Forum

Hallo Experten.

Ich verstehe einfach nicht, wie der Präzisionsgleichrichter funktioniert. Habe dabei auf dieser Seite gestöbert:
http://elektroniktutor.de/analogverstaerker/aktivglr.html
Operationsverstärker beherrsche ich aus dem Effeff, aber die Erklärung auf dieser Seite verstehe ich nicht.
Die Ausgangsspannung ist doch verstärkt, wieso schreibt er da, das diese der Eingangsspannung folge?
Könnte mir einer die Funktion erklären, bitte.

Gruß
Ingo

» » Ingo,
» »
» » mir half beim Verständis von OP-Schaltungen hin und wieder mal den OP
» als
» » vereinfachte Schaltung mit Transistoren zu zeichnen.
» » Wie zB hier:
» » http://www.elektronik-labor.de/Lernpakete/OPV1.htm
» »
» » Da fiel es gelegentlich wie Schuppen aus den Haaren .
» »
» » Gruß
» » Ralf
» »
» »
» » » Wieso ist U* ein Rechtecksignal? Es ist doch dieselbe Spannung wie die
» » » Rückkoppelspannung?
» » »
» » » Gruß
» » » Ingo
»
»
» Danke.
» Die Seite ist ja recht anschaulich, bringt aber nichts, wenn man die Diode
» am Ausgang eines OPVs verstehen will.
» Die Autoren dieser Seiten sollten lieber auf Widersprüche eingehen, die
» sich gerade für den Lernenden ergeben.

Da die die Diode eine Schwellspannung von ca. 0,7V besitzt wird die Gegenkopplung erst ab dieser Schwelle aktiv. Vorher ist die Verstärkung unendlich (wg. fehlender Gegenkopplung) und das ergibt das Rechtecksignal bis die Diode in den Leitbereich kommt. Danach fällt am inv. Eingang wieder die Signalspannung und der Nichtleiteffekt der Diode tritt wieder ein der bis zum nächsten Maximum die Verstärkung zu Unendlich treibt usw.

» Ingo,
»
» mir half beim Verständis von OP-Schaltungen hin und wieder mal den OP als
» vereinfachte Schaltung mit Transistoren zu zeichnen.
» Wie zB hier:
» http://www.elektronik-labor.de/Lernpakete/OPV1.htm
»
» Da fiel es gelegentlich wie Schuppen aus den Haaren .
»
» Gruß
» Ralf
»
»
» » Wieso ist U* ein Rechtecksignal? Es ist doch dieselbe Spannung wie die
» » Rückkoppelspannung?
» »
» » Gruß
» » Ingo


Danke.
Die Seite ist ja recht anschaulich, bringt aber nichts, wenn man die Diode am Ausgang eines OPVs verstehen will.
Die Autoren dieser Seiten sollten lieber auf Widersprüche eingehen, die sich gerade für den Lernenden ergeben.


Gruß
Ingo

Ingo,

mir half beim Verständis von OP-Schaltungen hin und wieder mal den OP als vereinfachte Schaltung mit Transistoren zu zeichnen.
Wie zB hier:
http://www.elektronik-labor.de/Lernpakete/OPV1.htm

Da fiel es gelegentlich wie Schuppen aus den Haaren .

Gruß
Ralf


» Wieso ist U* ein Rechtecksignal? Es ist doch dieselbe Spannung wie die
» Rückkoppelspannung?
»
» Gruß
» Ingo

Wieso ist U* ein Rechtecksignal? Es ist doch dieselbe Spannung wie die Rückkoppelspannung?

Gruß
Ingo

» Nein, der Sprung findet nur theoretisch statt. Das passiert augenblicklich,
» die zeitliche Abfolge war nur zum Verständnis.

Ich meine, bevor die Diode durchlässt ist es doch die verstärkte Eingangsspannung und nicht die Eingangsspannung.
Ich verstehe nicht, wieso die grüne Spannung gleich der blauen ist.

