Aussteuerbereich von Ausgangsspannung berechnen (Differenzverstärker)?

3 Antworten

Alle drei Aufgabenteile ähneln sich sehr und sind mit einer einzigen Formel zu lösen:

Ua=Ua1+Ua2.

Dabei ist Ua1 die Ausgangsspannung, die durch Ue1 erzeugt wird (für Ua2 analog).

Dafür brauchst Du nur die beiden durch die Widerstände bestimmten Verstärkungswerte, die i.A. unterschiedlich sind. Wenn ein Widerstand unbekannt ist, schreibst Du für den Rx in der Formel und löst nach Rx auf.

Alles eigentlich recht einfach. Allerdings muss man die Formel für die invertierende und die nicht-inv. Verstärkung kennen.

PeterGriffin124 
Fragesteller
 23.01.2022, 18:43

Die Aufgabe 2 habe ich dank Ihnen hinbekommen. Bei den anderen Aufgaben kriege ich die benötigte Formel nicht raus. Die Formeln für die invertierende und die nicht-inv. Verstärkung kenne ich, bloß weiß ich nicht ganz, was ich damit anfangen soll.

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Lutz28213  23.01.2022, 19:52
@PeterGriffin124

Was man damit anfangen soll? Na - logischerweise damit den Zusammenhang zwischen Ausgang und Eingang aufschreiben: Ua1=V1*Ue1 ...usw.

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PeterGriffin124 
Fragesteller
 23.01.2022, 20:53
@Lutz28213

danke für den Lösungsansatz, aber ich habe aufgegeben. Ich bekomme es einfach nicht hin.

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Lutz28213  24.01.2022, 09:55
@PeterGriffin124

Also zu Aufg. 1 :

Ua1=Ue1*V1 und Ua2=k*Ue2*V2 mit V1=-Rk/Re und V2=1+Rk/Re.

Dabei ist k=R2/(R1+R2) (Spannungsteiler)

Einsetzen in Ua=Ua1+Ua2 mit den gegebenen Zahlenwerten

Ist das ganze nicht recht logisch?

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Durch Superposition lassen sich die Aufgaben einfach lösen. Du aktivierst also nur immer eine Quelle, die andere Spannungsquelle wird kurzgeschlossen.

Konkret bedeutet das:

1) Ue1 aktiv (invertierender Verstärker): Ua1 = -(Rk/Re)*Ue1
R1 und R2 können hier vernachlässigt werden, da in einen idealen OPV die hineinfließenden Ströme Ip und In 0 sind.

2) Ue2 aktiv (nichtinvertierender Verstärker): Ua2 = ((Rk/Re)+1)*U+ jedoch musst du hier noch beachten, dass die Spannung am positiven Eingang des OPV nicht Ue2 ist, sondern du den Spannungsteiler R2/(R2+R1) noch beachten musst. Folglich ist Ua2 = (R2/(R2+R1))*((Rk/Re)+1)*Ue2

3) Durch Superposition ergibt sich: Ua = Ua2 + Ua1 = (R2/(R2+R1))*((Rk/Re)+1)*Ue2 - (Rk/Re)*Ue1

Wenn du dieses Vorgehen und die Gleichung verstanden hast, sollten die Aufgaben leicht zu lösen sein.

Schau Dir doch mal das da an: Dort ist es ganz gut erklärt

https://www.electronics-tutorials.ws/de/operationsverstarker/differenzverstaerker.html

Du hast eben einen OP, der an seinen beiden Eingängen eine Differenzspannung anstehen hat... und diese in einem Faktor verstärkt, den der Rückkoppelwiderstand festlegt.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Berufliche Erfahrung
Lutz28213  23.01.2022, 17:39

Ich glaube, das ist nun sehr missverständlich (falsch) formuliert. Es gibt nämlich ZWEI Verstärkungsfaktoren, welche für beide Eingangsspannungen unterschiedlich sind. Nur bei einer ganz bestimmten Dimensionierung der Widerstände könnte man eine Differenzspannung definieren, die mit einem einzigen bestimmten Faktor beaufschlagt wird.

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