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elektronische_schaltungstechnik:4_grundschaltungen_ii [2020/05/12 23:11]
tfischer [4.4 Strom-Spannungs-Wandler]
elektronische_schaltungstechnik:4_grundschaltungen_ii [2020/07/07 10:30] (aktuell)
tfischer
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-<​WRAP>​ 
-<panel type="​info"​ title="​Aufgabe 4.1.1 Transferaufgabe - Signale und Systeme">​ <WRAP group><​WRAP column 2%>​{{fa>​pencil?​32}}</​WRAP><​WRAP column 92%> 
- 
-Welchen Schwingungsform scheint sich aus der Überlagerung der sinusförmigen Signale zu ergeben, wenn diese jeweils in der Frequenz verdoppelt und in der wirkenden Amplitude halbiert werden? (Ausgangszustand der Simulation oben) 
- 
-Welchen Schwingungsform scheint sich zu ergeben, wenn die Spannungsquellen mit $80Hz$ und $160Hz$ entfernt werden? ​ 
-</​WRAP></​WRAP></​panel></​WRAP>​ 
  
 +{{page>​uebung_4.1.1&​nofooter}}
  
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-<panel type="​info"​ title="​Aufgabe 4.3.1 Instrumentenverstärker">​ <WRAP group><​WRAP column 2%>​{{fa>​pencil?​32}}</​WRAP><​WRAP column 92%> +{{page>​uebung_4.3.1&​nofooter}}
-  - Finden Sie durch eine Internetrecherche heraus, wie der Instrumentenverstärker funktioniert +
-    - Betrachten Sie dazu die unten dargestellte Falstad Simulation und verändern Sie den veränderlichen Widerstand  +
-    - Was passiert, wenn Sie den veränderlichen Widerstand entfernen und die Anschlüsse offen lassen? Welche Schaltung haben nun die OPVs am Eingang? +
-    - Vergleichen Sie folgende Situationen. Was ist festzustellen?​  +
-      - (1) veränderlicher Widerstand wird durch Widerstand mit 2 kOhm ersetzt  +
-      - (2) veränderlicher Widerstand wird am oberen Anschluss durch 1 kOhm gegen Masse und unten durch 1 kOhm gegen Masse ersetzt. +
-      - (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. +
-  - Welche Übertragungsgleichung ergibt sich? $U_A = f(U_2,U_1) = ?$ +
-  - Welche Vorteile ergeben sich gegenüber dem Differenzverstärker?​  +
-</​WRAP></​WRAP></​panel>​+
  
