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 Instrumentationsverstärker |
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Sinnfrei
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Die Schaltung in Abbildung 1 stellt eine Verstärkerschaltung mit hohen Eingangswiderständen und einer hohen Gleichtaktunterdrückung dar. Die Betriebsspannungen sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet. Es kann jedoch vorausgesetzt werden, dass alle Operationsverstärker bis zur jeweils maximal benötigten Ausgangsspannung ausgesteuert werden können. Sofern in den Teilaufgaben nichts Gegenteiliges angegeben ist, können die Operationsverstärker (OP) sowie alle übrigen Bauelemente als ideal betrachtet werden.
https://matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/uploads/c/54796_Screenshot_2023-01-25_032602.png
Abbildung 1
Gegeben sind folgende Werte:
$R_1 = 100~\mathrm{\Omega}; R_2 = R_3 = 5~\mathrm{k\Omega}; R_5 = R_7 = 1~\mathrm{k\Omega}; R_4 = R_6 = 10~\mathrm{k\Omega}$
$U_{e+} = 2~\mathrm{mV}; U_{e-} = -2~\mathrm{mV}$
a) Wie heißt die in Abbildung 1 dargestellt Verstärkerschaltung?
Erläutern Sie kurz die Funktion der Schaltung.
Die in Abbildung 1 dargestellte Schaltung ist ein Instrumentationsverstärker. Sie dient dem präzisen Messen und Verstärkern von Differenz Spannungen ($U_{e+} - U_{e-}$).
Über $R_1$ lässt sich die Verstärkung einstellen. Durch den OP1 und OP2 sind die Eingangswiderstände sehr hochohmig und die Gleichtaktverstärkung wird stark unterdrückt.
b) Welche OP-Schaltung stellt der Operationsverstärker OP3 zusammen mit den Widerständen $R_4, R_5, R_6$ und $R_7$ dar?
Wenn das Ausgangssignal des OP1 und OP2 weitergereicht werden an OP3, dann sieht es so aus als wäre es ein Subtrahierverstärker. Das die Differenzeingangsspannung $U_{ed}$ aber nicht direkt am OP3 steht sondern hinter den beiden Widerständen $R_7$ und $R_5$ steht, sieht komisch aus. Es sieht so aus, als würde es nur eine Spannung am Eingang des OP3 geben.
c) Berechnen Sie zunächst die Spannungen $U_{R1}, U_{R2}, U_{R_3}$ und $U_{ed}$. Berechnen Sie anschließend die Ausgangsspannung $U_a$, die sich abhängig von den Eingangsspannungen $U_{e+}$ und $U_{e-}$ einstellt.
Hier würde ich zunächst sagen, dass sich durch die Eigenschaft der OP's 1 und 2 bei Gegenkopplung, die Differenzeingangsspannungen $0$ sind und sich daher am invertierenden Eingang von OP2 ebenfalls $U_{e-}$ ergibt und am invertierenden Eingang von OP1 ebenfalls $U_{e+}$.
Durch Spannungdifferenz von $U_{e+}$ und $U_{e-}$ ergibt sich für die Spannung $U_{R1} = U_{e+} - U_{e-} = 2~\mathrm{mV} + 2~\mathrm{mV} = 4~\mathrm{mV}$
Mit dem Strom von $I_{R2} = {U_{R1}\over R_1} = 40~\mathrm{\mu A}$
komme ich an die Spannungen $U_{R2}$ und $U_{R3}$ ran.
$U_{R2} = I_{R2}\cdot R_2 = 200~\mathrm{mV} = U_{R3}$
Die Spannung $U_{ed}$ ergibt sich dann aus der Summe über alle Teilspannungen $U_{ed} = U_{R1} + 2\cdot U_{R2} = 404~\mathrm{mV}$
Weiterhin wurde laut einer Lösung $U_{ed}$ einmal von oben bei $R_5$ und einmal unten bei $R_7$ auf Masse bezogen und das verstehe ich an der Stelle nicht.
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d) Gegeben ist die in Abbildung 2 dargestellte Schaltung eines realen Differenzverstärkers. Bei einer ersten Messung wurde mit einer Gleichtaktspannung $U_{CM} = 0~\mathrm{V}$ ein Offsetabgleich durchgeführt. Bei der zweiten anschließenden Messung wurde die Gleichtaktunterdrückung $CMRR$ in Dezibel gemessen, die $74,5~\mathrm{dB}$ beträgt. Welche Gleichtaktspannung $U_{CM}$ wurde am Eingang des Operationsverstärkers angelegt, wenn der Operationsverstärker eine Differenzverstärkung von $A_D = 1$ besitzt und die gemessene Ausgangsspannung $U_a = 2.25~\mathrm{mV}$ beträgt?
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Abbildung 2
e) Welche vier grundsätzlichen Typen bzw. Varianten von idealen Operationsverstärkern kennen Sie? Geben Sie die Bezeichnungen der Varianten, die Schaltsymbole und die zugehörigen Steuerungsarten der Operationsverstärker an.
Hinweis: Keine Verschaltung der Ein- und bzw. Ausgänge, sondern ausschließlich die Operationsverstärker-Varianten bzgl. der Art des steuernden Eingangs und des gesteuerten Ausgangs erörtern.
Vielen Dank schon mal im voraus
Sinnfrei
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rlk
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| Beitrag No.1, eingetragen 2023-01-26
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Hallo Sinnfrei,
\quoteon(2023-01-25 04:02 - Sinnfrei im Themenstart)
Die in Abbildung 1 dargestellte Schaltung ist ein Instrumentationsverstärker. Sie dient dem präzisen Messen und Verstärkern von Differenz Spannungen ($U_{e+} - U_{e-}$).
Über $R_1$ lässt sich die Verstärkung einstellen. Durch den OP1 und OP2 sind die Eingangswiderstände sehr hochohmig und die Gleichtaktverstärkung wird stark unterdrückt.
\quoteoff
Das ist richtig, nur ist es die Gleichtaktspannung, die stark unterdrückt wird. Die Gleichtaktverstärkung ist im Vergleich zur Differenzverstärkung klein.
\quoteon
Wenn das Ausgangssignal des OP1 und OP2 weitergereicht werden an OP3, dann sieht es so aus als wäre es ein Subtrahierverstärker.
