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Maxwell90
Anmeldungsdatum: 19.06.2018
Beiträge: 78
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 Maxwell90 Verfasst am: 21. Jul 2018 22:44 Titel: Operationsverstärker, Übertragungsfunktion berechnen |
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Hey, ich wùrde gerne die Aufgabe im Anhang lösen da ich mich für eine Prùfung vorbereite. Nun habe ich bisher keine Probleme mit OPVs da ich bis zum Subtrahieren keine Probleme hatte Übertragungsfunktionen herzuleiten. Aber wie gehe ich hier vor?
In Aufgabenteil a wird zunächst eine Begründung erwartet. Meine Idee war
Da I_D =I_R gilt folgt I_D=U_R/R dadurch ist der Strom unabhängig von U_D.
Aufgabe b) Hier habe ich darauf gedacht eine Mache (die unter dem OPV) aufzustellen'dass ist aber leider nicht erlaubt oder? Ich denke es muss über Vn=Von hergeleitet werden also einmal Vn abhängig von allen Quellen berechnen und einmal Von und genau hier liegt man Problem da das hier nicht so einfach aussieht wie beim Subtrahieren (via Spannungsteiler).
Jemand eine Idee wie ich vorgehen soll und ob meine Überlegungen bisher korrekt sind? Lg
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3400
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Maxwell900
Gast
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| Maxwell900 Verfasst am: 22. Jul 2018 15:40 Titel: |
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Hey
Das hilft mir bereits sehr danke (Hast mir ein Denkanstoß gegeben). Im Prinzip sind U1 und Rs parallel geschaltet da an beiden Enden der Zweipole dasselbe Potential liegt deshalb gilt URs=U1. Aber wie man diese Unabhängigkeit in Worten beschreibt fällt mir schwer auch wenn ich mir das von dir genannte durchlese um Aufgabenteil a zu lösen, also mathematisch hab ich es verstanden aber nicht in Worte. Kann man nicht einfach Aufgabenteil b in Sätzen erklæren wie man zu der Gleichung gekommen ist um a zu lösen?
In Aufgabenteil b wird dann erwartet das ID=U_Rs/Rs mit U_Rs=U1 gilt richtig?
Aufgabenteil c ergibt sich dann durch einsetzen in die obige Gleichung und rechnen.
Aufgabenteil d... Hier bin ich mir unsicher. Die Versorgungsspannung beträgt 5V bzw -5V.. Es gilt U1=Umax=UB(Versorgungsspannung). Minus oder plus 5V. Rein rechnerisch hätte ich auf plus getippt, es kommt im Prinzip darauf an ob der Durchkassbereich der Diode im positiven Bereich oder Negativen Bereich ist oder?
Anderseits seht in der Aufgabe das U1 größer gleich 0 ist dementsprechend würde ich +5V nehmen daraus folgt ImaxD=U1/Rs mit U1=5V
Aufgabenteil e) Da die Verstärkung positiv sein soll würde ich den nichtinvertierenden OPV dazuschalten wie ich ihn aber anbringe ergibt sich mir nicht ganz...
Ich würde einfach die Schaltung so modifizieren das der Eingangswiderstand vom nichtinvertierenden Verstärker Rs.
Aufgabenteil f) Hier wùrde ich dann die allgemeine Übertragungsfunktion eines nichtinvertierenden Verstärker wählen mit Uin=U1 und Rin=Rs
Allgemeine Frage am Rande: Wie werden Eingangswiderstand und Rückkopplungswiderstand allgemein gewæhlt also welcher ist größer bzw kleiner.
Lg
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3400
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| ML Verfasst am: 22. Jul 2018 17:12 Titel: |
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Hallo,
| Maxwell900 hat Folgendes geschrieben: | | Im Prinzip sind U1 und Rs parallel geschaltet da an beiden Enden der Zweipole dasselbe Potential liegt deshalb gilt URs=U1. |
Du denkst das vielleicht richtig, aber von "parallel geschaltet" kann man nicht sprechen. Die Ströme teilen sich ja nicht auf.
| Zitat: |
Aber wie man diese Unabhängigkeit in Worten beschreibt fällt mir schwer auch wenn ich mir das von dir genannte durchlese um Aufgabenteil a zu lösen, also mathematisch hab ich es verstanden aber nicht in Worte.
