Daniel S
30.09.2012, 13:50 |
Komparator Mini Kurs Verständnis Problem (Elektronik) |
Hi Leute ich arbeite gerade den Minikus "Vom Operationsverstärker zum Schmitt-Trigger". Schon zu beginn versteh ich einen Satz nicht.
Zitat:
Die virtuelle Spannung Uv entspricht also der Eingangsspannung Ue. Dies ist aber nur möglich wenn Ua um das Teilerverhältnis von R2/R1 grösser als Ue ist. Siehe dazu das Spannungs- und Widerstandsbeispiel in den kleinen Zahlen.
Wenn man von einem idealen OP ausgeht, ist die Eingangsspanung doch immer der virtuellen Spannung.
Ich versteh die Bedeutung des Satzes nicht, kann mir das jemand genauer erklären?
Zitat:
Dies ist aber nur möglich wenn Ua um das Teilerverhältnis von R2/R1 grösser als Ue ist
Grüße |
schaerer

Kanton Zürich (Schweiz), 30.09.2012, 16:04 (editiert von schaerer am 30.09.2012 um 17:22)
@ Daniel S
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Komparator Mini Kurs Verständnis Problem |
» Hi Leute ich arbeite gerade den Minikus "Vom Operationsverstärker zum
» Schmitt-Trigger". Schon zu beginn versteh ich einen Satz nicht.
»
» Zitat:
» Die virtuelle Spannung Uv entspricht also der Eingangsspannung Ue. Dies
» ist aber nur möglich wenn Ua um das Teilerverhältnis von R2/R1 grösser als
» Ue ist.
Das bezieht sich auf den Vorgang von Teilbild 2.1. Dieser Satz erklärt ganz einfach was denn die Verstärkung tut: Sie muss dafür sorgen, dass Ua um (R2/R1)+1 grösser ist als Ue, weil der Opamp im Modus der Gegenkopplung, wegen seiner (theoretisch) unendlich hohen Leerlaufverstärkung (Openloop-Gain) erreichen muss, dass die Differenzspannung zwischen den beiden Eingängen Null wird.
Die Wortwahl hier ist problematisch, weil ich das jetzt so schnell hinschreibe. Der Inhalt dieses Minikurs mit einer vorführbaren Demoschaltung setze ich ein für den Unterricht in einem Praktikum. Dort erkläre ich diese einzelnen Vorgänge von Bild zu Bild und die Studenten fragen dann immer gleich , wenn sie etwas nicht verstehen. Für den ELKO-Leser gestaltet sich das halt etwas schwieriger. Aber dafür steht ja das ELKO-Forum zur Verfügung.
Und nicht vergessen, in diesem speziellen Fall kann man mich auch direkt anschreiben. Die Verwendung des ELKO-Forums hat aber den Vorteil, das andere Interessenten von der Diskussion mitbekommen.
Die Demoschaltung Bild 6 oder Bild 12 kann nachgebaut werden und ebenfalls für einen Unterricht eingesetzt werden. Das war mein ursprüngliches Motiv diesen Minikurs zu realisieren.
» Wenn man von einem idealen OP ausgeht, ist die Eingangsspanung doch immer
» der virtuellen Spannung.
Das ist richtig, wenn der Opamp im Gegenkopplungs-Modus (Verstärker) arbeitet. Nur dann!
Lies doch einfach den Abschnitt noch einmal und betrachte Teilbild 2.1 und sag mir dann, ob Du es jetzt nachvollziehen kannst.
Übrigens danke an Deinem Interesse zu diesem Minikurs. -- Gruss
Thomas
Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9 |
Dani S
30.09.2012, 17:38
@ schaerer
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Komparator Mini Kurs Verständnis Problem |
Hi vielen Dank für deine Hilfe.
Die Ausgangsspannung stellt sich doch automatisch ein (abhängig von der EIngangsspannung und dem Widerstandsverhältnis), auf diese hat man doch keinen Einfluss.
Mein Problem ist einfach, welche Bedingung muss erfüllt sein das Ue != Uv bzw. wann tritt den ein solche Fall ein? Diesen Fall wird man nicht erreichen, ausser die Ausgangsspannung des Opamps geht irgendwann in Sättigung so das Ue nicht mehr Uv sein kann?
