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Zu der Erkenntnis, dass Sprache wichtig ist, gelangte ich erst recht spät. Daher bitte ich um Verständnis, was einige Fehler angeht, und hoffe, dass meine alten Arbeiten trotzdem den einem oder anderen nützen.
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Der Operationsverstärker (Inverter; Nichtinverter; Vergleicher)


Der Operationsverstärker (Inverter; Nichtinverter; Vergleicher)


Ein  Operationsverstärker ist  ein elektrisches  Bauteil, mit dem  man
elektrische Spannungen verstärken  kann. Der  Operationsverstärker hat
zwei   Eingänge   und   einen   Ausgang.  Die    Arbeitsweise    eines
Operationsverstärkers wird  durch  die äußere Beschaltung  festgelegt.
Der eine   Eingang negiert die  Eingangsspannung beim  verstärken. Aus
diesem Grund  wird er auch  mit einem  "-" gekennzeichnet. Der  zweite
Eingang,  welcher mit  einem   "+" gekennzeichnet wird,  verstärkt die
Spannung  ohne  Umkehrung.  Also um   es  auf deutsch   zu  sagen, die
Differensspannung der Beiden Eingänge  wird verstärkt. Möchte man eine
Spannung negieren würde man die "+"-Eingang auf Masse (0V) legen.

Für den Operationsverstärker gibt es mehrere Grundschaltungen:

Inverter  (Abb. 1):  Die Inverter  verstärkt  und invertriert, wie der
Name schon   sagt, die Spannung am  Eingang.  Um zu berechnen  bzw. zu
bestimmen  welche   Ausgangsspannung  bei  welcher    Eingangsspannung
anliegt,  stellt  man sich  einem  optimalen Operationsverstärker vor:
Dieser hätte  am Eingang ein unendlich  großen Widerstand. Der Ausgang
müßte er einen extrem  kleinen Widerstand haben,  am besten 0Ohm.  Nun
versorgt man den Operationsverstärker mit seiner Betriebsspannung. Die
"+"-Eingang legt man auf Masse (0V). Die Eingangsspannung UE wird über
ein Widerstand (R1) mit dem "-"-Eingang verbunden. Bei einem optimalem
Operationsverstärker währe  der Verstärkungsfaktor unendlich groß. Aus
diesem Grund verbindet man die  Ausgang über einen Widerstand (R2) mit
dem  "-"-Eingang.   Der  Widerstand  schränkt   den Verstärkungsfaktor
ein.   Mit  hilfe   der    beiden   Widerstände  kann   man   nun  die
Ausgangsspannung berechnen: UA (Ausgangsspannung) = -UE * R2 / R1. Der
Verstärkungsfaktor -VU = R2 / R1.

Nichtinverter (Abb.  2):  Der  Nichtinverter  verstärkt die  Eingangs-
spannung ohne  sie zu Invertieren.  Die  Ausgangsspannung läßt sich so
bestimmen: UA = UE * ( 1 + R2 / R1). Der  Verstärkungsfaktor: VU = 1 +
R2 / R1.

Schaltungen   mit Operationsverstärkern   eignen   sich  außerdem  zum
Vergleichen von Spannungen (Abb. 3). Hier werden die Spannungen U1 und
U2 verglichen.  Sind sie  identisch ist die  Ausgangsspannung 0V.  Die
Ausgangsspannung  schwankt   also  zwischen    +Ub und  -Ub.    Kleine
Unterschiede zwischen den  beiden Eingangsspannungen bewirken  bereits
große Änderung der Spannung am Ausgang.

Anlagen:

Siehe auch:

ACHTUNG: Dieser Test unterliegt der GPL!


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