Gruß
Ingo

Hallo,
probieren wir es mal etwas anders:
Gegeben sei ein idealer OPV, also Verstärkung gegen unendlich, Eingangswiderstand gegen unendlich. Der OPV wird als invertierender Verstärker betrieben mit einem Eingangswiderstand von 10kOhm für die von aussen angelegte Spannung. Die 10kOhm liegen am inv. Eingang des OPV. Der nicht-inv. Eingang liegt an Masse. Der Ausgang des OPV stellt den Ausgang unseres Verstärkers dar. Ein Widerstand von 50kOhm liegt vom Ausgang des OPV an dessen inv. Eingang. Also eine ganz normale Schaltung.

1) Da der gegengekoppelte OPV einen Regelkreis darstellt und auf minimale Spannungsdifferenz (optimal 0V) zwischen inv. Eingang und nicht-inv. Eingang regelt, führt der inv. Eingang 0V, da der nicht-inv. Eingang auf Masse liegt. Legen wir jetzt den Schaltungseingang - also das freie Ende vom 10k-Widerstand auch auf Masse, so ist sichergestellt, dass kein Eingangssignal vorhanden ist, der OPV wird also kein Ausgangssignal erzeugen.

2) Wir nehmen den Eingang von der Masse und legen stattdessen 0,5V an den Eingang, also das freie Ende des 10k-Widerstandes. Da ja der inv. Eingang praktisch 0V darstellt, würden jetzt also 50µA in den inv. Eingang fließen wollen - nur geht das nicht, der ist ja hochohmig. Aber der Verstärker merkt das natürlich und erzeugt - weil es der inv. Eingang ist, ein kräftiges negatives Ausgangssingal. Die Ausgangssignal wirkt über den GK-Widerstand von 50kOhm auf den Eingang zurück und stellt sich so ein, dass der OPV wieder 0V am Eingang sieht (Also Differenz zwischen inv. und nicht-inv.). Nach Adam Riese und G.S. Ohm müssen also 50µA durch den GK-Widerstand vom inv. EIngang zum Ausgang fließen. Also kommen über den Eingangswiderstand 50µA an den Inv. Eingang, durch den GK-Widerstand mit 50kOhm müssen -50µA fließen. Damit ist das Signal am Eingang vollständig kompensiert. Der OPV-Ausgang muß dafür auf -2,5V gehen, dann ist die Bedingung erfüllt und bleibt so erhalten.

3) Vergrößert man jetzt den GK-Widerstand auf 100kOhm, und ändert nicht am Eingangswiderstand und an der Eingangsspannung, so bleiben die Bedingungen erhalten, nur müssen die -50µA jetzt durch 100kOhm fließen. Der Verstärker muss am Ausgang daher auf -5V gehen, damit er wieder "ausgeregelt" ist. Entscheidend bei dieser Betrachtung der GK ist also nicht die Ausgangsspannung des Verstärkers, sondern der Ausgleichsstrom zum inv. Eingang. Hast du jetzt ein nichlineares Bauelement in der GK (Diode z.B.), Dann folgt der Ausgleichsstrom proportional dem Eingangssignal, die Ausgangsspannung des OPV gibt die Nichtlinearität wieder. Möchte man aber die Auswirkung der Nichtlinearität im Signal eliminieren, so muß man den Kompensationsstrom in der GK zum Ausgangssignal machen - das erfolgt durch einen Widerstand in Reihe zu dem nichlinearen Bauelement in der GK, also beim Präzisionsgleichrichter z. B. ein WIderstand zwischen der Diode und dem inv. Eingang.

