Forum

Hallo,

Ich habe eine Frage bezüglich einer Op-Schaltung.
Ich habe ein Foto von ihr gemacht und angefügt.
Für mich sieht es nach einem Differenzverstärker aus.

Da R1,R2,R4,R5=300Ohm sind, müsste sich doch die Formel zur Berechnung der Ausgangsspannung Ua doch vereinfachen auf:

Ua= (U2-U1)*(R2/R1)

Irgendwie komme ich aber nicht auf die in der Lösung vorgegebenen 4,3 V. Ich komme auf -3.9V, da über die Z-Diode doch eine Diodenspannung von 3,9V abfällt (Daten der Diode: 3V9).

Deshalb habe ich gerechnet:
Ua= (2,1V-6V)*(300Ohm/300Ohm)=-3,9V

Was mache ich falsch?

Vielen Dank im Vorraus.

Edit:
Hier, das Bild, musste es erst verkleinern.

» Edit:
» Hier, das Bild, musste es erst verkleinern.
»
»

Hallo,
beide Lösungen sind falsch. Mit der angegebenen
Pfeilrichtung der Ausgangsspannung ist die
Lösung +3,9V.

Grüße
Altgeselle

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» Hallo,
» beide Lösungen sind falsch. Mit der angegebenen
» Pfeilrichtung der Ausgangsspannung ist die
» Lösung +3,9V.
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» Grüße
» Altgeselle

Danke für die schnelle Antwort

Ich glaube jedoch, dass ich grundsätzlich etwas falsch mache (Denkfehler), denn die Lösung von 4,3V sollte stimmen.
Ich weiß nur nicht was

Das mit dem Spannungspfeil bei Ua habe ich übersehen, ist also wirklich +3,9V. Aber immer noch 0.4 V weniger^^

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» » Pfeilrichtung der Ausgangsspannung ist die
» » Lösung +3,9V.
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» Ich glaube jedoch, dass ich grundsätzlich etwas falsch mache (Denkfehler),
» denn die Lösung von 4,3V sollte stimmen.
» Ich weiß nur nicht was
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» Das mit dem Spannungspfeil bei Ua habe ich übersehen, ist also wirklich
» +3,9V. Aber immer noch 0.4 V weniger^^

Hmm, Erklärungsversuch: Hampelt ihr da irgendwo mit dem differentiellen Widerstand der Z-Diode rum?
Eine Z-Diode liefert nämlich mitnichten immer ihre Nennspannung.
Das ist extrem vom Strom und ein Stück weit auch von der Temperatur abhängig.
Hast Du uns da irgendwelche Infos unterschlagen?
Aufpassen muss man auch, weil der Fußpunkt des Spannungsteilers R1/R2 net an Masse, somdern an U1 hängt.
Hab ich da was bersehen oder hast Du wirklich keinen Wert für U1 angegeben? Ua ist nämlich direkt von U1 abhängig - Eine Stabilisierung ist das nämlich nicht.

--
„Wo kämen wir hin, wenn jeder sagte, wo kämen wir hin und keiner ginge, um zu sehen, wohin wir kämen, wenn wir gingen.“

(Kurt Marti)

» Hallo,
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» Ich habe eine Frage bezüglich einer Op-Schaltung.
» Ich habe ein Foto von ihr gemacht und angefügt.
» Für mich sieht es nach einem Differenzverstärker aus.
»
» Da R1,R2,R4,R5=300Ohm sind, müsste sich doch die Formel zur Berechnung der
» Ausgangsspannung Ua doch vereinfachen auf:
»
» Ua= (U2-U1)*(R2/R1)
»
» Irgendwie komme ich aber nicht auf die in der Lösung vorgegebenen 4,3 V.
» Ich komme auf -3.9V, da über die Z-Diode doch eine Diodenspannung von 3,9V
» abfällt (Daten der Diode: 3V9).
»
» Deshalb habe ich gerechnet:
» Ua= (2,1V-6V)*(300Ohm/300Ohm)=-3,9V
»
» Was mache ich falsch?
»
» Vielen Dank im Vorraus.

»

Die Aufgabe ist doch blanker Unfug!
Wenn du die Z-Diode kurzschließen würdest, würde der Ausgang des OPV versuchen auf 0V zu regeln (sofern er die Fähigkeit dazu hat.)
Wenn die 3,9V der Zenerdiode, durch entfernen der Kurzschlussbrücke, wirksam werden, währe der Verstärker bestrebt die Spannung auf minus 3,9V zu regeln.
Das kann er aber nicht, weil er keine negative Betriebsspannung hat.

