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elektronische_schaltungstechnik:uebungsblatt5 [2020/07/07 13:23] tfischer gelöscht |
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- | <panel type=" | ||
- | Leiten Sie für den invertierenden Verstärker die Spannungsverstärkung her. Nutzen Sie dabei das Vorgehen, welches für den nicht-invertierenden Verstärker verwendet wurde. \\ Berücksichtigen Sie, dass für die Differenzverstärkung $A_D$ des idealen OPV gilt: $A_D \rightarrow \infty$. \\ Damit ist gilt auch: $1/ | ||
- | * Was ist gesucht? | ||
- | * Anzahl der Variablen? | ||
- | * Anzahl der notwendigen Gleichungen? | ||
- | * Aufstellen der bekannten Gleichungen | ||
- | * Herleitung der Spannungsverstärkung | ||
- | - Welcher der Verstärker (invertierender oder nicht invertierender) hat einen geringeren Eingangswiderstand? | ||
- | </ | ||
- | |||
- | <WRAP pagebreak></ | ||
- | <panel type=" | ||
- | |||
- | Unten stehend finden Sie Schaltungen mit einem idealen Operationsverstärker, | ||
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- | __Annahmen__ | ||
- | * $R_1 = R_3 = R_4 = R$ | ||
- | * $R_2 = 2 \cdot R$ | ||
- | * $U_E$ entstammt einer niederohmigen Quelle | ||
- | * $U_A$ liegt an einem hochohmigen Verbraucher an | ||
- | |||
- | __Aufgaben__ | ||
- | - Geben Sie für jede Schaltung die Spannungsverstärkung $A_V$ an. Eine detaillierte Rechnung wie bisher ist nicht notwendig. | ||
- | - Geben Sie für die Abbildung 8 an, wie die Spannungsverstärkung ermittelt werden kann. | ||
- | - Verallgemeinern Sie mit Begründung wie | ||
- | - Kurzschlüsse zu berücksichtigen sind, | ||
- | - Widerstände zu berücksichtigen sind, wenn diese | ||
- | - mit einer Klemme ("auf einer Seite" | ||
- | - mit je einer Klemme direkt an einem OPV Eingang liegen. | ||
- | - In welchen Schaltungen stellen die Widerstände $R_3$ und $R_4$ einen unbelasteten Spannungsteiler dar? | ||
- | |||
- | Um sich den Problemen zu nähern, sollten Sie versuchen die Kenntnisse aus dem invertierenden Verstärker nutzen. Es kann sich anbieten die Schaltungen über [[http:// | ||
- | \\ \\ | ||
- | **__Wichtig__**: | ||
- | |||
- | <WRAP group>< | ||
- | {{ elektronische_schaltungstechnik: | ||
- | \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ | ||
- | ++++ Tipps| | ||
- | * Wie groß ist der Stromfluss in den invertierenden und nicht invertierenden Eingang bei einem idealen Operationsverstärker? | ||
- | * Der Operationsverstärker versucht stets soviel Strom am Ausgang auszugeben, damit sich zwischen invertierendem und nicht invertierendem Eingang die benötigte minimale Spannung $U_D$ ergibt. Wie groß kann $U_D$ angenommen werden? Kann diese Spannung auch über einen Widerstand ($R_4$) aufgebaut werden? | ||
- | ++++ | ||
- | |||
- | </ | ||
- | {{ elektronische_schaltungstechnik: | ||
- | \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ | ||
- | ++++ Tipps| | ||
- | * Wieviel Strom muss über $R_4 = R$ fließen, damit sich die erwartete Spannung $U_4$ ergibt? | ||
- | * Wieviel Strom muss entsprechend über $R_2 = 2 \cdot R$ fließen? | ||
- | * Wieviel Strom fließt also durch $R_1 = R$? welche Spannung ergibt sich also an $R_1$? | ||
- | ++++ | ||
- | </ | ||
- | |||
- | <WRAP group>< | ||
- | {{ elektronische_schaltungstechnik: | ||
- | </ | ||
- | {{ elektronische_schaltungstechnik: | ||
- | </ | ||
- | |||
- | <WRAP group>< | ||
- | {{ elektronische_schaltungstechnik: | ||
- | </ | ||
- | {{ elektronische_schaltungstechnik: | ||
- | </ | ||
- | |||
- | <WRAP group>< | ||
- | {{ elektronische_schaltungstechnik: | ||
- | </ | ||
- | {{ elektronische_schaltungstechnik: | ||
- | </ | ||
- | |||
- | <WRAP group>< | ||
- | {{ elektronische_schaltungstechnik: | ||
- | </ | ||
- | |||
- | </ | ||
- | </ | ||
- | |||
- | |||
- | </ | ||
- | |||
- | <WRAP pagebreak></ | ||
- | |||
- | <WRAP right> | ||
- | {{ elektronische_schaltungstechnik: | ||
- | \\ <fs 70%> | ||
- | </ | ||
- | Sie arbeiten in der Firma "HHN Mechatronics & Robotics", | ||
- | |||
- | Sie haben dafür den DAC7741 gefunden. Im Datenblatt sehen Sie auf [[http:// | ||
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- | In der Zeichnung rechts steht die aktuelle Schalterstellung für 000b, also alle Schalter $SW_1$ ... $SW_3$ sind nach Masse geschalten. Es bietet sich an die Schaltung in [[http:// | ||
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- | - Es soll nun zunächst $SW_3$ = 1, $SW_2$ = 0 und $SW_1$ = 0 gelten - also nur der Schalter $SW_3$ ist auf $U_{logic}$ geschalten. | ||
- | - Zeichnen Sie dazu das Ersatzschaltbild ohne Schalter. | ||
- | - Vereinfachen Sie dieses Ersatzschaltbild über einen Ersatzwiderstand. | ||
- | - Es ergibt sich dabei ein Widerstand, welcher zwischen invertierendem und nicht invertierendem Eingang liegt. Der Operationsverstärker versucht stets soviel Strom das ihm umgebende Widerstandsnetz einzuspeisen, | ||
- | - Es soll nun $SW_3$ = 0, $SW_2$ = 1 und $SW_1$ = 0 gelten - also nur der Schalter $SW_3$ ist auf $U_{logic}$ geschalten. | ||
- | - Zeichnen Sie auch hier das Ersatzschaltbild ohne Schalter. | ||
- | - Vereinfachen Sie auch dieses Ersatzschaltbild über Ersatzwiderstände. | ||
- | - Auch hier gilt die Aussage über den oben genannten Widerstand zwischen invertierendem und nicht invertierendem Eingang. Weiterhin sollte Ihnen die Spannung des Knotens $K_3$ klar sein. \\ Zeichnen Sie nun ein Ersatzschaltbild der linken Seite, wobei Sie die Spannung am Knotens $K_3$ des idealen Verstärkers annehmen. | ||
- | - Ermitteln Sie nun die Spannung am Knoten $K_2$. | ||
- | - Diese Spannung am Knoten $K_2$ ist die Eingangsspannung eines invertierende Verstärkers, | ||
- | - Inzwischen sollte das Konzept verstanden haben. Geben Sie nun an, welcher Eingang/ | ||
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