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Operationsverstärkerschaltung Nutzen unklar
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Foren-Übersicht -> Ingenieurwissenschaften -> Operationsverstärkerschaltung Nutzen unklar
 
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thomasd3
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Anmeldungsdatum: 17.10.2004
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BeitragVerfasst am: 18 Jul 2008 - 13:50:26    Titel: Operationsverstärkerschaltung Nutzen unklar

Hallo ich eine Operationsverstärkerschaltung. Hierbei verstehe ich nicht für was dieser Op genutzt werden soll. Impendanzwandler?? Ich weiß es nicht. Dabei verstehe ich leider auch nicht was die einzelnen Komponenten, also der Widerstand und die Shotkey-Diode für eine Aufgabe habe.
Es wäre sehr nett, wenn mir jemand dazu eine Erklärung geben könnte.

Rattatuii
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Anmeldungsdatum: 01.06.2006
Beiträge: 457

BeitragVerfasst am: 18 Jul 2008 - 15:13:42    Titel:

Die Z-Diode gibt durch ihre Eigenschaften dem nicht-invertierenden Eingang ein Potenzial vor. Der OPV versucht nun dieses durch die Gegenkopplung auch am invertierenden Eingang zu halten. Schafft er dies auf Grund des geringen Stromes am Ausgang noch, dann liefert er die Z-Dioden Spannung am Ausgang.
thomasd3
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Anmeldungsdatum: 17.10.2004
Beiträge: 59
Wohnort: Braunschweig

BeitragVerfasst am: 18 Jul 2008 - 15:36:40    Titel:

Erstmal danke. Okay..ich würde dies gern genauer verstehen. Der Widerstand R ist konstant.
Meine 1 Frage: Warum ist es sinnvoll hier ein Schottkey-Diode einzubauen. Reicht nicht eine normaler Diode, die nur in Durchlassrichtung betrieben werden kann?

2.Frage: Ich habe verstanden, dass die Spannung an der Diode anschlaggebend für den nicht-invertierenden Eingang ist. Aber wie greif ich die Spannung am Ausgang ab? Ist dies die Differenz zwischen P und N Eingang? Wie ist das hierbei mit der virtuellen Masse?

3.Frage: Was hat diese Schaltung dann für ein Nutzen im Genaueren...?
Krombacher05
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Anmeldungsdatum: 29.10.2005
Beiträge: 833

BeitragVerfasst am: 18 Jul 2008 - 21:03:20    Titel:

Ist das nicht ein einfacher Impedanzwandler?
Wenn die Diode in Sperrichtung einen 10Ohm Widerstand aufweist, fallen ja 2,5V über der Diode ab, was der Spannung am Nichtinvertierenden Eingang entspricht.
Aus der Folgerung das Up-Un=Ud=0V folgt Up=Un, wobei Up die Spannung am nichtinvertierenden- und Un die Spannung am invertierenden Eingang darstellt und Ud die Differenzspannung ist, die bei einem idealen OP eben 0V ist.

Ich würd also sagen, dass es ein normaler Impedanzwandler ist, aber bin in dem OP Bereich auch nicht mehr so drin.
thomasd3
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Anmeldungsdatum: 17.10.2004
Beiträge: 59
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BeitragVerfasst am: 20 Jul 2008 - 10:21:07    Titel:

Danke Krombacher05. Das der Eingang von Op's hochohmig sind, ist Ud=0.
Was ich immernoch nicht verstehe ist, warum es ein Impedanzwandler ist?!

Wo kann am ersten Blick sehen..ja aha, das müßte ein Impedanzwandler sein.

Wäre nett, wenn ihr mir weiterhin dabei helfen könntet.
Krombacher05
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Anmeldungsdatum: 29.10.2005
Beiträge: 833

BeitragVerfasst am: 20 Jul 2008 - 12:33:40    Titel:

thomasd3 hat folgendes geschrieben:

Wo kann am ersten Blick sehen..ja aha, das müßte ein Impedanzwandler sein.


Direkte Rückkoplung von Ausgang zu Eingang. Aus UP-Un=Ud=0 folgt somit Up=Un=Ua.
thomasd3
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Anmeldungsdatum: 17.10.2004
Beiträge: 59
Wohnort: Braunschweig

BeitragVerfasst am: 20 Jul 2008 - 13:41:16    Titel:

Ich versuch Dir mein Problem noch mehr deutlich zu machen..

1. Habe ich schon ein Problem mit dem Begriff "Impedanzwandler".
Impedanz ist der komplexe Anteil des Widerstands, soweit klar. Aber inwiefern wird hierbei der Widerstand gewandelt?

2. Du sagst Ud=0 (für eine idealen Op?..okay. Aber warum ergibt das gleichzeitig meine Ausgangsspannung. Mein Problem liegt wahrscheinlich darin, dass ich so gern immer mit einer Masche mir alles gerne klarmachen möchte. Die Bedeutung ist mir noch vollkommen unklar.

Guck mal Krombacher05 auf dieser Seite..ist die gleiche Schaltung:
http://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen

da wird gesagt, dass "einfache Möglichkeit zur Erzeugung einer Referenzspannung gezeigt. Es kommt eine normale Stabilisierungsschaltung mit einer Zenerdiode zur Anwendung, die aber nicht mehr die schlechten Eigenschaften der Standardbeschaltung hat."