 <WRAP right>​{{url>​https://​www.falstad.com/​circuit/​circuitjs.html?​cct=$+17+0.00019999999999999998+0.26073472713092677+56+5+50%0Aa+288+192+432+192+8+15+-15+1000000+1.3742754673027664+1.3743254638029614+100000%0Aw+288+64+288+128+0%0Aw+432+144+432+64+0%0Ar+288+64+432+64+0+1000%0Ar+192+64+288+64+0+1000%0Ar+320+320+400+320+0+1000%0Ag+432+320+432+336+0%0Ar+288+320+192+320+0+1000%0AR+96+48+32+48+0+1+60+5+0+0+0.5%0AO+432+192+496+192+0%0Av+64+336+0+336+0+2+60+1+0+0+0.5%0AR+0+336+-32+336+0+1+60+5+0+0+0.5%0Aa+96+320+192+320+8+15+-15+1000000+0.748750922592489+0.748778409101765+100000%0Aw+288+320+288+256+0%0Aw+320+320+288+320+0%0Aw+432+320+400+320+0%0Ar+192+320+192+272+0+1000%0Ar+192+64+192+112+0+1000%0Aa+96+64+192+64+9+15+-15+1000000+-0.25119907990738605+-0.2512215908982351+100000%0Aw+96+80+96+112+0%0Aw+96+112+192+112+0%0Aw+192+272+96+272+0%0Aw+96+272+96+304+0%0A174+192+160+160+208+0+1000+0.5+Resistance%0Aw+432+176+432+192+0%0Aw+288+160+288+176+0%0Aw+288+208+288+224+0%0Aw+192+112+192+128+0%0Aw+192+128+160+128+0%0Aw+160+128+160+176+0%0Aw+96+336+64+336+0%0Aw+160+176+160+192+0%0Aw+192+224+192+272+0%0Aw+288+224+288+256+0%0Aw+288+160+288+128+0%0Aw+432+144+432+176+0%0A403+416+208+544+272+0+9_1_0_4098_5_0.0000244140625_1_1%0A403+-64+240+64+304+0+30_1_0_4102_5_0.1_1_2_30_3%0A403+-64+80+64+144+0+8_1_0_4098_7_0.025_0_2_8_3%0A 700,400 noborder}} <WRAP right>​{{url>​https://​www.falstad.com/​circuit/​circuitjs.html?​cct=$+17+0.00019999999999999998+0.26073472713092677+56+5+50%0Aa+288+192+432+192+8+15+-15+1000000+1.3742754673027664+1.3743254638029614+100000%0Aw+288+64+288+128+0%0Aw+432+144+432+64+0%0Ar+288+64+432+64+0+1000%0Ar+192+64+288+64+0+1000%0Ar+320+320+400+320+0+1000%0Ag+432+320+432+336+0%0Ar+288+320+192+320+0+1000%0AR+96+48+32+48+0+1+60+5+0+0+0.5%0AO+432+192+496+192+0%0Av+64+336+0+336+0+2+60+1+0+0+0.5%0AR+0+336+-32+336+0+1+60+5+0+0+0.5%0Aa+96+320+192+320+8+15+-15+1000000+0.748750922592489+0.748778409101765+100000%0Aw+288+320+288+256+0%0Aw+320+320+288+320+0%0Aw+432+320+400+320+0%0Ar+192+320+192+272+0+1000%0Ar+192+64+192+112+0+1000%0Aa+96+64+192+64+9+15+-15+1000000+-0.25119907990738605+-0.2512215908982351+100000%0Aw+96+80+96+112+0%0Aw+96+112+192+112+0%0Aw+192+272+96+272+0%0Aw+96+272+96+304+0%0A174+192+160+160+208+0+1000+0.5+Resistance%0Aw+432+176+432+192+0%0Aw+288+160+288+176+0%0Aw+288+208+288+224+0%0Aw+192+112+192+128+0%0Aw+192+128+160+128+0%0Aw+160+128+160+176+0%0Aw+96+336+64+336+0%0Aw+160+176+160+192+0%0Aw+192+224+192+272+0%0Aw+288+224+288+256+0%0Aw+288+160+288+128+0%0Aw+432+144+432+176+0%0A403+416+208+544+272+0+9_1_0_4098_5_0.0000244140625_1_1%0A403+-64+240+64+304+0+30_1_0_4102_5_0.1_1_2_30_3%0A403+-64+80+64+144+0+8_1_0_4098_7_0.025_0_2_8_3%0A 700,400 noborder}}
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 ====== Aufgaben ====== ====== Aufgaben ======
  