\quoteoff
Es ist richtig, dass es sich bei der Schaltung mit OP3 und den Widerständen $R_4, R_5, R_6$ und $R_7$ um einen Subtrahierverstärker handelt. Das ist unabhängig davon, woher die Eingangsspannung kommt, daher wundere ich mich, welche Überlegung hinter Deinem ersten Satzteil steckt. Den Subtrahierverstärker hatten wir ja schon in
https://matheplanet.at/matheplanet/nuke/html/viewtopic.php?topic=255014&post_id=1852489&start=0
https://matheplanet.at/matheplanet/nuke/html/viewtopic.php?topic=256726&post_id=1864629&start=0
https://matheplanet.at/matheplanet/nuke/html/viewtopic.php?topic=256582&post_id=1863590&start=0
und
https://matheplanet.at/matheplanet/nuke/html/viewtopic.php?topic=257321&post_id=1868802&start=0
diskutiert.
\quoteon
Das die Differenzeingangsspannung $U_{ed}$ aber nicht direkt am OP3 steht sondern hinter den beiden Widerständen $R_7$ und $R_5$ steht, sieht komisch aus.
\quoteoff
Könnte es sein, dass Du die Differenzeingangsspannung $U_{ed}$ des Subtrahierverstärkers mit der Differenzeingangsspannung $U_{D3} = U_{P3} - U_{N3}$ des OPVs durcheinanderbringst? Letztere hat ja für einen idealen OPV in einer korrekt gegengekoppelten Schaltung den Wert $U_{D3} = 0$.
Mit "hinter $R_7$ und $R_5$" meinst Du wohl die links von den Widerständen gezeichneten Knoten, richtig?
\quoteon
Es sieht so aus, als würde es nur eine Spannung am Eingang des OP3 geben.
\quoteoff
Was meinst Du hier mit dem Eingang? Der OPV hat zwei Eingänge, an denen die Spannungen $U_{P3}$ und $U_{N3}$ anliegen, die Subtrahiererschaltung hat zwei Eingänge, deren Spannungen im zweiten Bild mit $U_{ed1}$ und $U_{ed2}$ bezeichnet werden.
\quoteon
c) Berechnen Sie zunächst die Spannungen $U_{R1}, U_{R2}, U_{R_3}$ und $U_{ed}$. Berechnen Sie anschließend die Ausgangsspannung $U_a$, die sich abhängig von den Eingangsspannungen $U_{e+}$ und $U_{e-}$ einstellt.
Hier würde ich zunächst sagen, dass sich durch die Eigenschaft der OP's 1 und 2 bei Gegenkopplung, die Differenzeingangsspannungen $0$ sind und sich daher am invertierenden Eingang von OP2 ebenfalls $U_{e-}$ ergibt und am invertierenden Eingang von OP1 ebenfalls $U_{e+}$.
Durch Spannungdifferenz von $U_{e+}$ und $U_{e-}$ ergibt sich für die Spannung $U_{R1} = U_{e+} - U_{e-} = 2~\mathrm{mV} + 2~\mathrm{mV} = 4~\mathrm{mV}$
Mit dem Strom von $I_{R2} = {U_{R1}\over R_1} = 40~\mathrm{\mu A}$
komme ich an die Spannungen $U_{R2}$ und $U_{R3}$ ran.
$U_{R2} = I_{R2}\cdot R_2 = 200~\mathrm{mV} = U_{R3}$
Die Spannung $U_{ed}$ ergibt sich dann aus der Summe über alle Teilspannungen $U_{ed} = U_{R1} + 2\cdot U_{R2} = 404~\mathrm{mV}$
\quoteoff
Das ist richtig, es wäre aber eine gute Übung, die Differenz- und Gleichtaktverstärkungen der ersten Stufe (OP1, OP2, $R_1 \ldots R_3$) symbolisch zu berechnen und dann erst die Zahlenwerte für $R_1 \ldots R_3$ einzusetzen.
\quoteon
Weiterhin wurde laut einer Lösung $U_{ed}$ einmal von oben bei $R_5$ und einmal unten bei $R_7$ auf Masse bezogen und das verstehe ich an der Stelle nicht.
https://matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/uploads/c/54796_Screenshot_2023-01-25_040114.png
\quoteoff
Du meinst wohl die Spannung $U_{ed1}$, bei der der Spannungspfeil eine ungewohnte Richtung hat. Die Spannung ist ja die Differenz der Potentiale am Ausgang von OP1 (Pfeilende) und Masse (Pfeilspitze), also
$$U_{ed1} = U_{A1} - 0 = U_{A1}$$
Ob der Pfeil nach oben oder in eine andere Richtung zeigt, ändert nichts daran, solange die Spitze sich auf einen Masseanschluss bezieht. Hier wurde er nach oben gezeichnet, weil nach unten wenig Platz ist.
So ein Spannungspfeil kam auch in
https://matheplanet.at/matheplanet/nuke/html/viewtopic.php?topic=254746
vor, allerdings ist es mir damals nicht gelungen, herauszufinden ob dieser zu Deiner Verwirrung beigetragen hat.
Die Differenzeingangsspannung $U_{ed}$ des Subtrahierverstärkers ergibt sich aus der Maschengleichung oder auch als Potentialdifferenz zu
$$U_{ed} = U_{e1} - U_{e2}.$$
Welchen Wert hat die Gleichtakteingangsspannung des Subtrahierverstärkers?
\quoteon
d) Gegeben ist die in Abbildung 2 dargestellte Schaltung eines realen Differenzverstärkers. Bei einer ersten Messung wurde mit einer Gleichtaktspannung $U_{CM} = 0~\mathrm{V}$ ein Offsetabgleich durchgeführt. Bei der zweiten anschließenden Messung wurde die Gleichtaktunterdrückung $CMRR$ in Dezibel gemessen, die $74\mathord,5~\mathrm{dB}$ beträgt. Welche Gleichtaktspannung $U_{CM}$ wurde am Eingang des Operationsverstärkers angelegt, wenn der Operationsverstärker eine Differenzverstärkung von $A_D = 1$ besitzt und die gemessene Ausgangsspannung $U_a = 2.25~\mathrm{mV}$ beträgt?
https://matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/uploads/c/54796_Screenshot_2023-01-25_040624.png
Abbildung 2
\quoteoff
Wie hängen Gleichtaktunterdrückung und Gleichtaktverstärkung zusammen?
\quoteon
e) Welche vier grundsätzlichen Typen bzw. Varianten von idealen Operationsverstärkern kennen Sie? Geben Sie die Bezeichnungen der Varianten, die Schaltsymbole und die zugehörigen Steuerungsarten der Operationsverstärker an.
Hinweis: Keine Verschaltung der Ein- und bzw. Ausgänge, sondern ausschließlich die Operationsverstärker-Varianten bzgl. der Art des steuernden Eingangs und des gesteuerten Ausgangs erörtern.
\quoteoff
Die hier verwendeten Operationsverstärker werden durch
$$U_A = A_D (U_P - U_N)$$
beschrieben, um welche Art von gesteuerter Quelle handelt es sich daher?