Durch diese Erläuterung wird mir aber jedoch auch nicht klar.
thomasd3
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Anmeldungsdatum: 17.10.2004
Beiträge: 59
Wohnort: Braunschweig

BeitragVerfasst am: 20 Jul 2008 - 14:42:52    Titel:

Schau mal Krombacher05..ich werde vom Prof gefragt.- Das wäre jetzt der Stand der Dinge. Das könnte er mich fragen...
1.Fragt der mich: Wat ist das für ein Op. Antwort von mir wäre: Impedanzwandler.
2.Frage vom Prof: Warum? Antwort von mir: Keine Ahnung. Leistungsanpassung?!
3.Frage vom Prof: Wie geschieht überhaupt diese Leistungsanpassung im Detail?
Antwort wäre dann von mir: Ähm?
4.Frage vom Prof: Wie kommt die Ausgangsspannung zu stande?
Antwort wäre von mir: Gute Frage
5.Frage vom Prof: Was treibt eigentlich die Diode und der Widerstand? Für was brauch man die hierbei?
Antwort: ??
6.Frage vom Prof: Sagen Sie mal, warum legt man hiebei überhaupt den Ausgang auf den invertierten Eingang zurück. Wat soll das? Was hat das zur Folge?
zunte
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Anmeldungsdatum: 09.08.2007
Beiträge: 88

BeitragVerfasst am: 20 Jul 2008 - 15:02:57    Titel:

thomasd3 hat folgendes geschrieben:

1. Habe ich schon ein Problem mit dem Begriff "Impedanzwandler".
Impedanz ist der komplexe Anteil des Widerstands, soweit klar. Aber inwiefern wird hierbei der Widerstand gewandelt?


Der Begriff "Impedanz" meint hierbei den Widerstand der liefernden Signalquelle (Spannungsquelle). Mit Wandlung ist hierbei gemeint, dass nun mithilfe des OPs nicht mehr mit dem Innenwiderstand der eigentlichen Quelle (klein) sondern mit dem Ausgangswiderstandes des OPs gearbeitet wird (sehr klein), wodurch das Signal im Idealfall komplett am Verbraucher abfällt und nicht mehr durch den Innenwiderstand der Signalquelle verfälscht wird.




thomasd3 hat folgendes geschrieben:

2. Du sagst Ud=0 (für eine idealen Op?..okay. Aber warum ergibt das gleichzeitig meine Ausgangsspannung. Mein Problem liegt wahrscheinlich darin, dass ich so gern immer mit einer Masche mir alles gerne klarmachen möchte. Die Bedeutung ist mir noch vollkommen unklar.


Das ist auch genau die richtige Vorgehensweise; eine Erklärung über den Maschensatz. Schau dir hierzu folgende Masche an und gehe von Ud=0 aus. UE=UA ergibt sich somit automatisch.




thomasd3 hat folgendes geschrieben:

http://www.mikrocontroller.net/articles/Operationsverst%C3%A4rker-Grundschaltungen

da wird gesagt, dass "einfache Möglichkeit zur Erzeugung einer Referenzspannung gezeigt. Es kommt eine normale Stabilisierungsschaltung mit einer Zenerdiode zur Anwendung, die aber nicht mehr die schlechten Eigenschaften der Standardbeschaltung hat."

Durch diese Erläuterung wird mir aber jedoch auch nicht klar.


Das ist einfach nur die Erklärung wie das Eingangssignal für den OP zustande kommt, lass dich dadurch nicht verwirren; mit der eigentlichen OP-Schaltung (Impedanzwandler) hat dies nichts zu tun.
thomasd3
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Anmeldungsdatum: 17.10.2004
Beiträge: 59
Wohnort: Braunschweig

BeitragVerfasst am: 20 Jul 2008 - 15:27:10    Titel:

Super, super. Das hast Du klasse erklärt!
Okay, Du sagst das man hierbei den Innenwiderstand einer Quelle veringern kann. Gut..ich versuche soweit wie möglich das jetzt zu schildern, was ich bis hier und jetzt aufgenommen hab. Also ich habe eine Eingangsspannungsquelle die schließe ich an. An meiner Schottkey-diode sagen wir mal fällt ein Uzo=von 3,2V ab.
Stelle Masche auf: -Vcc+R1*I+3,2V+10Ohm*I=0
Umgestellt nach dem Strom I ergibt dies 90mA und Uz=4,1V Demnach ist Ua=4,1V
Also was habe ich daraus gewonnen? Ich habe meine Eingangsspannung verringert von 5V auf 4,1V. Als erstes Frage ich mich immernoch, warum baue ich überhaupt ne Diode ein. Würde nicht der Widerstand allein reichen? Lass ich doch Spannung über den Widerstand abfallen..was wäre der Nachteil? So weiter..an Ua greife ich mit irgendeiner Last diese Spannung ab. Sorry, aber ich raff das noch nicht mit der Leistungsanpassung:-( Ich brauch da immer nen Beispiel um mir das bildlich klarzumachen. Desweiteren..die Rückkopplung an den negativen Eingang. Das "Wieso" schwiert immernoch herum...
Danke für Eure Gedult. Hoffe ihr hilft mir weiterhin bei diesen Fragen
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