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Im Grunde ist die Schaltung eine spannungsgesteuerte Stromquelle. Die Unabhängigkeit bemerkst Du daran, dass Ausgangsstrom (-leistung) und Eingangsstrom (bzw. -leistung) nichts miteinander zu tun haben.
| Zitat: | | Kann man nicht einfach Aufgabenteil b in Sätzen erklæren wie man zu der Gleichung gekommen ist um a zu lösen? |
Das geht, es verhindert aber, dass Du auf der Sprachebene darüber nachdenkst. Ich empfehle beides: Verständnis auf der Sprachebene und auf der Rechenebene. Die Sprachebene ist weniger präzise, ermöglicht es Dir aber, intuitiv weiterzudenken; die Rechenebene ist präzise und ermöglicht "amtliche" Ergebnisse.
| Zitat: |
In Aufgabenteil b wird dann erwartet das ID=U_Rs/Rs mit U_Rs=U1 gilt richtig? |
Ja, zumindest wenn man den Eingangsstrom beim (-)Eingang idealtypisch als 0 ansieht.
| Zitat: | | Aufgabenteil c ergibt sich dann durch einsetzen in die obige Gleichung und rechnen. |
Ja.
| Zitat: |
Aufgabenteil d... Hier bin ich mir unsicher. Die Versorgungsspannung beträgt 5V bzw -5V.. Es gilt U1=Umax=UB(Versorgungsspannung). Minus oder plus 5V. Rein rechnerisch hätte ich auf plus getippt, es kommt im Prinzip darauf an ob der Durchkassbereich der Diode im positiven Bereich oder Negativen Bereich ist oder? |
Ja, es geht um +5V. Die LED sperrt, wenn der OPV eine negative Ausgangsspannung hat.
| Zitat: |
Anderseits seht in der Aufgabe das U1 größer gleich 0 ist dementsprechend würde ich +5V nehmen daraus folgt ImaxD=U1/Rs mit U1=5V |
Nein. Wenn der OPV-Ausgang 5V (sein Maximum) erreicht, kriegt  davon nur 3V ab. Die anderen 2V fallen an der Diode ab.
| Zitat: |
Aufgabenteil e) Da die Verstärkung positiv sein soll würde ich den nichtinvertierenden OPV dazuschalten wie ich ihn aber anbringe ergibt sich mir nicht ganz...
Ich würde einfach die Schaltung so modifizieren das der Eingangswiderstand vom nichtinvertierenden Verstärker Rs.
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Nein, der nichtinvertierende Verstärker verstärkt die Summe aus Diodenspannung und Spannung über . Der Aufgabentext weist ausdrücklich darauf hin, dass nur die Diodenspannung verstärkt werden soll. Es ist ganz grundsätzlich eine gute Idee, bei solchen Aufgaben alle Hinweise zu beachten. Wenn Du den Hinweis nicht verstehst (was offensichtlich der Fall ist), hast Du auch die Aufgabenstellung noch nicht verstanden.
Hier sind andere Möglichkeiten:
a) Subtrahierer
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210153.htm
b) Instrumentenverstärker
https://de.wikipedia.org/wiki/Instrumentenverst%C3%A4rker
Der wesentliche funktionale Unterschied besteht im jeweiligen Eingangswiderstand, d. h. in der Frage, ob der Subtrahierer/Instrumentenverstärker die vorherige Schaltung belastet und damit Ergebnisse verändert oder nicht.
Gemeint ist für Dein Projekt/Praktikum wohl Variante a). Denn in der Frage f) wird auf die Rückwirkung Bezug genommen und gesagt, die Rückwirkung solle vernachlässigt werden. Dieser Hinweis ist nur dann sinnvoll, wenn Du Variante a) wählst. Bei Variante b) ist die Rückwirkung ohnehin sehr klein, so dass man diese Tatsache nicht mehr extra erwähnen würde.
| Zitat: |
Aufgabenteil f) Hier wùrde ich dann die allgemeine Übertragungsfunktion eines nichtinvertierenden Verstärker wählen mit Uin=U1 und Rin=Rs
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Du bist inhaltlich falsch abgebogen und musst hier nochmal neu nachdenken.
Viele Grüße
Michael
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Maxwell900
Gast
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| Maxwell900 Verfasst am: 23. Jul 2018 21:20 Titel: |
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Es macht Sinn den Subtrahiert zu verwenden aber wie man OPVs koppelt weiß ich noch nicht so richtig. Ich denke ich muss den Subtrahiert so dazuschalten dass U1=URs als Eingang Ue1 beim Subtrahieren ist und die Eikenspannung als Eingang g Ue2. Die Gesuche Übertragungsfunktion wäre dann die des Subtrahieren Ebend mit U,e1=URs und Ue2=Ue1
Lg Maxwell900
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3400
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| ML Verfasst am: 24. Jul 2018 12:25 Titel: |
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Hallo,
| Maxwell900 hat Folgendes geschrieben: | | Es macht Sinn den Subtrahiert zu verwenden aber wie man OPVs koppelt weiß ich noch nicht so richtig. |
Idealerweise macht man den Eingang der nächsten Stufe hochohmig. Dann besteht die Kopplung nur in einer Richtung: Die Eingangsspannung verursacht auf der Ausgangsseite irgendwas, und die Ausgangsseite beeinflusst den Eingang nicht.
| Zitat: |
Ich denke ich muss den Subtrahiert so dazuschalten dass U1=URs als Eingang Ue1 beim Subtrahieren ist und die Eikenspannung als Eingang g Ue2.
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Die Pins E1 und E2 des Subtrahierers werden mit den beiden Klemmen der Diode verbunden, und die Massen beider Schaltungen werden leitend miteinander verbunden.
Viele Grüße
Michael
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