Der Titel der Diskussion https://matheplanet.at/matheplanet/nuke/html/viewtopic.php?topic=255289&post_id=1854222&start=0
enthält einen Hinweis.
Servus,
Roland
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Sinnfrei
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| Beitrag No.2, vom Themenstarter, eingetragen 2023-01-28
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\quoteon(2023-01-26 21:51 - rlk in Beitrag No. 1)
Hallo Sinnfrei,
\quoteon(2023-01-25 04:02 - Sinnfrei im Themenstart)
Die in Abbildung 1 dargestellte Schaltung ist ein Instrumentationsverstärker. Sie dient dem präzisen Messen und Verstärkern von Differenz Spannungen ($U_{e+} - U_{e-}$).
Über $R_1$ lässt sich die Verstärkung einstellen. Durch den OP1 und OP2 sind die Eingangswiderstände sehr hochohmig und die Gleichtaktverstärkung wird stark unterdrückt.
\quoteoff
Das ist richtig, nur ist es die Gleichtaktspannung, die stark unterdrückt wird. Die Gleichtaktverstärkung ist im Vergleich zur Differenzverstärkung klein.
\quoteon
Wenn das Ausgangssignal des OP1 und OP2 weitergereicht werden an OP3, dann sieht es so aus als wäre es ein Subtrahierverstärker.
\quoteoff
Es ist richtig, dass es sich bei der Schaltung mit OP3 und den Widerständen $R_4, R_5, R_6$ und $R_7$ um einen Subtrahierverstärker handelt. Das ist unabhängig davon, woher die Eingangsspannung kommt, daher wundere ich mich, welche Überlegung hinter Deinem ersten Satzteil steckt. Den Subtrahierverstärker hatten wir ja schon in
https://matheplanet.at/matheplanet/nuke/html/viewtopic.php?topic=255014&post_id=1852489&start=0
https://matheplanet.at/matheplanet/nuke/html/viewtopic.php?topic=256726&post_id=1864629&start=0
https://matheplanet.at/matheplanet/nuke/html/viewtopic.php?topic=256582&post_id=1863590&start=0
und
https://matheplanet.at/matheplanet/nuke/html/viewtopic.php?topic=257321&post_id=1868802&start=0
diskutiert.
Dort kamen ja zwei Eingangsspannungen zum tragen
\quoteon
Das die Differenzeingangsspannung $U_{ed}$ aber nicht direkt am OP3 steht sondern hinter den beiden Widerständen $R_7$ und $R_5$ steht, sieht komisch aus.
\quoteoff
Könnte es sein, dass Du die Differenzeingangsspannung $U_{ed}$ des Subtrahierverstärkers mit der Differenzeingangsspannung $U_{D3} = U_{P3} - U_{N3}$ des OPVs durcheinanderbringst? Letztere hat ja für einen idealen OPV in einer korrekt gegengekoppelten Schaltung den Wert $U_{D3} = 0$.
Mit "hinter $R_7$ und $R_5$" meinst Du wohl die links von den Widerständen gezeichneten Knoten, richtig?
\quoteon
Es sieht so aus, als würde es nur eine Spannung am Eingang des OP3 geben.
\quoteoff
Was meinst Du hier mit dem Eingang? Der OPV hat zwei Eingänge, an denen die Spannungen $U_{P3}$ und $U_{N3}$ anliegen, die Subtrahiererschaltung hat zwei Eingänge, deren Spannungen im zweiten Bild mit $U_{ed1}$ und $U_{ed2}$ bezeichnet werden.
\quoteoff
Ich meine folgendes
https://matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/uploads/c/54796_Instrumentation1.png
Es sieht so aus als würde an beiden Eingängen der Subtrahiererschaltung, die selbe Spannung $U_{ed}$ anliegen. Ohne die Kenntnis darüber zu haben, dass an den Ausgängen der beiden OP's 1 und 2 noch ein Bezug zur Masse vorliegt. Ich bin davon ausgegangen, dass man diesen Teil merkt, da es ja auch so eingezeichnet wurde.
\quoteon(2023-01-26 21:51 - rlk in Beitrag No. 1)
\quoteon
c) Berechnen Sie zunächst die Spannungen $U_{R1}, U_{R2}, U_{R_3}$ und $U_{ed}$. Berechnen Sie anschließend die Ausgangsspannung $U_a$, die sich abhängig von den Eingangsspannungen $U_{e+}$ und $U_{e-}$ einstellt.
Hier würde ich zunächst sagen, dass sich durch die Eigenschaft der OP's 1 und 2 bei Gegenkopplung, die Differenzeingangsspannungen $0$ sind und sich daher am invertierenden Eingang von OP2 ebenfalls $U_{e-}$ ergibt und am invertierenden Eingang von OP1 ebenfalls $U_{e+}$.
Durch Spannungdifferenz von $U_{e+}$ und $U_{e-}$ ergibt sich für die Spannung $U_{R1} = U_{e+} - U_{e-} = 2~\mathrm{mV} + 2~\mathrm{mV} = 4~\mathrm{mV}$
Mit dem Strom von $I_{R2} = {U_{R1}\over R_1} = 40~\mathrm{\mu A}$
komme ich an die Spannungen $U_{R2}$ und $U_{R3}$ ran.
$U_{R2} = I_{R2}\cdot R_2 = 200~\mathrm{mV} = U_{R3}$
Die Spannung $U_{ed}$ ergibt sich dann aus der Summe über alle Teilspannungen $U_{ed} = U_{R1} + 2\cdot U_{R2} = 404~\mathrm{mV}$
\quoteoff
Das ist richtig, es wäre aber eine gute Übung, die Differenz- und Gleichtaktverstärkungen der ersten Stufe (OP1, OP2, $R_1 \ldots R_3$) symbolisch zu berechnen und dann erst die Zahlenwerte für $R_1 \ldots R_3$ einzusetzen.
\quoteoff
Die Differenzverstärkung für OP1 $A_D = {U_a \over U_{\Delta e}} = {U_a \over U_{e+} - U_{e+}} = {U_a\over 0} = \infty$
Für den OP2 wäre die Berechnung analog.
Die Gleichtaktverstärkung $A_{CM} = {dUa\over dU_{CM}} = {\Delta U_a \over \Delta U_{CM}}$, würde auch gegen $\infty$ gehen, da $U_{CM} = {U_{e+} + U_{e-}\over 2} = 0$
Sehe gerade den Sinn dahinter nicht, weshalb ich zuerst $A_D$ bzw. $A_{CM}$ bestimmen sollte, da auch die OP's laut Aufgabe, an der Stelle ideal zu sein scheinen.