Ich verstehe das so das der Opamp solange einen Strom treibt bis Ue=Uv, dieser Strom fließt dann konstant druch den Widerstand R1.
Wenn ich nun R1=R2=1k annehme entspricht das Teilerverhältnis 0,5 bedeudetet das Ua zweimal so groß sein muss wie Ue damit Ue=UV, war das mit diesem Satz gemeint?
PS:
Ich finde deine Minikurse spitze und ich finds klasse das du bei Frage weiterhilfst
Grüße
» » Hi Leute ich arbeite gerade den Minikus "Vom Operationsverstärker zum
» » Schmitt-Trigger". Schon zu beginn versteh ich einen Satz nicht.
» »
» » Zitat:
» » Die virtuelle Spannung Uv entspricht also der Eingangsspannung Ue. Dies
» » ist aber nur möglich wenn Ua um das Teilerverhältnis von R2/R1 grösser
» als
» » Ue ist.
»
» Das bezieht sich auf den Vorgang von Teilbild 2.1. Dieser Satz erklärt
» ganz einfach was denn die Verstärkung tut: Sie muss dafür sorgen, dass Ua
» um (R2/R1)+1 grösser ist als Ue, weil der Opamp im Modus der
» Gegenkopplung, wegen seiner (theoretisch) unendlich hohen
» Leerlaufverstärkung (Openloop-Gain) erreichen muss, dass die
» Differenzspannung zwischen den beiden Eingängen Null wird.
»
» Die Wortwahl hier ist problematisch, weil ich das jetzt so schnell
» hinschreibe. Der Inhalt dieses Minikurs mit einer vorführbaren
» Demoschaltung setze ich ein für den Unterricht in einem Praktikum. Dort
» erkläre ich diese einzelnen Vorgänge von Bild zu Bild und die Studenten
» fragen dann immer gleich , wenn sie etwas nicht verstehen. Für den
» ELKO-Leser gestaltet sich das halt etwas schwieriger. Aber dafür steht ja
» das ELKO-Forum zur Verfügung.
»
» Und nicht vergessen, in diesem speziellen Fall kann man mich auch direkt
» anschreiben. Die Verwendung des ELKO-Forums hat aber den Vorteil, das
» andere Interessenten von der Diskussion mitbekommen.
»
» Die Demoschaltung Bild 6 oder Bild 12 kann nachgebaut werden und ebenfalls
» für einen Unterricht eingesetzt werden. Das war mein ursprüngliches Motiv
» diesen Minikurs zu realisieren.
»
» » Wenn man von einem idealen OP ausgeht, ist die Eingangsspanung doch
» immer
» » der virtuellen Spannung.
»
» Das ist richtig, wenn der Opamp im Gegenkopplungs-Modus (Verstärker)
» arbeitet. Nur dann!
»
» Lies doch einfach den Abschnitt noch einmal und betrachte Teilbild 2.1 und
» sag mir dann, ob Du es jetzt nachvollziehen kannst.
»
» Übrigens danke an Deinem Interesse zu diesem Minikurs. |
schaerer

Kanton Zürich (Schweiz), 30.09.2012, 18:14
@ Dani S
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Komparator Mini Kurs Verständnis Problem |
» Hi vielen Dank für deine Hilfe.
Bitte gerne geschehen.
» Die Ausgangsspannung stellt sich doch automatisch ein (abhängig von der
» EIngangsspannung und dem Widerstandsverhältnis), auf diese hat man doch
» keinen Einfluss.
Absolut richtig.
Versuche es auch von der formalistischen Seite zu sehen: Ich erkläre das dem Studenten so, in dem ich das Wort "automatisch" vermeide und erkläre was der Verstärker tut. Ich erkläre das Automatische...
Die Schaltung des Opamp unternimmt etwas. Er unternimmt einen Regelvorgang. Es ist ja nicht so, dass nach dem Anlegen von Ue die Ausgangsspannung Ua verstärkt sofort vorhanden ist. Es ist ein schneller Regel- bzw. Einschwingvorgang.
