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3_block_-_grundschaltungen_ii

3.6 Umkehraddierer


3.7 Differenzverstärker / Subtrahierer

Simulation in Falstad

Aufgabe 3.7.1 Ermittlung des Übertragungsverhalten des Differenzverstärkers


3.8 Instrumentenverstärker

Übung zum Instrumentenverstärker:

  1. Finden Sie heraus wie der Instrumentenverstärker funktioniert
    1. Führen Sie dazu den unten angegebenen Falstad Code aus und verändern Sie den veränderlichen Widerstand
    2. Was passiert, wenn Sie den veränderlichen Widerstand entfernen und die Anschlüsse offen lassen? Welche Schaltung haben nun die OPVs am Eingang?
    3. Vergleichen Sie folgende Situationen. Was ist festzustellen?
      1. (1) veränderlicher Widerstand wird durch Widerstand mit 2 kOhm ersetzt
      2. (2) veränderlicher Widerstand wird am oberen Anschluss durch 1 kOhm gegen Masse und unten durch 1 kOhm gegen Masse ersetzt.
      3. (3) veränderlicher Widerstand wird am oberen Anschluss durch 1 kOhm gegen eine Spannungsquelle mit 1 V und unten durch 1 kOhm gegen 1 V ersetzt.
  2. Welche Übertragungsgleichung ergibt sich? $U_A = f(U_2,U_1) = ?$
  3. Welche Vorteile ergeben sich gegenüber dem Differenzverstärker?

Simulation in Falstad


3.9 Strom- / Spannungswandler

Rechts sehen Sie das Bild eines Strom-Spannungswandlers. Der Strom-Spannungswandler ändert anhand eines Eingangsstroms seine Ausgangsspannung. Gelegentlich wird diese Schaltung auch Transimpedanzverstärker genannt, da hier der Übertragungswiderstand - also die Transimpedanz - die Verstärkung darstellt. Die Verstärkung war allgemein als $A={ {Ausgabe} \over {Eingabe} }$ definiert. Beim Strom-Spannungswandler ist die Verstärkung definiert als

$$ R = {{U_{out}} \over I_{in}} = - R_1 $$

$R_1$ ist der in der Schaltung verbaute Widerstand. Diese Schaltung kann zum Beispiel für das Auslesen einer Photodiode in spannungsloser Verschaltung genutzt werden (weitere Erklärung).

Simulation in Falstad

Aufgabe 3.9.1 Übertragungswiderstand des Strom-Spannungswandlers


3.10 Spannungs- / Stromwandler

Als nächstes betrachten wir den Spannungs-Stromwandler. Bei diesem wird ein Ausgabestrom proportional zu einer Eingangsspannung eingestellt.

Hier wird die allgemeine Verstärkung $A={ {Ausgabe} \over {Eingabe} }$ zu

$$ S ={{I_{out}} \over U_{in}} $$

Die Größe $S$ nennt man dabei die Übertragungssteilheit, bzw. der Übertragungsleitwert.

Diese Schaltung kann zum Beispiel genutzt werden, um eine spannungsgeregelte Stromquelle zu erzeugen.

Simulation in Falstad

Aufgabe 3.10.1 Übertragungssteilheit des Spannungs-Stromwandler

Aufgabe 3.10.2 Erdbezogene Last

3.11 weitere Übungen

Aufgabe 3.11.1 Metafrage

Lernfragen

  • Nennen Sie Anwendungen für den Umkehraddierer.
  • Erklären Sie die Funktionsweise eines Strom-/Spannungswandlers.
  • Nennen Sie 3 Anwendungsbereiche für einen Operationsverstärker.
3_block_-_grundschaltungen_ii.txt · Last modified: 2019/12/17 08:02 by tfischer