\quoteon(2023-01-26 21:51 - rlk in Beitrag No. 1)
\quoteon
Weiterhin wurde laut einer Lösung $U_{ed}$ einmal von oben bei $R_5$ und einmal unten bei $R_7$ auf Masse bezogen und das verstehe ich an der Stelle nicht.
https://matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/uploads/c/54796_Screenshot_2023-01-25_040114.png
\quoteoff
Du meinst wohl die Spannung $U_{ed1}$, bei der der Spannungspfeil eine ungewohnte Richtung hat. Die Spannung ist ja die Differenz der Potentiale am Ausgang von OP1 (Pfeilende) und Masse (Pfeilspitze), also
$$U_{ed1} = U_{A1} - 0 = U_{A1}$$
Ob der Pfeil nach oben oder in eine andere Richtung zeigt, ändert nichts daran, solange die Spitze sich auf einen Masseanschluss bezieht. Hier wurde er nach oben gezeichnet, weil nach unten wenig Platz ist.
So ein Spannungspfeil kam auch in
https://matheplanet.at/matheplanet/nuke/html/viewtopic.php?topic=254746
vor, allerdings ist es mir damals nicht gelungen, herauszufinden ob dieser zu Deiner Verwirrung beigetragen hat.
Die Differenzeingangsspannung $U_{ed}$ des Subtrahierverstärkers ergibt sich aus der Maschengleichung oder auch als Potentialdifferenz zu
$$U_{ed} = U_{e1} - U_{e2}.$$
Welchen Wert hat die Gleichtakteingangsspannung des Subtrahierverstärkers?
\quoteoff
Die Formel für die Gleichtakteingangsspannung lautet ja allg.
$U_{CM} = {U_{e+} + U_{e-}\over 2}$ und das wäre laut den am Eingang des Subtrahierers anliegenden Spannungen $U_{ed1}$ und $U_{ed2}$
$U_{CM} = {U_{ed1} + U_{ed2}\over 2} = 0~\mathrm{V}$
\quoteon(2023-01-26 21:51 - rlk in Beitrag No. 1)
\quoteon
d) Gegeben ist die in Abbildung 2 dargestellte Schaltung eines realen Differenzverstärkers. Bei einer ersten Messung wurde mit einer Gleichtaktspannung $U_{CM} = 0~\mathrm{V}$ ein Offsetabgleich durchgeführt. Bei der zweiten anschließenden Messung wurde die Gleichtaktunterdrückung $CMRR$ in Dezibel gemessen, die $74\mathord,5~\mathrm{dB}$ beträgt. Welche Gleichtaktspannung $U_{CM}$ wurde am Eingang des Operationsverstärkers angelegt, wenn der Operationsverstärker eine Differenzverstärkung von $A_D = 1$ besitzt und die gemessene Ausgangsspannung $U_a = 2.25~\mathrm{mV}$ beträgt?
https://matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/uploads/c/54796_Screenshot_2023-01-25_040624.png
Abbildung 2
\quoteoff
Wie hängen Gleichtaktunterdrückung und Gleichtaktverstärkung zusammen?
\quoteoff
Die Gleichtaktunterdrückung als absolute Zahl lautet
$$CMRR = {A_D\over A_{CM}} = {A_D \over {dUa\over dU_{CM}}} = A_D\cdot{ dU_{CM}\over dU_a} = \underbrace{A_D}_{=1}\cdot {\Delta U_{CM}\over \Delta U_{a}}$$
In dB ist CMRR dann
$$CMRR_{in\_dB} = 20~\mathrm{dB}\cdot \log_{10}\left({A_D\over A_{CM}}\right) = 20~\mathrm{dB}\cdot \log_{10}\left({dU_{CM}\over dU_{a}}\right) = 20~\mathrm{dB}\cdot \log_{10}\left({\Delta U_{CM}\over \Delta U_a}\right)$$
Das müsste ich dann wahrscheinlich nach $\Delta U_{CM}$ umformen.
Ist dann das $\Delta U_{CM}$ bereits das gesuchte $U_{CM}$, da ja in der ersten Messung $U_{CM} = 0~\mathrm{V}$ gewesen ist, müsste dann ja $\Delta U_{CM} = U_{CM}$ am Ende sein oder?
Ich weiss manchmal nicht wie ich den Text verstehen soll, so auch bei der realen OP Aufgabe, wo es um die drei verschiedenen Messungen ging.
Es wird ja nicht explizit gesagt, dass man die Gleichtaktspannung der zweiten Messung berechnen soll. Wie würde das dann aussehen, wenn die Gleichtaktspannung aus der ersten Messung von $0~\mathrm{V}$ verschieden gewesen wäre? Würde man die Frage nach der Gleichtaktspannung dann immer noch so verstehen, dass man die Gleichtaktspannung der zweiten Messung berechnen soll oder muss man dann laut Formel die Differenz beider $U_{CM}$'s bestimmen?
Wenn ich aber mit meiner Vermutung richtig liege, müsste folgendes für
$$U_{CM} = \Delta U_{CM} = U_a\cdot 10^{CMRR_{in\_dB}\over 20~\mathrm{dB}} = 2.25~\mathrm{mV}\cdot 10^{74.5\over 20} \approx 12~\mathrm{V}$$
richtig sein oder?
\quoteon(2023-01-26 21:51 - rlk in Beitrag No. 1)
\quoteon
e) Welche vier grundsätzlichen Typen bzw. Varianten von idealen Operationsverstärkern kennen Sie? Geben Sie die Bezeichnungen der Varianten, die Schaltsymbole und die zugehörigen Steuerungsarten der Operationsverstärker an.
Hinweis: Keine Verschaltung der Ein- und bzw. Ausgänge, sondern ausschließlich die Operationsverstärker-Varianten bzgl. der Art des steuernden Eingangs und des gesteuerten Ausgangs erörtern.
\quoteoff
Die hier verwendeten Operationsverstärker werden durch
$$U_A = A_D (U_P - U_N)$$
beschrieben, um welche Art von gesteuerter Quelle handelt es sich daher?
Der Titel der Diskussion https://matheplanet.at/matheplanet/nuke/html/viewtopic.php?topic=255289&post_id=1854222&start=0
enthält einen Hinweis.
\quoteoff
Mit vier Typen ist dann wohl folgendes gemeint
https://matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/uploads/c/54796_Screenshot_2023-01-28_053345.png
VV bedeutet dann soviel wie spannungsgesteurter Operationsverstärker. Die Ausgangsspannung wird z.B. wie im Bild durch die Differenzeingangsspannung $U_D$ gesteuert und mit $A_D$ verstärkt.