Das kannst Du selbst erxperimentell erfahren, in dem Du an Ue eine steilflankige Rechteckspannung anlegst. Dann kannst Du sehr schön beobachten wie Ua dem Ue mit einer Verzögerung und einem Einschwingvorgang folgt. Ich empfehle Dir das mal mit einem 2-strahligen Oszi selbst zu erfahren. 2-strahlig, weil Du dabei Ue und Ua beobachten musst.
» Mein Problem ist einfach, welche Bedingung muss erfüllt sein das Ue != Uv
» bzw. wann tritt den ein solche Fall ein?
Im Fall der Komparator- und Schmitt-Trigger-Funktion. Das kommt in den Teilbildern 2.2 und 2.3 zum Ausdruck.
» Diesen Fall wird man nicht
» erreichen, ausser die Ausgangsspannung des Opamps geht irgendwann in
» Sättigung so das Ue nicht mehr Uv sein kann?
Korrekt durchschaut! Genau das tritt bei der Komparator- und Schmitt-Trigger-Funktion ein. Ua geht dabei immer auf die maximal möglichen positiven und negativen Spannungswerte. Bei den sogenannten Rail-to-Rail-Opamps ist das die Betriebsspannung, wenn Ua gar nicht oder nur sehr schwach belastet wird.
» Ich verstehe das so das der Opamp solange einen Strom treibt bis Ue=Uv,
» dieser Strom fließt dann konstant druch den Widerstand R1.
»
» Wenn ich nun R1=R2=1k annehme entspricht das Teilerverhältnis 0,5
» bedeudetet das Ua zweimal so groß sein muss wie Ue damit Ue=UV, war das
» mit diesem Satz gemeint?
Ja, so ist es. Darum ist die Formel bei der nichtinvertierenden Verstärkung auch Ua = (R2/R1)+1. Bei der invertierenden Verstärkung fehlt die +1 am Schluss.
» PS:
»
» Ich finde deine Minikurse spitze und ich finds klasse das du bei Frage
» weiterhilfst.
Naja, das mache in meinem Praktikum schliesslich ebenso. Wenn Interesse da ist, hake ich immer nach bis der Groschen runterfällt. Vorher gebe ich keine Ruhe.
Was mich jetzt von Dir interessiert: In welcher Art von Ausbildung und in welchem Semester/Lehrjahr steckst Du? -- Gruss
Thomas
Buch von Patrick Schnabel und mir zum Timer-IC NE555 und LMC555:
https://tinyurl.com/zjshz4h9
Mein Buch zum Operations- u. Instrumentationsverstärker:
https://tinyurl.com/fumtu5z9 |
Daniel S
01.10.2012, 10:28
@ schaerer
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Komparator Mini Kurs Verständnis Problem |
Hi, ich studiere Elektrotehcnik und bin im 3.Semester
In der SImulation bsp. mit Ltspice kann man den Effekt nicht sehen oder (Das regelverhalten des OP)?
Ansonsten baue ich das nach, Oszi ist vorhanden.
Grüße
» » Hi vielen Dank für deine Hilfe.
»
» Bitte gerne geschehen.
»
» » Die Ausgangsspannung stellt sich doch automatisch ein (abhängig von der
» » EIngangsspannung und dem Widerstandsverhältnis), auf diese hat man doch
» » keinen Einfluss.
»
» Absolut richtig.
»
» Versuche es auch von der formalistischen Seite zu sehen: Ich erkläre das
» dem Studenten so, in dem ich das Wort "automatisch" vermeide und erkläre
» was der Verstärker tut. Ich erkläre das Automatische...
»
» Die Schaltung des Opamp unternimmt etwas. Er unternimmt einen
» Regelvorgang. Es ist ja nicht so, dass nach dem Anlegen von Ue die
» Ausgangsspannung Ua verstärkt sofort vorhanden ist. Es ist ein schneller
» Regel- bzw. Einschwingvorgang.