-<panel type="​info"​ title="​Aufgabe 4.2.1 Ermittlung des Übertragungsverhalten des Differenzverstärkers">​ <WRAP group><​WRAP column 2%>{{fa>pencil?32}}</​WRAP><​WRAP column 92%> +{{page>Übungsblatt6&​nofooter}}
- +
-Im Folgenden ist die Übertragungsfunktion des des Differenzverstärkers zu berechnen. Dazu sollen Sie einige Schritte verfolgen. +
-  - Leiten Sie die die Funktion $U_A = f(U_{E1}, U_{E2})$ mittels Superposition her.  +
-    - Zeichnen Sie dazu zunächst jeweils eine Ersatzschaltung.  +
-    - Beschreiben Sie kurz die entstandene Schaltung. Welche Verstärkungsschaltung ergibt sich jeweils? +
-    - Berechnen Sie dann die Spannungen $U_A1$ und $U_A2$, sowie daraus $U_A$. +
-  - Ermitteln Sie die Funktion $U_A = f(U_{E1}, U_{E2})$ für die Widerstandswerte der dargestellten Schaltung. +
- +
-</​WRAP></​WRAP></​panel>​ +
- +
-<panel type="​info"​ title="​Aufgabe 4.4.1 Übertragungswiderstand des Strom-Spannungswandlers">​ <WRAP group><​WRAP column 2%>​{{fa>​pencil?​32}}</​WRAP><​WRAP column 92%> +
- ​Leiten Sie für den Strom-Spannungswandler die Verstärkung,​ also den Übertragungswiderstand her. Nutzen Sie dabei das Vorgehen, welches wir für den bei den anderen Verstärkern verwendet haben. +
- +
-  - Zeichnen Sie eine Schaltung mit den relevanten Spannungen, Ströme, sowie Widerstände und dem OPV +
-  - Was ist gesucht? +
-  - Anzahl der Variablen?​ +
-  - Anzahl der notwendigen Gleichungen?​ +
-  - Aufstellen der bekannten Gleichungen +
-  - Herleitung des Übertragungswiderstands  +
-</​WRAP></​WRAP></​panel>​ +
- +
-<panel type="​info"​ title="​Aufgabe 4.5.1 Übertragungssteilheit des Spannungs-Stromwandler">​ <WRAP group><​WRAP column 2%>​{{fa>​pencil?​32}}</​WRAP><​WRAP column 92%> +
- +
-Leiten Sie auch hier für den Spannungs-Stromwandler die Verstärkung,​ also die Übertragungssteilheit her. Nutzen Sie dabei wieder das Vorgehen, welches wir für den bei den anderen Verstärkern verwendet haben. +
- +
-  - Zeichnen Sie eine Schaltung mit den relevanten Spannungen, Ströme, sowie Widerstände und dem OPV +
-  - Was ist gesucht? +
-  - Anzahl der Variablen?​ +
-  - Anzahl der notwendigen Gleichungen?​ +
-  - Aufstellen der bekannten Gleichungen +
-  - Herleitung der Übertragungssteilheit  +
-</​WRAP></​WRAP></​panel>​ +
- +
-<panel type="​info"​ title="​Aufgabe 4.5.2 Erdbezogene Last">​ <WRAP group><​WRAP column 2%>​{{fa>​pencil?​32}}</​WRAP><​WRAP column 92%> +
- +
-{{ elektronische_schaltungstechnik:​erdbezogenelast.jpg?​200|}} +
- +
-Wenn der Spannungs-Stromwandler als Stromquelle genutzt wird, muss dabei darauf geachtet werden, dass die Last keinen Kontakt zu Masse hat. +
- +
-  - Zeichnen Sie den Spannungs-Stromwandler auf mit einer Last, welche einen Kontakt zu Masse hat. +
-  - Warum gilt in diesem Fall die oben hergeleitete Übertragungssteilheit als Verstärkungsfaktor nicht mehr? +
-  - Wird der Ausgabestrom in diesem Fall höher oder niedriger?​ +
- +
-</​WRAP></​WRAP></​panel>​ +
- +
-<panel type="​info"​ title="​Aufgabe 4.6 Metafrage">​ <WRAP group><​WRAP column 2%>​{{fa>​pencil?​32}}</​WRAP><​WRAP column 92%>+
  
-Zur Vorbereitung der Klausur sollen Sie sich auch mit dem Stoff und möglichen Fragen dazu auseinandersetzen. Entwickeln Sie dazu **zwei individuelle Fragen** zum bisherigen Stoff, die  
-  * entweder einen Teilaspekt betreffen, den Sie noch nicht verstehen oder 
-  * einen Teilaspekt betreffen, den Sie in der letzten Stunde dazugelernt haben. 
-Beachten Sie, dass die Fragen vom Schwierigkeitsgrad her so gestellt sein sollen, dass diese auch in der Klausur stehen können. Zu allgemeine Formulierungen ("​Erklären Sie einen Operationsverstärker"​) sind zu vermeiden. 
-\\Die eingereichten Fragen werde ich Ihnen über ILIAS zurückspielen und in die Klausur einfließen lassen. 
-\\ 
-\\ 
-Gerne können Sie mir jenseits der 2. Aufgabe auch weitere Fragen schreiben. ​ 
-Diese sollten Sie dann jedoch separat kennzeichnen. 
-</​WRAP></​WRAP></​panel>​ 
  
 ====== Weiterführende Literatur ====== ====== Weiterführende Literatur ======