Bei VC wird der Ausgangsstrom durch die Differenz beider Eingangsspannungen ($U_D$) gesteuert, die wiederum mit der Steilheit verstärkt wird.
Beim Typ CV ist (C) der Strom, der die Ausgangsspannung (V) steuert.
Beim letzten Typ CC wird der Ausgangsstrom durch den Eingangsstrom gesteuert.
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rlk
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| Beitrag No.3, eingetragen 2023-01-31
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Hallo Sinnfrei,
\quoteon(2023-01-28 05:43 - Sinnfrei in Beitrag No. 2)
\quoteon(2023-01-26 21:51 - rlk in Beitrag No. 1)
Hallo Sinnfrei,
\quoteon(2023-01-25 04:02 - Sinnfrei im Themenstart)
Die in Abbildung 1 dargestellte Schaltung ist ein Instrumentationsverstärker. Sie dient dem präzisen Messen und Verstärkern von Differenz Spannungen ($U_{e+} - U_{e-}$).
Über $R_1$ lässt sich die Verstärkung einstellen. Durch den OP1 und OP2 sind die Eingangswiderstände sehr hochohmig und die Gleichtaktverstärkung wird stark unterdrückt.
\quoteoff
Das ist richtig, nur ist es die Gleichtaktspannung, die stark unterdrückt wird. Die Gleichtaktverstärkung ist im Vergleich zur Differenzverstärkung klein.
\quoteon
Wenn das Ausgangssignal des OP1 und OP2 weitergereicht werden an OP3, dann sieht es so aus als wäre es ein Subtrahierverstärker.
\quoteoff
Es ist richtig, dass es sich bei der Schaltung mit OP3 und den Widerständen $R_4, R_5, R_6$ und $R_7$ um einen Subtrahierverstärker handelt. Das ist unabhängig davon, woher die Eingangsspannung kommt, daher wundere ich mich, welche Überlegung hinter Deinem ersten Satzteil steckt. Den Subtrahierverstärker hatten wir ja schon in
https://matheplanet.at/matheplanet/nuke/html/viewtopic.php?topic=255014&post_id=1852489&start=0
https://matheplanet.at/matheplanet/nuke/html/viewtopic.php?topic=256726&post_id=1864629&start=0
https://matheplanet.at/matheplanet/nuke/html/viewtopic.php?topic=256582&post_id=1863590&start=0
und
https://matheplanet.at/matheplanet/nuke/html/viewtopic.php?topic=257321&post_id=1868802&start=0
diskutiert.
\quoteoff
Dort kamen ja zwei Eingangsspannungen zum tragen
\quoteoff
Das ist hier nicht anders. Der Subtrahierverstärker liefert eine Ausgangsspannung $U_a$, die zur Differenz $U_{ed}$ der beiden Eingangsspannungen proportional ist.
\quoteon
\quoteon
\quoteon
Das die Differenzeingangsspannung $U_{ed}$ aber nicht direkt am OP3 steht sondern hinter den beiden Widerständen $R_7$ und $R_5$ steht, sieht komisch aus.
\quoteoff
Könnte es sein, dass Du die Differenzeingangsspannung $U_{ed}$ des Subtrahierverstärkers mit der Differenzeingangsspannung $U_{D3} = U_{P3} - U_{N3}$ des OPVs durcheinanderbringst? Letztere hat ja für einen idealen OPV in einer korrekt gegengekoppelten Schaltung den Wert $U_{D3} = 0$.
Mit "hinter $R_7$ und $R_5$" meinst Du wohl die links von den Widerständen gezeichneten Knoten, richtig?
\quoteoff
\quoteoff
Ich versuche zu verstehen, wo Deine Verständnisschwierigkeiten liegen. Dass Du auf diese beiden Fragen nicht reagierst, macht es nicht leichter.
\quoteon
\quoteon
\quoteon
Es sieht so aus, als würde es nur eine Spannung am Eingang des OP3 geben.
\quoteoff
Was meinst Du hier mit dem Eingang? Der OPV hat zwei Eingänge, an denen die Spannungen $U_{P3}$ und $U_{N3}$ anliegen, die Subtrahiererschaltung hat zwei Eingänge, deren Spannungen im zweiten Bild mit $U_{ed1}$ und $U_{ed2}$ bezeichnet werden.
\quoteoff
Ich meine folgendes
https://matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/uploads/c/54796_Instrumentation1.png
Es sieht so aus als würde an beiden Eingängen der Subtrahiererschaltung, die selbe Spannung $U_{ed}$ anliegen.
\quoteoff
In einer solchen Schaltung stellt sich an jedem Knoten eine Spannung (=Potentialdifferenz zu Masse) ein, unabhängig davon ob sie mit einem Pfeil benannt wird. Das gilt auch für die beiden Eingänge des Subtrahierverstärkers. In Abbildung 2 wurden diese Spannungen $U_{ed1}$ und $U_{ed2}$ genannt. Ihre Differenz $U_{ed}$ wurde im ursprünglichen Schaltbild eingezeichnet, weil die Ausgangsspannung $U_a$ zu ihr proportional ist.
Für $U_{ed} \neq 0$ sind die Eingangsspannungen $U_{ed1}$ und $U_{ed2}$ ungleich, es liegen dann zwei verschiedene Spannungen an den beiden Eingängen.
Das Verhalten einer Schaltung wird nicht durch die eingezeichneten Spannungspfeile beeinflusst und Du solltest Dich auch nicht von diesen verwirren lassen.
\quoteon
Ohne die Kenntnis darüber zu haben, dass an den Ausgängen der beiden OP's 1 und 2 noch ein Bezug zur Masse vorliegt.
\quoteoff
Wenn von Ein- ode Ausgangsspannungen die Rede ist, sind fast immer die Spannungen zwischen dem betreffenden Anschluss und Masse gemeint. Das gilt auch für Spannungen, die an Eingängen angelegt werden. Weil ich mit diesen Sprechweisen seit meiner Jugend vertraut bin, fällt es mir manchmal schwer, Deine Schwierigkeiten nachzuvollziehen.
In der ursprünglichen Schaltung sind die Spannungen $U_{e+}$, $U_{e-}$, $U_a$ und $U_{R4}$ auf Masse bezogen, alle anderen eingezeichneten Spannungen, also auch $U_{ed}$ geben Potentialdifferenzen zwischen zwei Knoten an, von denen keiner Masse ist.
Kannst Du versuchen, zu erklären, was Du Dir unter "ein Bezug zur Masse vorliegt" genau vorstellst?
\quoteon
Ich bin davon ausgegangen, dass man diesen Teil merkt, da es ja auch so eingezeichnet wurde.
