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Hallo Zusammen,
ich bereite mich gerade auf eine Klausur vor und rechne dazu alte Klausuren.
Eine der Aufgaben ist die Maschengleichungen von M1 und M2 aufzustellen an sich kein Problem aber ich verstehe nicht was an dem nicht invertierenden eingen der OPV's (oberer OPV) und am nicht invertierenden (unterer OPV) passiert. Sprich in welche Richtung der Strom bei Rv geht und wohin der dann mündet.
In der Lösung ist es so, dass der Strom bei Rv in Richtung des unteren OPV's zeigt und auch dort hinein geht wenn ich das richtig verstanden habe.
Konkret möchte ich wissen, wie sich der Strom bei Rv verhält und warum er wohin weiter fließt?
Warum fließt nicht i1-i2 nicht in richtung des nicht invertierenden einganges und wenn i1-i2 bei Rv in Richtung nicht invertierenden Eingang des untern OPV's fließt warum geht der strom nicht in Richtung R1 weiter wenn der eingangsWiderstand beim idealen OPV ->unendlich geht
Danke schon mal im Voraus
Grüße Toni





Letzten Endes ist die Übertragungsfunktion G1(s)=Um(s)/Ub(s) gesucht

» In der Lösung ist es so, dass der Strom bei Rv in Richtung des unteren
» OPV's zeigt
Weil er so durch die Zählpfeile DEFINIERT wurde.
Du kannst die Stromrichtung beliebig definieren, an der Lösung ändert dies nichts.

» und auch dort hinein geht wenn ich das richtig verstanden habe.
Nö, wohin er tatsächlich fließt, hängt von der Eingangsspannung ab.

» Konkret möchte ich wissen, wie sich der Strom bei Rv verhält und warum er
» wohin weiter fließt?
Wie gesagt, Eingangsspannungsabhängig.

» Weil er so durch die Zählpfeile DEFINIERT wurde.
Ich finde, wenn einer in Caps Lock schreibt kommt das ziemlich arrogant rüber.
Troztdem danke für die Antwort. Evtl hab ich das auch nur falsch verstanden.
Generell geht es mir darum, ob zum oder vom OPV ein Strom fließt. Laut Lösung ist das nicht der Fall. Man muss dazu nur den unter linken Knoten betrachten. Der Strom bei Rv ist der Strom bei R1-unten mit negativem Vorzeichen
» Du kannst die Stromrichtung beliebig definieren, an der Lösung ändert dies
» nichts.
Es gibt schon noch Regeln wie man Zählerpfeile definiert aber sonst hast du recht.(Verbraucher Gleichpolig/ Erzeuger Gegenpolig)

» » und auch dort hinein geht wenn ich das richtig verstanden habe.
» Nö, wohin er tatsächlich fließt, hängt von der Eingangsspannung ab.
Das verstehe ich nicht, Welche Eingangsspannung ist gemeint, die In die Verstärkerschaltung geht also Ub oder die Versorgungsspannung der OPV's und wieso beeinflusst das wohin der strom bei Rv fließt?

» Wie gesagt, Eingangsspannungsabhängig.
Ich möchte nur wissen, ob zum OPV ein Strom fließt oder nicht?
Wenn man nach der Lösung geht dann fließt dort kein Strom
Hier im Bild habe ich das noch mal kenntlich gemacht Die bunten Pfeile stellen Mögliche Ströme dar.
Ist es möglich das ein Strom in eine der Richtungen der nicht blauen Pfeile fließt? Über eine Erklärung würde ich mich freuen.

» » Weil er so durch die Zählpfeile DEFINIERT wurde.
» Ich finde, wenn einer in Caps Lock schreibt kommt das ziemlich arrogant
» rüber.
» Troztdem danke für die Antwort. Evtl hab ich das auch nur falsch
» verstanden.

Andere sehen in der Großschreibung eines der wenigen textbasierenden Mittel der Betonung.

