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Vielen Dank für diese ausführliche Erklärung.
Ich denke soweit habe ich das verstanden.



Ich habe hier eine Schaltung die ein Dreieck erzeugen soll.

Darauf lässt sich auch der Zusammenhang zwischen Integrator und Komparator, den du eben ansprachst erkennen.

Nur frage ich mich, wieso diese Schaltung zu schwingen beginnt?
Gruß, Jakob

Hallo Jakob,
Warum paßt "Kondensator" und "linear" nicht zusammen? nur wegen der Exponentialfunktion beim Aufladen/Entladen? Wenn Du auf einen Kondensator einen konstanten Strom gibst, so "füllt" er sich mit konstanter Geschwindigkeit mit Ladungsträgern. Und das bedeutet, daß die Spannung im Kondensator linear ansteigt. Genau das passiert beim Integrator. Und jetzt zum "wie":
Wir reden über einen Integrator mit OPV. Der OPV hat üblicherweise einen invertierenden und einen nichtinvertierenden Eingang. Im unbeschalteteten Zustand hat der OPV eine sehr hohe Spannungsverstärkung, irgendwas gegen unendlich. Kleinste Eingangsspannungen haben also sofort eine massive Reaktion am Ausgang zur Folge.
Legt man jetzt z. B. den nichtinvertierenden Eingang (+) an Masse, dann bedeutet dies, daß jede kleinste Spannungsabweichung am invertierenden Eingang (-) von Masse ein Ausgangsignal zur Folge hat.
Jetzt beschalten wir den OPV mit einem Widerstand zum - Eingang und einem Kondensator vom Ausgang zum - Eingang. Der + Eingang bleibt an Masse.
Legen wir jetzt eine Spannung an unseren Eingangswiderstand, so fließt durch diesen ein Strom, da ja "in Ruhe" der -Eingang praktisch das gleiche Potenzial wie der + Eingang hat - also Masse. Wenn unser Widerstand 1kOhm hat und wir 1V anlegen, fließen also 1mA durch den Widerstand.
Der OPV merkt daß natürlich innerhalb von Bruchteilen von Microsekunden und reagiert. Da wir mit dem Strom von 1mA ein positives Potenzial am - Eingang erzeugen, rauscht der Ausgang sofort ab in eine negative Ausgangsspannung. Der Kondensator gibt diese aber unverzüglich an den Eingang zurück - dort wird jetzt also über den Kondensator ein negative Potenzial aufgebaut, welches das positive, über den Strom durch den Widerstand aufgebaute Potenzial ausgleicht. Wir sehen also, daß der OPV jeder Spannungsabweichung am Eingang sofort mit einem umgekehrten Ausgangssignal über den Kondensator gegensteuert. Schlußendlich werden wir feststellen, daß der OPV die Spannung am -Eingang schön auf Niveau des +Eingangs, also Masse, hält. Deshalb spricht man bei den Eingängen eines OPV auch von einem virtuellem Nullpunkt. Wir haben dort in diesem Fall 0V, obwohl der Eingang nicht mit direkt Masse verbunden sein muß (auch der +Eingang könnte/sollte über einen Widerstand an Masse liegen).
Der Virtuelle Nullpunkt kann aber nur bestehen, wen die durch den Widerstand fließende Ladung ständig ausgeglichen wird, so daß keine Spannung am Eingang aufgebaut wird. Der OPV erzeugt also quasi "automatisch" einen Kompensationsstrom, der genau dem Eingangsstrom durch den Widerstand entspricht - also 1mA. Da der Kondensator aber ein Ladungsspeicher ist, bedingt die ständig steigende Ladung im Kondensator eine Spannung, die der Ausgangsspannung des OPV entgegenwirkt. Wenn also der OPV konstant seine 1mA abgeben will, muß er die Ausgangsspannung ebenfalls konstant erhöhen. Das erklärt den linearen Spannungsanstieg beim Integrator (hoffentlich halbwegs vertändlich). Jetzt brauchst Du nur noch einen Komparator, der erkennt, wenn der OPV die Grenze seiner Aussteuerbarkeit erreicht hat. Dann muß das Signal am Eingang umgepolt werden (Dreieck) oder der Integrator muß entladen werden (Sägezahn).
Viele Grüße
Hartwig

Die Ladekurve des Kondensators hängt davon ab, wie er geladen wird. Wenn Du einen ohmschen Widerstand vorschaltest, hast Du die bekannte geschwungene Ladekurve. Wenn Du den Kondensator mit einer Konstantstromquelle lädst, bekommst Du eine lineare Kurve.

Der OP versucht, die (sehr geringe!) Potentialdifferenz zwischen den Eingängen auszuregeln. Dazu versucht er, die Spannung im Rückkopplungszweig geringfügig zu erhöhen. Da hängt aber der C dazwischen. Die eine Seite des Kondensators liegt auf Masse, dort wird die Ladung also abgezogen, so daß die Eingangsdifferenz erhalten bleibt. Also muß OP die Ausgangsspannung weiter erhöhen, um einen Ausgleich der Eingänge zu erreichen. Da die Differenz am Eingang immer gleich ist, ist der Spannungsanstieg am OP-Ausgang linear. Damit gibt er einen konstanten Strom ab, der den Kondensator linear auflädt.

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Und die Grundgebihr is aa scho drin. DOS is jo nett..