\quoteoff
Ich hatte nicht gewusst, welchen der 4 Kandidaten $U_{ed1}$, $U_{ed2}$, $U_{P3}$ oder $U_{N3}$ mit dem Eingang meinst. Deine Formulierung "Eingang von OP3" macht den Eindruck, dass Du nicht zwischen der Schaltung "Subtrahierverstärker" und dem darin verwendeten OP3 unterscheidest, dasselbe passiert Dir bei der Zusatzaufgabe zur ersten Verstärkerstufe.
\quoteon
\quoteon(2023-01-26 21:51 - rlk in Beitrag No. 1)
\quoteon
$U_{R2} = I_{R2}\cdot R_2 = 200~\mathrm{mV} = U_{R3}$
Die Spannung $U_{ed}$ ergibt sich dann aus der Summe über alle Teilspannungen $U_{ed} = U_{R1} + 2\cdot U_{R2} = 404~\mathrm{mV}$
\quoteoff
Das ist richtig, es wäre aber eine gute Übung, die Differenz- und Gleichtaktverstärkungen der ersten Stufe (OP1, OP2, $R_1 \ldots R_3$) symbolisch zu berechnen und dann erst die Zahlenwerte für $R_1 \ldots R_3$ einzusetzen.
\quoteoff
Die Differenzverstärkung für OP1 $A_D = {U_a \over U_{\Delta e}} = {U_a \over U_{e+} - U_{e+}} = {U_a\over 0} = \infty$
Für den OP2 wäre die Berechnung analog.
Die Gleichtaktverstärkung $A_{CM} = {dUa\over dU_{CM}} = {\Delta U_a \over \Delta U_{CM}}$, würde auch gegen $\infty$ gehen, da $U_{CM} = {U_{e+} + U_{e-}\over 2} = 0$
Sehe gerade den Sinn dahinter nicht, weshalb ich zuerst $A_D$ bzw. $A_{CM}$ bestimmen sollte, da auch die OP's laut Aufgabe, an der Stelle ideal zu sein scheinen.
\quoteoff
Du hast recht, dass die Bestimmung von Gleichtakt- und Differenzverstärkung der als ideal angenommen OPVs OP1 und OP2 keine sinnvolle Übung ist. Ich hatte aber nach diesen Eigenschaften der ersten Stufe, also der aus (OP1, OP2, $R_1 \ldots R_3$) gebildeten Verstärkerschaltung mit den Eingangsspannungen $U_{e+}$, $U_{e-}$ und den Ausgangsspannungen $U_{ed1}$, $U_{ed2}$ gefragt. Der Wert der Differenzverstärkung steckt ja schon in Deiner Rechnung in Deiner Antwort auf die Frage c) im Themenstart.
\quoteon
\quoteon(2023-01-26 21:51 - rlk in Beitrag No. 1)
\quoteon
Weiterhin wurde laut einer Lösung $U_{ed}$ einmal von oben bei $R_5$ und einmal unten bei $R_7$ auf Masse bezogen und das verstehe ich an der Stelle nicht.
https://matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/uploads/c/54796_Screenshot_2023-01-25_040114.png
\quoteoff
Du meinst wohl die Spannung $U_{ed1}$, bei der der Spannungspfeil eine ungewohnte Richtung hat. Die Spannung ist ja die Differenz der Potentiale am Ausgang von OP1 (Pfeilende) und Masse (Pfeilspitze), also
$$U_{ed1} = U_{A1} - 0 = U_{A1}$$
Ob der Pfeil nach oben oder in eine andere Richtung zeigt, ändert nichts daran, solange die Spitze sich auf einen Masseanschluss bezieht. Hier wurde er nach oben gezeichnet, weil nach unten wenig Platz ist.
So ein Spannungspfeil kam auch in
https://matheplanet.at/matheplanet/nuke/html/viewtopic.php?topic=254746
vor, allerdings ist es mir damals nicht gelungen, herauszufinden ob dieser zu Deiner Verwirrung beigetragen hat.
Die Differenzeingangsspannung $U_{ed}$ des Subtrahierverstärkers ergibt sich aus der Maschengleichung oder auch als Potentialdifferenz zu
$$U_{ed} = U_{e1} - U_{e2}.$$
Welchen Wert hat die Gleichtakteingangsspannung des Subtrahierverstärkers?
\quoteoff
Die Formel für die Gleichtakteingangsspannung lautet ja allg.
$U_{CM} = {U_{e+} + U_{e-}\over 2}$ und das wäre laut den am Eingang des Subtrahierers anliegenden Spannungen $U_{ed1}$ und $U_{ed2}$
$U_{CM} = {U_{ed1} + U_{ed2}\over 2} = 0~\mathrm{V}$
\quoteon(2023-01-26 21:51 - rlk in Beitrag No. 1)
\quoteon
d) Gegeben ist die in Abbildung 2 dargestellte Schaltung eines realen Differenzverstärkers. Bei einer ersten Messung wurde mit einer Gleichtaktspannung $U_{CM} = 0~\mathrm{V}$ ein Offsetabgleich durchgeführt. Bei der zweiten anschließenden Messung wurde die Gleichtaktunterdrückung $CMRR$ in Dezibel gemessen, die $74\mathord,5~\mathrm{dB}$ beträgt. Welche Gleichtaktspannung $U_{CM}$ wurde am Eingang des Operationsverstärkers angelegt, wenn der Operationsverstärker eine Differenzverstärkung von $A_D = 1$ besitzt und die gemessene Ausgangsspannung $U_a = 2.25~\mathrm{mV}$ beträgt?
https://matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/uploads/c/54796_Screenshot_2023-01-25_040624.png
Abbildung 2
\quoteoff
Wie hängen Gleichtaktunterdrückung und Gleichtaktverstärkung zusammen?
\quoteoff
Die Gleichtaktunterdrückung als absolute Zahl lautet
$$CMRR = {A_D\over A_{CM}} = {A_D \over {dUa\over dU_{CM}}} = A_D\cdot{ dU_{CM}\over dU_a} = \underbrace{A_D}_{=1}\cdot {\Delta U_{CM}\over \Delta U_{a}}$$
In dB ist CMRR dann
$$CMRR_{in\_dB} = 20~\mathrm{dB}\cdot \log_{10}\left({A_D\over A_{CM}}\right) = 20~\mathrm{dB}\cdot \log_{10}\left({dU_{CM}\over dU_{a}}\right) = 20~\mathrm{dB}\cdot \log_{10}\left({\Delta U_{CM}\over \Delta U_a}\right)$$
Das müsste ich dann wahrscheinlich nach $\Delta U_{CM}$ umformen.