» Generell geht es mir darum, ob zum oder vom OPV ein Strom fließt. Laut
» Lösung ist das nicht der Fall. Man muss dazu nur den unter linken Knoten
» betrachten. Der Strom bei Rv ist der Strom bei R1-unten mit negativem
» Vorzeichen
» » Du kannst die Stromrichtung beliebig definieren, an der Lösung ändert
» dies
» » nichts.
» Es gibt schon noch Regeln wie man Zählerpfeile definiert aber sonst hast du
» recht.(Verbraucher Gleichpolig/ Erzeuger Gegenpolig)
»
» » » und auch dort hinein geht wenn ich das richtig verstanden habe.
» » Nö, wohin er tatsächlich fließt, hängt von der Eingangsspannung ab.
» Das verstehe ich nicht, Welche Eingangsspannung ist gemeint, die In die
» Verstärkerschaltung geht also Ub oder die Versorgungsspannung der OPV's und
» wieso beeinflusst das wohin der strom bei Rv fließt?
»
» » Wie gesagt, Eingangsspannungsabhängig.
» Ich möchte nur wissen, ob zum OPV ein Strom fließt oder nicht?
» Wenn man nach der Lösung geht dann fließt dort kein Strom
» Hier im Bild habe ich das noch mal kenntlich gemacht Die bunten Pfeile
» stellen Mögliche Ströme dar.
» Ist es möglich das ein Strom in eine der Richtungen der nicht blauen Pfeile
» fließt? Über eine Erklärung würde ich mich freuen.
»
»

Erst einmal habe ich den Eindruck, dass der obere der OVs die + und + Anschlüsse vertauscht hat. Korriegiert man das, haben wir 2 gegengekoppelte Stufen, die als hochohmiger Impedanzwandler dienen und bei denen die Spannungsdifferenz zwischen den + und - Eingängen vernachlässigbar gering ist. So liegt die volle Eingangsspannungsdifferenz an dem fraglichen Widerstand und fliesst entlang des blauen Pfeils.

Nein, mit Eingangsspannung meint hier niemand die Betriebsspannung. Der Eingang ist in dieser Schaltung ganz links.

»
» Erst einmal habe ich den Eindruck, dass der obere der OVs die + und +
» Anschlüsse vertauscht hat. Korriegiert man das, haben wir 2 gegengekoppelte
» Stufen, die als hochohmiger Impedanzwandler dienen und bei denen die
» Spannungsdifferenz zwischen den + und - Eingängen vernachlässigbar gering
» ist. So liegt die volle Eingangsspannungsdifferenz an dem fraglichen
» Widerstand und fliesst entlang des blauen Pfeils.
»
Danke für Antwort.
Ja ist richtig Ub=(i1-i2)*Rv Maschenregel bei M1 unter der Annahme dass bei Rv der gleiche Strom fließt wie bei R1
Und was ist mit den bunten Pfeilen(Dienen als Platzhalter für mögliche Stromflussrichtungen) kann dort ein Strom fließen? Und wenn Ja oder nein warum?

» » » Weil er so durch die Zählpfeile DEFINIERT wurde.
» » Ich finde, wenn einer in Caps Lock schreibt kommt das ziemlich arrogant
» » rüber.
» » Troztdem danke für die Antwort. Evtl hab ich das auch nur falsch
» » verstanden.
»
» Andere sehen in der Großschreibung eines der wenigen textbasierenden Mittel
» der Betonung.
Genau so war es gedacht. Da der Editor hier im Forum keine Formatierung zulässt.

» Es gibt schon noch Regeln wie man Zählerpfeile definiert aber sonst hast du
» recht.(Verbraucher Gleichpolig/ Erzeuger Gegenpolig)
Das heißt ja nur, dass Spannung und Strom bei einem Verbaucher in die selbe Richtung zeigen. In welche Richtung jedoch, bleibt dir überlassen.

» » » und auch dort hinein geht wenn ich das richtig verstanden habe.
» » Nö, wohin er tatsächlich fließt, hängt von der Eingangsspannung ab.
» Das verstehe ich nicht, Welche Eingangsspannung ist gemeint,
u_B(t) am Eingang.

» Verstärkerschaltung geht also Ub oder die Versorgungsspannung der OPV's und
» wieso beeinflusst das wohin der strom bei Rv fließt?
Je nach dem, ob sie positiv oder negativ ist, verändert sich ja auch die Richtung des Stromes. Sie kann ja auch Null sein.


» Ich möchte nur wissen, ob zum OPV ein Strom fließt oder nicht?
Nein, definitionsgemäß nicht.

» Ist es möglich das ein Strom in eine der Richtungen der nicht blauen Pfeile fließt? Über eine Erklärung würde ich mich freuen.
Praktisch fließt natürlich ein Strom, der ist aber so klein, dass er vernachlässigt werden kann.