Vielleicht hilft diese Betrachtung der Ströme.
Grüsse
Hartwig

» » » » » Ich habe folgendes Problem bei dieser Seite:
» » » » » http://elektroniktutor.de/analogverstaerker/aktivglr.html
» » » » » Wieso ist die U- (grün) genauso groß wie die Eingangsspannung
» (blau)?
» »
» » » » Weil der OPV als Spannungsfolger beschaltet ist.
» » »
» » » Ich verstehe es nicht. Was soll dann dieser Satz: "Der OPV wird nicht
» » » invertierend vom Eingangssignal Ue angesteuert und verstärkt ein
» » positives
» » » Signal mit seiner Leerlaufverstärkung."
» »
» » Diese Betrachtung ist gemeint solange das Ausgangssignal die
» Flussspannung
» » der Diode noch nicht erreicht hat. Da gilt noch die Leerlaufverstärkung.
» In
» » dem Moment wo die Diode leitend wird setzt die Gegenkopplung ein und
» » begrenzt die weitere Verstärkung.
»
»
» Dann kann aber die grüne Spannung nicht gleich sein. Sie ist doch verstärkt
» bis de Diode durchlässt. Also müsste sie sprungartig auf das Niveau der
» Eingangsspannung fallen.

Nein, der Sprung findet nur theoretisch statt. Das passiert augenblicklich, die zeitliche Abfolge war nur zum Verständnis.

» » » » Ich habe folgendes Problem bei dieser Seite:
» » » » http://elektroniktutor.de/analogverstaerker/aktivglr.html
» » » » Wieso ist die U- (grün) genauso groß wie die Eingangsspannung (blau)?
»
» » » Weil der OPV als Spannungsfolger beschaltet ist.
» »
» » Ich verstehe es nicht. Was soll dann dieser Satz: "Der OPV wird nicht
» » invertierend vom Eingangssignal Ue angesteuert und verstärkt ein
» positives
» » Signal mit seiner Leerlaufverstärkung."
»
» Diese Betrachtung ist gemeint solange das Ausgangssignal die Flussspannung
» der Diode noch nicht erreicht hat. Da gilt noch die Leerlaufverstärkung. In
» dem Moment wo die Diode leitend wird setzt die Gegenkopplung ein und
» begrenzt die weitere Verstärkung.


Dann kann aber die grüne Spannung nicht gleich sein. Sie ist doch verstärkt bis de Diode durchlässt. Also müsste sie sprungartig auf das Niveau der Eingangsspannung fallen.

» » » » Ich habe folgendes Problem bei dieser Seite:
» » » » http://elektroniktutor.de/analogverstaerker/aktivglr.html
» » » » Wieso ist die U- (grün) genauso groß wie die Eingangsspannung (blau)?
»
» » » Weil der OPV als Spannungsfolger beschaltet ist.
» »
» » Ich verstehe es nicht. Was soll dann dieser Satz: "Der OPV wird nicht
» » invertierend vom Eingangssignal Ue angesteuert und verstärkt ein
» positives
» » Signal mit seiner Leerlaufverstärkung."
»
» Diese Betrachtung ist gemeint solange das Ausgangssignal die Flussspannung
» der Diode noch nicht erreicht hat. Da gilt noch die Leerlaufverstärkung. In
» dem Moment wo die Diode leitend wird setzt die Gegenkopplung ein und
» begrenzt die weitere Verstärkung.
»
»
» » Die rückgekoppelte Spannung ist doch mit der Leerlaufverstärkung
» » verstärkt.
»
» Die (negative) Rückkopplung verringert die Verstärkung, in diesem Falle auf
» 1.


Ich verstehe es einfach nicht.
Wie verhindert die Schaltung das Abschneiden des Eingangssignals durch die Durchlassspannung.

» » » Ich habe folgendes Problem bei dieser Seite:
» » » http://elektroniktutor.de/analogverstaerker/aktivglr.html
» » » Wieso ist die U- (grün) genauso groß wie die Eingangsspannung (blau)?
» » Weil der OPV als Spannungsfolger beschaltet ist.
»
» Ich verstehe es nicht. Was soll dann dieser Satz: "Der OPV wird nicht
» invertierend vom Eingangssignal Ue angesteuert und verstärkt ein positives
» Signal mit seiner Leerlaufverstärkung."