Ist dann das $\Delta U_{CM}$ bereits das gesuchte $U_{CM}$, da ja in der ersten Messung $U_{CM} = 0~\mathrm{V}$ gewesen ist, müsste dann ja $\Delta U_{CM} = U_{CM}$ am Ende sein oder?
\quoteoff
Ja, wieso zweifelst Du daran?
\quoteon
Ich weiss manchmal nicht wie ich den Text verstehen soll, so auch bei der realen OP Aufgabe, wo es um die drei verschiedenen Messungen ging.
Es wird ja nicht explizit gesagt, dass man die Gleichtaktspannung der zweiten Messung berechnen soll.
\quoteoff
Was ist an der Frage
"Welche Gleichtaktspannung $U_{CM}$ wurde am Eingang des Operationsverstärkers angelegt [...]"
nicht explizit? Bei der ersten Messung war $U_{CM} = 0$, daher macht eine Frage nach diesem Wert nicht viel Sinn.
Es geht bei solchen Übungen auch nicht darum, explizite Anweisungen zu befolgen, sondern sich zu überlegen, wie man die gesuchten Größen aus den gegebenen bestimmen kann.
\quoteon
Wie würde das dann aussehen, wenn die Gleichtaktspannung aus der ersten Messung von $0~\mathrm{V}$ verschieden gewesen wäre? Würde man die Frage nach der Gleichtaktspannung dann immer noch so verstehen, dass man die Gleichtaktspannung der zweiten Messung berechnen soll oder muss man dann laut Formel die Differenz beider $U_{CM}$'s bestimmen?
Wenn ich aber mit meiner Vermutung richtig liege, müsste folgendes für
$$U_{CM} = \Delta U_{CM} = U_a\cdot 10^{CMRR_{in\_dB}\over 20~\mathrm{dB}} = 2.25~\mathrm{mV}\cdot 10^{74.5\over 20} \approx 12~\mathrm{V}$$
richtig sein oder?
\quoteon(2023-01-26 21:51 - rlk in Beitrag No. 1)
\quoteon
e) Welche vier grundsätzlichen Typen bzw. Varianten von idealen Operationsverstärkern kennen Sie? Geben Sie die Bezeichnungen der Varianten, die Schaltsymbole und die zugehörigen Steuerungsarten der Operationsverstärker an.
Hinweis: Keine Verschaltung der Ein- und bzw. Ausgänge, sondern ausschließlich die Operationsverstärker-Varianten bzgl. der Art des steuernden Eingangs und des gesteuerten Ausgangs erörtern.
\quoteoff
Die hier verwendeten Operationsverstärker werden durch
$$U_A = A_D (U_P - U_N)$$
beschrieben, um welche Art von gesteuerter Quelle handelt es sich daher?
Der Titel der Diskussion https://matheplanet.at/matheplanet/nuke/html/viewtopic.php?topic=255289&post_id=1854222&start=0
enthält einen Hinweis.
\quoteoff
Mit vier Typen ist dann wohl folgendes gemeint
https://matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/uploads/c/54796_Screenshot_2023-01-28_053345.png
VV bedeutet dann soviel wie spannungsgesteurter Operationsverstärker. Die Ausgangsspannung wird z.B. wie im Bild durch die Differenzeingangsspannung $U_D$ gesteuert und mit $A_D$ verstärkt.
Bei VC wird der Ausgangsstrom durch die Differenz beider Eingangsspannungen ($U_D$) gesteuert, die wiederum mit der Steilheit verstärkt wird.
Beim Typ CV ist (C) der Strom, der die Ausgangsspannung (V) steuert.
Beim letzten Typ CC wird der Ausgangsstrom durch den Eingangsstrom gesteuert.
\quoteoff
Ja, so eine Antwort wird hier erwartet. Kennst Du konkrete Verstärker dieser Typen?
Servus,
Roland
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Mitteilungen: 538
| Beitrag No.4, vom Themenstarter, eingetragen 2023-01-31
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\quoteon(2023-01-31 07:25 - rlk in Beitrag No. 3)
Ich versuche zu verstehen, wo Deine Verständnisschwierigkeiten liegen. Dass Du auf diese beiden Fragen nicht reagierst, macht es nicht leichter.
\quoteoff
Die Frage habe ich dann wohl übersehen, war keine Absicht.
Genau der Knoten links bei $R_7$ und $R_5$ war gemeint.
Das OP 3 noch eine Differenzeingangsspannung hat weiss ich ja. Nur hatte mich das an der Stelle bei $R_5$ und $R_7$ verwirrt, da wir sonst immer den Bezug zur Masse eingezeichnet hatten.
Hier steckt dann wohl hinter dem Begriff $U_{ed}$ in den beiden Differenzen, ich nenn die hier mal $U_{a1}$ und $U_{a2}$ jeweils der Bezug zu Masse. Weiter unten habe ich auch noch etwas dazu geschrieben.
\quoteon(2023-01-31 07:25 - rlk in Beitrag No. 3)
\quoteon
\quoteon
\quoteon
Es sieht so aus, als würde es nur eine Spannung am Eingang des OP3 geben.
\quoteoff
Was meinst Du hier mit dem Eingang? Der OPV hat zwei Eingänge, an denen die Spannungen $U_{P3}$ und $U_{N3}$ anliegen, die Subtrahiererschaltung hat zwei Eingänge, deren Spannungen im zweiten Bild mit $U_{ed1}$ und $U_{ed2}$ bezeichnet werden.
\quoteoff
Ich meine folgendes
https://matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/uploads/c/54796_Instrumentation1.png
Es sieht so aus als würde an beiden Eingängen der Subtrahiererschaltung, die selbe Spannung $U_{ed}$ anliegen.
\quoteoff
In einer solchen Schaltung stellt sich an jedem Knoten eine Spannung (=Potentialdifferenz zu Masse) ein, unabhängig davon ob sie mit einem Pfeil benannt wird. Das gilt auch für die beiden Eingänge des Subtrahierverstärkers. In Abbildung 2 wurden diese Spannungen $U_{ed1}$ und $U_{ed2}$ genannt. Ihre Differenz $U_{ed}$ wurde im ursprünglichen Schaltbild eingezeichnet, weil die Ausgangsspannung $U_a$ zu ihr proportional ist.
Für $U_{ed} \neq 0$ sind die Eingangsspannungen $U_{ed1}$ und $U_{ed2}$ ungleich, es liegen dann zwei verschiedene Spannungen an den beiden Eingängen.
Das Verhalten einer Schaltung wird nicht durch die eingezeichneten Spannungspfeile beeinflusst und Du solltest Dich auch nicht von diesen verwirren lassen.