Hallo,
Die Eingänge eines OPV sind in der Regel hochohmig. Bei bipolaren OPVs fliessen dort Bias- und Offsetstrom, beide meist im nA Bereich. Bei FET / MOS Typen sind wir bei pA. Also fliessen dort keine Ströme, die für Deine Berechnungen relevant wären. Vielleicht hilft Dir der Gedanke, daß du bei einem eingeschwungenen System die Spanungsdifferenz zwische +Eingang und -Eingang Auf “0“ setzen kannst...
Grüße
Hartwig

» » » » Weil er so durch die Zählpfeile DEFINIERT wurde.
» » » Ich finde, wenn einer in Caps Lock schreibt kommt das ziemlich
» arrogant
» » » rüber.
» » » Troztdem danke für die Antwort. Evtl hab ich das auch nur falsch
» » » verstanden.
» »
» » Andere sehen in der Großschreibung eines der wenigen textbasierenden
» Mittel
» » der Betonung.
» Genau so war es gedacht. Da der Editor hier im Forum keine Formatierung
» zulässt.
Ok, Super nehme alles zurück. Vielen Dank für die Hilfe!

» Hallo,
» Die Eingänge eines OPV sind in der Regel hochohmig. Bei bipolaren OPVs
» fliessen dort Bias- und Offsetstrom, beide meist im nA Bereich. Bei FET /
» MOS Typen sind wir bei pA. Also fliessen dort keine Ströme, die für Deine
» Berechnungen relevant wären. Vielleicht hilft Dir der Gedanke, daß du bei
» einem eingeschwungenen System die Spanungsdifferenz zwische +Eingang und
» -Eingang Auf “0“ setzen kannst...
» Grüße
» Hartwig


Ja vielen Dank.
Ich hatte nicht verstanden das beide Eingänge hochohmig sind hatte gedacht, wenn der eine Eingang hochohmig ist dann ist der andere 0 (hab ich mir selbst zusammen gebastelt den Gedanken :D). Auch die Info das Ud =0 ist hilft mir nicht richtig weiter, das wusste ich aber ich verstehe nicht was es bedeutet.
Grüße
Toni

Super Danke
Für die guten Antworten auf meine Fragen.
Hat mir im laufe des Tages helfen können.

Hallo,
» Auch die Info das Ud =0 ist
» hilft mir nicht richtig weiter, das wusste ich aber ich verstehe nicht was
» es bedeutet.
na, dann versuche ich es nochmal:

Für die Bedingung "Ud=0" sorgt der OPV sozusagen selbst. Gehen wir von einem idealen OPV aus, so liegt dessen Leerlaufverstärkung (also ohne Beschaltung) bei unendlich (beim realen OPV 10exp5 und darüber). Das ist sehr hoch und in der Praxis nicht sinnvol einzusetzen. Mit offenen Eingängen werden bereits geringste Srörspannungen den OPV in die Sättigung bringen, auch bei kurzgeschlossenen Eingang wird dies der Fall sein.
Führt man jetzt das Ausgangssignal des OPV auf dessen -Eingang zurück und legt an den +Eingang ein positives Signal, so wird der Ausgang natürlich auch positiv (zunächst also verstärkt * unendlich oder 10exp5). Da jetzt aber der Ausgang mit dem -Eingang verbunden ist, wird selbst ein geringster Anstieg der Ausgangsspannung von wenigen µV sofort vom -Eingang wahrgenommen. Da damit eine Positive Spannung am -Eingang liegt, wird dadurch das Ausgangssignal Richtung "negativ" gezogen. Gehen wir von einem konstant positiven Signalpegel am +Eingang aus, so beobachten wir, dass jeder Spannungsunterschied zwischen +Eingang und -Eingang sofort verstärkt auf den -Eingang zurückgeführt wird und somit der Spannungsdifferenz Ud entgegenwirkt. Wir haben es hier sozusagen mit einem Regelkreis zu tun, der dann stabil bzw. eingeschwungen ist, wenn Ud=0 ist. Das ist logischerweise immer dann der Fall, wenn die Spannung am +Eingang gleich der Spannung am -Eingang ist. Unser OPV arbeitet jetzt also als Verstärker *1 (real tatsächlich *1 - 1/10exp5, aber das vernachlässigen wir mal). Wir haben also den nich-tinvertierenden Verstärker mit v=1, auch Spannungsfolger genannt. Der Eingang ist je nach OPV sehr hochohmig, der Ausgang hingegen niederohmig - also ist es auch ein Impedanzwandler (was wohl der haupt-Einsatzzweck dieser Schaltung ist).
Willst Du jetzt die Ströme in dieser Schaltung betrachten, ist es ganz einfach: der +Eingang ist - wie eingangs erwähnt - sehr hochohmig. Einen idealen OPV vorausgesetzt, fließt kein Strom in den Eingang, der Eingangswiderstand liegt bei unendlich. Das gleiche gilt für den -Eingang. Somit fließt auch in der Gegenkopplungsschleife kein Strom. Nur der Ausgang des OPV würde einen von der Belastung abhängigen Strom liefern.
Vielleicht hilft dieser Versuch einer Erklärung. In einer linear arbeitenden eingeschwungenen Schaltung kannst du daher bei der Betrachtung der Ströme Vd=0 setzen und gleichfalls davon ausgehen, daß keine Ströme in die Eingänge des OPV fließen.
In der einfachsten Form des invertierenden Verstärkers findest Du einen Widerstand zwischen der Eingangsspannung und dem -Eingang und einen Widerstand zwischen dem Ausgang des OPV und dem -Eingang. Der +Eingang liegt im einfachsten Fall (idealer OPV) direkt auf Masse. Aufgrund der Bedingung Ud=0 wird der Knotenpunkt am -Eingang auch häufig als virtueller Nullpunkt oder virtueller Massepunkt bezeichnet.
Grüße
Hartwig