»
» Das kannst Du selbst erxperimentell erfahren, in dem Du an Ue eine
» steilflankige Rechteckspannung anlegst. Dann kannst Du sehr schön
» beobachten wie Ua dem Ue mit einer Verzögerung und einem Einschwingvorgang
» folgt. Ich empfehle Dir das mal mit einem 2-strahligen Oszi selbst zu
» erfahren. 2-strahlig, weil Du dabei Ue und Ua beobachten musst.
»
» » Mein Problem ist einfach, welche Bedingung muss erfüllt sein das Ue !=
» Uv
» » bzw. wann tritt den ein solche Fall ein?
»
» Im Fall der Komparator- und Schmitt-Trigger-Funktion. Das kommt in den
» Teilbildern 2.2 und 2.3 zum Ausdruck.
»
» » Diesen Fall wird man nicht
» » erreichen, ausser die Ausgangsspannung des Opamps geht irgendwann in
» » Sättigung so das Ue nicht mehr Uv sein kann?
»
» Korrekt durchschaut! Genau das tritt bei der Komparator- und
» Schmitt-Trigger-Funktion ein. Ua geht dabei immer auf die maximal
» möglichen positiven und negativen Spannungswerte. Bei den sogenannten
» Rail-to-Rail-Opamps ist das die Betriebsspannung, wenn Ua gar nicht oder
» nur sehr schwach belastet wird.
»
» » Ich verstehe das so das der Opamp solange einen Strom treibt bis Ue=Uv,
» » dieser Strom fließt dann konstant druch den Widerstand R1.
» »
» » Wenn ich nun R1=R2=1k annehme entspricht das Teilerverhältnis 0,5
» » bedeudetet das Ua zweimal so groß sein muss wie Ue damit Ue=UV, war das
» » mit diesem Satz gemeint?
»
» Ja, so ist es. Darum ist die Formel bei der nichtinvertierenden
» Verstärkung auch Ua = (R2/R1)+1. Bei der invertierenden Verstärkung fehlt
» die +1 am Schluss.
»
» » PS:
» »
» » Ich finde deine Minikurse spitze und ich finds klasse das du bei Frage
» » weiterhilfst.
»
» Naja, das mache in meinem Praktikum schliesslich ebenso. Wenn Interesse da
» ist, hake ich immer nach bis der Groschen runterfällt. Vorher gebe ich
» keine Ruhe.
»
» Was mich jetzt von Dir interessiert: In welcher Art von Ausbildung und in
» welchem Semester/Lehrjahr steckst Du? |
schaerer

Kanton Zürich (Schweiz), 01.10.2012, 11:03 (editiert von schaerer am 01.10.2012 um 13:18)
@ Daniel S
|
Komparator Mini Kurs Verständnis Problem |
» In der SImulation bsp. mit Ltspice kann man den Effekt nicht sehen oder
» (Das regelverhalten des OP)?
Da ich zu der wesentlich älteren Generation gehöre, habe ich leider keine Simulationserfahrung. Warten wir ab, vielleicht meldet sich noch jemand, der sich mit LtSpice auskennt und Dir darauf antworten kann.
» Ansonsten baue ich das nach, Oszi ist vorhanden.
Wichtig ist, damit Du etwas sehen kannst, dass die Frequenz des Rechtecksignales relativ hoch ist, also in der Region der Unitygain-Grenzfrequenz des Opamp. Also experimentiere bei voller Gegenkopplung mit Gain=1. Da kannst Du das Einschwingverhalten am Opamp-Ausgang sehr gut beobachten.
Wichtig ist noch, dass Du eine abgschirmte Leitung nicht direkt anschliesst, weil dies den Opamp-Ausgang kapazitiv zu sehr belastet und diesen zum Oszillieren anregen koennte. Am besten eine niederkapazitive 1:10-Sonde benutzen.
So, ab jetzt muss ich mal kürzer treten, habe noch viel anderes zu tun. Aber frag nur weiter, es lesen ja auch noch andere mit und können Dich auch unterstützen.
BTW.: Bitte lösche immer alte Texte auf die Du Dich nicht explizit beziehst. Das steht auch oberhalb des Texteingabefensters. -- Gruss
Thomas
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