Diese Betrachtung ist gemeint solange das Ausgangssignal die Flussspannung der Diode noch nicht erreicht hat. Da gilt noch die Leerlaufverstärkung. In dem Moment wo die Diode leitend wird setzt die Gegenkopplung ein und begrenzt die weitere Verstärkung.


» Die rückgekoppelte Spannung ist doch mit der Leerlaufverstärkung
» verstärkt.

Die (negative) Rückkopplung verringert die Verstärkung, in diesem Falle auf 1.

» » Ich habe folgendes Problem bei dieser Seite:
» » http://elektroniktutor.de/analogverstaerker/aktivglr.html
» » Wieso ist die U- (grün) genauso groß wie die Eingangsspannung (blau)?
» Weil der OPV als Spannungsfolger beschaltet ist.

Ich verstehe es nicht. Was soll dann dieser Satz: "Der OPV wird nicht invertierend vom Eingangssignal Ue angesteuert und verstärkt ein positives Signal mit seiner Leerlaufverstärkung."
Die rückgekoppelte Spannung ist doch mit der Leerlaufverstärkung verstärkt.

Gruß
Ingo

» Ich habe folgendes Problem bei dieser Seite:
» http://elektroniktutor.de/analogverstaerker/aktivglr.html
» Wieso ist die U- (grün) genauso groß wie die Eingangsspannung (blau)?
Weil der OPV als Spannungsfolger beschaltet ist.

» rückgekoppelte Spannung ist doch die verstärkte Eingangsspannung.
Nein, verstärkt ist da nichts.

» Wieso ist die Spannungsdifferenz dann 0?
Da dies die Grundbedingung für einen "ausgeregelten" OPV ist.
Die Spannungsdifferenz ist nur !=0, wenn dem OPV nicht genügend Versorgungsspannung zur Verfügung steht, um die Eingangsspannung auszugleichen.

» Die müsste doch extrem unter null
» liegen.
Müsste sie nicht.

Danke Simi7.

Ich habe folgendes Problem bei dieser Seite: http://elektroniktutor.de/analogverstaerker/aktivglr.html
Wieso ist die U- (grün) genauso groß wie die Eingangsspannung (blau)? Die rückgekoppelte Spannung ist doch die verstärkte Eingangsspannung.
Wieso ist die Spannungsdifferenz dann 0? Die müsste doch extrem unter null liegen.

Gruß
Ingo

Du musst unterscheiden zwischen einem idealen OPV und dem realen.
Der ideale hat eine unendliche Verstärkung. Demzufolge ist bei einer Gegenkopplung die Differenz am Eingang 0.

Beim realen OPV ist die Verstärkung natürlich begrenzt, kann aber immer noch bei 100000 liegen.
Der Eingangswiderstand ist ideal auch unendlich groß, real natürlich nicht.
Wenn im Gegenkopplungszweig ein Widerstand eingefügt ist hast du recht wenn du sagst dass der nichts bewirkt, es fließt ja kein Strom.
Da es aber einen Eingangswiderstand gibt (entweder durch eingefügten R nach Masse oder der Widerstand der Signalquelle) fließt doch ein Strom durch den Gegenkopplungswiderstand. Dessen Verhältnis zum Eingangswiderstand bestimmt dann die Gesamtverstärkung der Schaltung.

Infolge dieser realen Verhältnisse besteht also tatsächlich eine sehr geringe Differenz an den Eingängen und deshalb funktioniert es.

In Deinem Beispiel (Invertierer) sind Eingangssignal und Ausgang doch direkt durch die widerstandslose Rückkopplung miteinander verbunden. Wird der OPV dadurch nicht einfach überbrügt bzw. der Eingangsstrom nicht direkt an den Ausgang weitergegeben?

Gruß
Ingo