» Die Aufgabe ist doch blanker Unfug!
» Wenn du die Z-Diode kurzschließen würdest, Würde der Ausgang des OPV
» versuchen auf 0V zu regeln (sofern er die Fähigkeit dazu hat.)
» Wenn die 3,9V der Zehnerdiode, durch entfernen der Kurzschlussbrücke,
» wirksam werden, währe der Verstärker bestrebt die Spannung auf minus 3,9V
» zu regeln.
» Das kann er aber nicht, weil er keine Negative Betriebsspannung hat.

Öhm, gab grad net aufgepasst, die Z-Diode hängt ja auch an U1 ... Und dann ist es doch ne Stabilisierung *schäm*

Aber man kann rechnen wie man will - Es ist halt doch ne Stabilisierung und idealisiert kämen halt die 3,9V raus.

Guckst Du:

http://www.elektronik-kompendium.de/forum/upload/20130114164223.pdf

Wenn man unbedingt die komischen 4,3V will, dann muss da irgendwas mit dem differentiellen Widerstand der Z-Diode sein. Aber selbst die dafür nötigen Werte würden unrealistisch wirken.

Ich kann mich dem nur anschließen, so ist die Aufgabe Müll!

Uli und die Rattenbande

--
„Wo kämen wir hin, wenn jeder sagte, wo kämen wir hin und keiner ginge, um zu sehen, wohin wir kämen, wenn wir gingen.“

(Kurt Marti)

» Aber man kann rechnen wie man will - Es ist halt doch ne Stabilisierung
» und idealisiert kämen halt die 3,9V raus.
»
» Guckst Du:
»
Nö

Ja 3,9V. Aber minus 3,9V!!!!!!!!!!!

In der Aufgabe war U1 mit 6V gegeben. R3 ist unbekannt, es soll 120Ohm herauskommen. Dann kann ich in eine Diodenkennline einen Schnittpunkt von Iz und Uz ermitteln (graphisch), dies ist der Arbeitspunkt. Dann kommen 4,3V raus.

Weiß nur nicht wie ich über Maschenregel oder Spannungsteiler R3 ermitteln soll.

» » Aber man kann rechnen wie man will - Es ist halt doch ne Stabilisierung
» » und idealisiert kämen halt die 3,9V raus.
» »
» » Guckst Du:
» »
» Nö
»
» Ja 3,9V. Aber minus 3,9V!!!!!!!!!!!

Hey, wir furzen doch net wegen den blöden unkonventionelle eingezeichneten Zählpfeil rum

Wenn man sich nämlich an den hält, dann sind es wirklich +3,9V - Das ändert aber nix an der Sache, dass es bei konventioneller Notation -3,9V wären und der OpAmp das so net kann und nicht mal könnte.

Kurzum, die Aufgabe ist Müll!

Viele Grüße,

Uli und die Fünferbande

--
„Wo kämen wir hin, wenn jeder sagte, wo kämen wir hin und keiner ginge, um zu sehen, wohin wir kämen, wenn wir gingen.“

(Kurt Marti)

» In der Aufgabe war U1 mit 6V gegeben. R3 ist unbekannt, es soll 120Ohm
» herauskommen. Dann kann ich in eine Diodenkennline einen Schnittpunkt von
» Iz und Uz ermitteln (graphisch), dies ist der Arbeitspunkt. Dann kommen
» 4,3V raus.
»
» Weiß nur nicht wie ich über Maschenregel oder Spannungsteiler R3 ermitteln
» soll.

Ah jetzt ja. Ich hatte mich zwar auch getäuscht und es ist wirklich ne Stabilisierung, aber zu den 4,3V fehlen wirklich Infos.

Zeig mal die Kennlinie der Diode, dann kommen wir wahrscheinlich auf die 4,3V. Mit R3 können wir nämlich den Arbeitpunkt der Diode bestimmen
Langsam kommt Licht in die Sache.

Das ändert aber trotzdem nichts dran, dass die Schaltung so gezeichnet in der Praxis nie tun würde.

