltungen, bei denen der (+)Eingang auf Masse liegt (z. B. beim invertierenden Verstärker), hat das den Effekt, dass dann am (-) Eingang auch die Masse liegt. Daher spricht man dann von einer virtuellen Masse. Aber die Bedingungen dazu sind in der vorliegenden Schaltung nicht gegeben.
Viele Grüße
Michael
|
|
|
Elektrotechnik
Anmeldungsdatum: 08.06.2016
Beiträge: 90
|
| Elektrotechnik Verfasst am: 04. Jul 2018 14:18 Titel: |
|
|
Vielen Dank für deine Antwort, aber ich glaube ich habe meine Frage falsch gestellt. Also als Vergleich nehme ich die erste Aufgabe ganz oben. Da wurde theoretisch gesehen Ua= Rb*(-I) +10/11 *Ue2 gerechnet (-> also nur bis zum Knoten). Bei der Aufgabe geht man aber wirklich bis zur Masse und nicht bis Knoten. Ich verstehe nicht den Unterschied, wieso man bei der ersten Aufgabe bis zum Knoten und bei der Aufgabe jetzt bis zur Masse geht. ( Warum geht man nicht auch bei der ersten Aufgabe über Ra und Ue1 zur Masse?) 
Vielen Dank für die Hilfe und liebe Grüße
|
|
|
ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399
|
| ML Verfasst am: 04. Jul 2018 17:41 Titel: |
|
|
| Elektrotechnik hat Folgendes geschrieben: | | Also als Vergleich nehme ich die erste Aufgabe ganz oben. Da wurde theoretisch gesehen Ua= Rb*(-I) +10/11 *Ue2 gerechnet (-> also nur bis zum Knoten). Bei der Aufgabe geht man aber wirklich bis zur Masse und nicht bis Knoten. Ich verstehe nicht den Unterschied, wieso man bei der ersten Aufgabe bis zum Knoten und bei der Aufgabe jetzt bis zur Masse geht. ( Warum geht man nicht auch bei der ersten Aufgabe über Ra und Ue1 zur Masse?) |
}_\text{Ausgang bis (-)-Eingang} + \underbrace{0 \,\mathrm{V}}_\text{(-)-Eingang bis (+)-Eingang} + \underbrace{\frac{10}{11} \cdot U_\mathrm{e2}}_\text{(+)-Eingang bis Masse})
|
|
|
Elektrotechnik
Anmeldungsdatum: 08.06.2016
Beiträge: 90
|
| Elektrotechnik Verfasst am: 04. Jul 2018 22:31 Titel: |
|
|
|
Genau das meinte ich, weil du dort nur von -(-) Eingang bis (+)-Eingang guckst ist ja die Gleichung dort zu ende. Ich verstehe aber nicht, wieso man bei der letzten Aufgabe auch noch von dem Knoten aus noch einmal runtergehen muss ( wieso ist also nicht nach Ua=R*I zu ende , bzw wieso muss ich mir den unteren Zweig noch anschauen?)
|
|
|
ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399
|
| ML Verfasst am: 04. Jul 2018 22:50 Titel: |
|
|
Hallo,
| Elektrotechnik hat Folgendes geschrieben: | | Genau das meinte ich, weil du dort nur von -(-) Eingang bis (+)-Eingang guckst ist ja die Gleichung dort zu ende. |
Was heißt denn: "Die Gleichung ist dort zu Ende"?
Welche Gleichung ist wo zu Ende, und was passiert bei der Lösung der Aufgaben Deiner Meinung nach bei Aufgabe 1 anders als bei Aufgabe 2. Ich habe keine Ahnung, was Du eigentlich meinst. Möglicherweise bist Du irgendwie indirekt dadurch irritiert, dass die OPV-Eingänge keinen Strom aufnehmen.
Im Prinzip berechne ich immer nur die Spannung von der Ausgangsklemme über irgendeinen Weg zur Masse. Auf welchem Weg ich die Spannung ermittle, ist für das Ergebnis egal, da die Spannung wegunabhängig ist. (Voraussetzung: Gleichspannnung, bei niederfrequenter Wechselspannung gilt das näherungsweise).
Ich muss aber natürlich einen Weg nehmen, entlang dessen ich die Teilspannungen kenne.
Viele Grüße
Michael
| Beschreibung: |
|
| Dateigröße: |
29.55 KB |
| Angeschaut: |
2107 mal |
|
| Beschreibung: |
|
| Dateigröße: |
29.31 KB |
| Angeschaut: |
2109 mal |
|
|
|
|
Elektrotechnik
Anmeldungsdatum: 08.06.2016
Beiträge: 90
|
|
|
Elektrotechnik
Anmeldungsdatum: 08.06.2016
Beiträge: 90
|
| Elektrotechnik Verfasst am: 24. Sep 2018 13:23 Titel: |
|
|
|
Sind meine Fragen unverständlich formuliert
|
|
|
ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399
|
| ML Verfasst am: 24. Sep 2018 21:55 Titel: |
|
|
| Elektrotechnik hat Folgendes geschrieben: |
1. Wieso fließen die Ströme gerade so wie in rot eingezeichnet?
|
Das tun sie nicht. Derartige Pfeile geben immer nur die Einbaurichtung eines tatsächlichen oder gedachten Messgerätes an (Zählpfeil).