\quoteoff
Das hat es leider, da wir den Instrumentationsverstärker oder so eine ähnliche, in der Veranstaltung nicht kennen gelernt haben. Aus rein GET Sicht, hätte es mir aber klar sein müssen, jedoch hatte mich die Schaltung an sich etwas verwirrt, da wir hier nicht wie üblich in der Veranstaltung, gleich 3 OP's haben.
\quoteon(2023-01-31 07:25 - rlk in Beitrag No. 3)
\quoteon
Ohne die Kenntnis darüber zu haben, dass an den Ausgängen der beiden OP's 1 und 2 noch ein Bezug zur Masse vorliegt.
\quoteoff
Wenn von Ein- ode Ausgangsspannungen die Rede ist, sind fast immer die Spannungen zwischen dem betreffenden Anschluss und Masse gemeint. Das gilt auch für Spannungen, die an Eingängen angelegt werden. Weil ich mit diesen Sprechweisen seit meiner Jugend vertraut bin, fällt es mir manchmal schwer, Deine Schwierigkeiten nachzuvollziehen.
In der ursprünglichen Schaltung sind die Spannungen $U_{e+}$, $U_{e-}$, $U_a$ und $U_{R4}$ auf Masse bezogen, alle anderen eingezeichneten Spannungen, also auch $U_{ed}$ geben Potentialdifferenzen zwischen zwei Knoten an, von denen keiner Masse ist.
Kannst Du versuchen, zu erklären, was Du Dir unter "ein Bezug zur Masse vorliegt" genau vorstellst?
\quoteoff
Das ein Spannungspfeil auf das Massepotential oder allg. auf die Masse zeigt. Ähnlich wie bei Vektoren, die in eine bestimmte Richtung zeigen.
\quoteon(2023-01-31 07:25 - rlk in Beitrag No. 3)
\quoteon
Ich bin davon ausgegangen, dass man diesen Teil merkt, da es ja auch so eingezeichnet wurde.
\quoteoff
Ich hatte nicht gewusst, welchen der 4 Kandidaten $U_{ed1}$, $U_{ed2}$, $U_{P3}$ oder $U_{N3}$ mit dem Eingang meinst. Deine Formulierung "Eingang von OP3" macht den Eindruck, dass Du nicht zwischen der Schaltung "Subtrahierverstärker" und dem darin verwendeten OP3 unterscheidest, dasselbe passiert Dir bei der Zusatzaufgabe zur ersten Verstärkerstufe.
\quoteoff
In der Eingangsstufe befinden sich glaube ich zwei invertierende OP's. Also OP 1 und OP 2 sind zwei invertierende Operationsverstärker.
Also ich wollte auch nicht immer Subtrahierer schreiben aber du hast Recht. Da müsste ich dann in Zukunft genauer darauf achten aber es ist damit die Beschaltung des OP 3 gemeint sprich der Subtrahierer und nicht der OP darin. Nun weiss ich nicht, was das mit der Zusatzaufgabe zu tun hat, wo es um $A_{CM}$ und $U_{CM}$ ging.
\quoteon(2023-01-31 07:25 - rlk in Beitrag No. 3)
Du hast recht, dass die Bestimmung von Gleichtakt- und Differenzverstärkung der als ideal angenommen OPVs OP1 und OP2 keine sinnvolle Übung ist. Ich hatte aber nach diesen Eigenschaften der ersten Stufe, also der aus (OP1, OP2, $R_1 \ldots R_3$) gebildeten Verstärkerschaltung mit den Eingangsspannungen $U_{e+}$, $U_{e-}$ und den Ausgangsspannungen $U_{ed1}$, $U_{ed2}$ gefragt. Der Wert der Differenzverstärkung steckt ja schon in Deiner Rechnung in Deiner Antwort auf die Frage c) im Themenstart.
\quoteoff
Das liest sich für mich so, als hätte ich deine Zusatzaufgabe getroffen aber ich weiss beim besten Willen nicht, was du mir noch mit dem Beitrag sagen willst.
\quoteon(2023-01-31 07:25 - rlk in Beitrag No. 3)
Ja, wieso zweifelst Du daran?
\quoteoff
Dann hast du es da falsch verstanden. Ich wollte meine Herangehensweise nur bestätigt haben. Angezweifelt habe ich es ja nicht.
\quoteon(2023-01-26 21:51 - rlk in Beitrag No. 1)
\quoteon
e) Welche vier grundsätzlichen Typen bzw. Varianten von idealen Operationsverstärkern kennen Sie? Geben Sie die Bezeichnungen der Varianten, die Schaltsymbole und die zugehörigen Steuerungsarten der Operationsverstärker an.
Hinweis: Keine Verschaltung der Ein- und bzw. Ausgänge, sondern ausschließlich die Operationsverstärker-Varianten bzgl. der Art des steuernden Eingangs und des gesteuerten Ausgangs erörtern.
\quoteoff
Die hier verwendeten Operationsverstärker werden durch
$$U_A = A_D (U_P - U_N)$$
beschrieben, um welche Art von gesteuerter Quelle handelt es sich daher?
Der Titel der Diskussion https://matheplanet.at/matheplanet/nuke/html/viewtopic.php?topic=255289&post_id=1854222&start=0
enthält einen Hinweis.
\quoteon(2023-01-28 05:43 - Sinnfrei in Beitrag No. 2)
Mit vier Typen ist dann wohl folgendes gemeint
https://matheplanet.com/matheplanet/nuke/html/uploads/c/54796_Screenshot_2023-01-28_053345.png
VV bedeutet dann soviel wie spannungsgesteurter Operationsverstärker. Die Ausgangsspannung wird z.B. wie im Bild durch die Differenzeingangsspannung $U_D$ gesteuert und mit $A_D$ verstärkt.
Bei VC wird der Ausgangsstrom durch die Differenz beider Eingangsspannungen ($U_D$) gesteuert, die wiederum mit der Steilheit verstärkt wird.
Beim Typ CV ist (C) der Strom, der die Ausgangsspannung (V) steuert.
Beim letzten Typ CC wird der Ausgangsstrom durch den Eingangsstrom gesteuert.
\quoteoff
Ja, so eine Antwort wird hier erwartet. Kennst Du konkrete Verstärker dieser Typen?
\quoteoff
Ich glaube nicht, dass das von der Aufgabe verlangt war aber ich würde sagen ein Strom-/Spannungs Konverter/Umsetzer, der auch als Transimpedanzverstärker oder Transkonduktanzverstärker genannt wird, je nachdem was man am Ausgang gerade braucht.
Viele Grüße
Sinnfrei
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