Na ja, wenn man spitzfindig ist, dann könnt man sich so raus reden, dass ja die Spannungsversorgung des OpAmp gar nicht eingezeichnet ist und man deshalb schadlos behaupten könnte, dass die Versorgung SELBSTVERSTÄNDLICH symmetrisch ist - DAnn wär man aus dem Schneider

Viele Grüße,

Uli und die Pappnasen

--
„Wo kämen wir hin, wenn jeder sagte, wo kämen wir hin und keiner ginge, um zu sehen, wohin wir kämen, wenn wir gingen.“

(Kurt Marti)

» » » Aber man kann rechnen wie man will - Es ist halt doch ne
» Stabilisierung
» » » und idealisiert kämen halt die 3,9V raus.
» » »
» » » Guckst Du:
» » »
» » Nö
» »
» » Ja 3,9V. Aber minus 3,9V!!!!!!!!!!!
»
» Hey, wir furzen doch net wegen den blöden unkonventionelle eingezeichneten
» Zählpfeil rum
»
» Wenn man sich nämlich an den hält, dann sind es wirklich +3,9V - Das
» ändert aber nix an der Sache, dass es bei konventioneller Notation -3,9V
» wären und der OpAmp das so net kann und nicht mal könnte.
»
» Kurzum, die Aufgabe ist Müll!
»
Na gut:
Wenn wir den Pfeil an Ua als positives Vorzeichen deuten wollen, dann ist die Eingangsspannung U1 negativ. Dann würde die Flusspannung der Zener-Diode rund 0,7V betragen. Ua währe dann +0,7V. Wenn wir annehmen, dass die Versorgungsspannung des OPV +/- irgendetwas großer 2*6V ist.

So, hier die Diodenkennlinie.

Man muss natürlich, um Iz zu bestimmen Uo/Rv rechnen. Bin ich blöd, oder sehe ich bei der Zehnerdiode gar keinen Vorwiderstand???

Könnte mir R3 noch vorstellen. Nur wie berechnet man diesen.

Ah jetzt ja, jetzt wird's einfach.

Wir haben ja schon festgestellt, dass |Ua|=|Uz| gilt (guckst Du PDF unten).
Ich nehm hier deshalb Beträge damit es nicht zu Verwirrungen durch den blöden Zählpfeil von Ua gibt.

Damit müssen wir nur noch schauen, dass wir unser Uz auf die 4,3V ziehen. Dazu müssen wir nur im Diagramm gucken, bei welchem Strom die 3,9er auf die 4,3V gezogen wird.
Das ist so PI mal Daumen bei 18mA (musst Du halt grafisch genauer ermitteln).
Durch den Spannungstteiler R4/R5 fließt näherungsweise der Strom I45=4,3V/(R4+R5). Unser nötiges Iz haben wir ja graphisch ermittelt.
Es gilt nun Iz=I3+I45 => I3=Iz-I45.
Tja, das ist ja dann wohl einfach, denn R3=4,3V/I3.

Das war es dann schon

Viele Grüße,

Uli und die Nasen

--
„Wo kämen wir hin, wenn jeder sagte, wo kämen wir hin und keiner ginge, um zu sehen, wohin wir kämen, wenn wir gingen.“

(Kurt Marti)

» Ah jetzt ja, jetzt wird's einfach.
»
» Wir haben ja schon festgestellt, dass |Ua|=|Uz| gilt (guckst Du PDF
» unten).
» Ich nehm hier deshalb Beträge damit es nicht zu Verwirrungen durch den
» blöden Zählpfeil von Ua gibt.
»
» Damit müssen wir nur noch schauen, dass wir unser Uz auf die 4,3V ziehen.
» Dazu müssen wir nur im Diagramm gucken, bei welchem Strom die 3,9er auf
» die 4,3V gezogen wird.
» Das ist so PI mal Daumen bei 18mA (musst Du halt grafisch genauer
» ermitteln).
» Durch den Spannungstteiler R4/R5 fließt näherungsweise der Strom
» I45=4,3V/(R4+R5). Unser nötiges Iz haben wir ja graphisch ermittelt.
» Es gilt nun Iz=I3+I45 => I3=Iz-I45.
» Tja, das ist ja dann wohl einfach, denn R3=4,3V/I3.
»
Oder besser:
R3 = (U1-Uz) / I3 = (6V – 4,3V) / I3

Danke für die Antworten.

Bin nur nicht sicher, ob ich was damit anfangen kann

Das Problem ist ja, dass weder Uz noch R3 gegeben sind. Eure Rechnungen basieren ja bereits darauf, dass Uz 4,3V sind. Ich verstehe nicht, wie ich auf Uz komme. Dafür muss ich doch grafisch über einen Vorwiderstand eine Gerade mit negativer Steigung einzeichnen, die die 3.9V Kennlinie schneidet.