Du kannst davon ausgehen, dass I1 in die entgegengesetzte Richtung des Pfeiles fließt, wenn UE2 nur klein genug ist (zum Beispiel für  .)
| Zitat: |
Aber I1 & I3 sind doch nicht freiwählbar oder, weil ich die Richtungen
verändert habe und anschließend gerechnet habe und dann andere
Ergebnisse erhalte.. zb: wieso rechne ich für den Strom I1 nicht Un-Ue2/R
und dreh dann Richtung um?
|
Weiß nicht, wieso Du das nicht machst. Die Gleichung wäre zumindest dann richtig.
| Zitat: |
2. Wieso liegt am Widerstand, wo I2 fließt, nicht ein Teil von Ue2 an?
Ich hätte spontan da ein Spannungteiler gemacht und da und somit die
Hälfte am Widerstand von I1 und die andere Hälfte bei I2. |
Die Spannungsteilerregel kannst Du hier nicht anwenden, da die Stromstärke in beiden Zweigen nicht gleich groß ist.
Viele Grüße
Michael
|
|
|
Elektrotechnik
Anmeldungsdatum: 08.06.2016
Beiträge: 90
|
|
|
ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399
|
|
|
Elektrotechnik
Anmeldungsdatum: 08.06.2016
Beiträge: 90
|
| Elektrotechnik Verfasst am: 26. Sep 2018 13:20 Titel: |
|
|
Vielen Dank Michael.
Ich hätte nur noch eine kurze Frage zu der Spannung am Zweig von I2. An den Zweigen von I1 & I2 liegen ja die selben die Spannungen Un an, jedoch hat man eine zusätzliche Spannungsquelle an I1-Zweig. Wirkt die sich nicht auch auf den I2-Zweig aus, weil beide parallel sind? Oder muss man es wie eine Art Offset für den einen Zweig sehen?
Liebe Grüße
|
|
|
ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399
|
| ML Verfasst am: 26. Sep 2018 21:15 Titel: |
|
|
Hallo,
| Elektrotechnik hat Folgendes geschrieben: |
Wirkt die sich nicht auch auf den I2-Zweig aus, weil beide parallel sind? Oder muss man es wie eine Art Offset für den einen Zweig sehen?
|
An beiden Zweigen herrscht die gleiche Spannung  .
Im I2-Zweig liegt diese Spannung komplett am Widerstand an. Daher schreibst Du mit den von Dir gewählten Bezugsrichtungen:
)
Im I1-Zweig liegt diese Spannung teilweise am Widerstand und teilweise an der Spanungsquelle an. Daher schreibst Du hier:
 + U_\mathrm{E2})
Das gleiche Ergebnis bekommst Du mit der Maschengleichung heraus. Die Masche läuft im Uhrzeigersinn und geht beispielsweise vom oberen Punkt von UE2 über den I1-Widerstand, den I2-Widerstand, die Masse vom I2-Zweig, die Masse vom UE2-Messgerät über das UE2-Messgerät zurück zum oberen Punkt von UE2.
Viele Grüße
Michael
|
|
|
Elektrotechnik
Anmeldungsdatum: 08.06.2016
Beiträge: 90
|
|
|
ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399
|
| ML Verfasst am: 30. Sep 2018 13:58 Titel: |
|
|
Hallo,
| Elektrotechnik hat Folgendes geschrieben: | Deine Rechnungsschritte etc. leuchten mir alle ein,
|
Das stellt sich für mich nicht so dar. Das einzige, was ich sehe ist ein großes Wirrwarr um Vorzeichen und Benennungen von Spannungen und Strömen.
| Zitat: |
Ich verstehe gerade einfach nicht wieso an einer Parallelschaltung zwei unterschiedliche Spannungen anliegen. |
Weil Du Dich in den Gleichungen so sehr verheddert hast, dass Du das Offensichtliche nicht siehst -- nämlich dass Du dich irrst.
Drei Hinweise:
- Statt bei solchen winzigen Netzwerken in Maschengleichungen (einmal im Kreis herum) zu denken, bietet es sich an zu sagen: "Von einem Punkt bis zur Masse herrscht insgesamt immer die gleiche Spannung, egal, über welchen Weg man läuft."
- Wenn Du Dich einmal auf die Richtung einer Spannung festgelegt hast, dann bleibt es dabei. Es kann nicht sein, dass die Bezugsrichtung von UN bei Dir ständig das Vorzeichen wechselt.
- Zwei unterschiedliche Spannungen erhalten unterschiedliche Namen. Wenn UE2 die Eingangsspannung am Netzwerk ist, dann ist Die Variable UE2 vergeben. Die Spannung über einem Widerstand im Netzwerk bekommt dann einen anderen Namen und nicht auch UE2.
Bitte such Dir an deiner HTW/Uni Hilfe bei einem Kommilitonen oder einer Kommilitonin. Es bringt nichts, wenn wir hier seit nunmehr 4 Monaten an dieser und ähnlichen Aufgaben sitzen. Du brauchst jemanden, der Dir sofort eine Rückmeldung über richtig oder falsch gibt.
Viele Grüße
Michael
| Beschreibung: |
|
Download |
| Dateiname: |
Scannen.pdf |
| Dateigröße: |
563.72 KB |
| Heruntergeladen: |
146 mal |
|
|
|
|
Registrieren
Login
FAQ
Suchen