Danke für die Erklärung!
Bei uns gehen wir meistens vom Idealen OPV aus. Macht die Rechnung einfacher und ist wie du schon sagst eine annehmbare Annäherung.
Das mit dem Regelkreis ist ein gutes Beispiel. Für mich ist es ganz gut wenn man mit bildlichen Erklärungen arbeitet damit kann ich mehr anfangen.
Hab ich das richtig Verstanden: Wenn man den Ausgang in den anderen Eingang legt, die Spannung immer höher werden würde und damit das nicht passiert, da ansonsten evtl. was kaputt geht regelt sich der OPV selbst, sodass nach einer Zeit Ud=0 wird?
Grüße
Toni

» Hab ich das richtig Verstanden: Wenn man den Ausgang in den anderen Eingang
» legt, die Spannung immer höher werden würde und damit das nicht passiert,
» da ansonsten evtl. was kaputt geht regelt sich der OPV selbst, sodass nach
» einer Zeit Ud=0 wird?
Etwas sehr unglücklich formuliert.

#0) Wenn von Eingängen beim OPV die Rede ist, sollte schon erwähnt werden, welcher Eingang gemeint ist.

#1) Die Spannung am Ausgang kann maximal nur so groß werden, wie die Versorgungsspannung des OPV (meist abzüglich einer gewissen Marge, da die Endstufe nicht bis an die Betriebsspannung reicht. Es gibt auch Ausnahmen, die nennen sich dann Rail-to-Rail OPV).
Eine Eingangsspannung von 1mV multipliziert mit der Verstärkung von 10^5 ergibt folglich nicht 100V am Ausgang (außer, der OPV kann mit 100V betrieben werden, dürfte aber "eher selten" der Fall sein ). Kaputt geht da also nix.

#2) Der OPV "regelt sich selbst", weil der (einfach ausgedrückt) "nicht anders kann". Er wurde nämlich genau für diesen Zweck (das ausregeln der Eingangsspannung) entwickelt.

Wenn du das Prinzip des Impedanzwandlers (Gegenkopplung) umkehrst, also die Ausgangsspannung auf den +Eingang zurückführst, ergibt dies eine Mitkopplung. Dies zwingt den Ausgang des OPV voll durchzusteuern. Da er so nicht ausgeregelt ist, ist auch die Eingangsdifferenzspannung nicht mehr Null. Dieses Verhalten kann mit Widerständen "gezähmt" und nutzbar gemacht werden, in Form des sogenannten Schmitt-Triggers (oder Komparator mit Hysterese).

Das nur nebenbei, hübsch Eins nach dem Anderen...

Hallo,
»
» Hab ich das richtig Verstanden:
weiß ich nicht
» Wenn man den Ausgang in den anderen Eingang legt,

hm, das hört sich irgendwie komisch an... Das Ausgangssignal bleibt selbstverständlich als solches erhalten, nur wird es gleichzeitig auf den invertierenden Eingang ("anderen Eingang" kann alles bedeuten) gelegt. Dadurch wird eine Schleife mit einer Vorzeichenumkehr (Inverterfunktion) gebildet - auch Gegenkopplung genannt, weil sie dem Eingangssignal entgegenwirkt.

» die Spannung immer höher werden würde und damit das nicht passiert,
Welche Spannung??? Die Eingangsspannung nehmen wir für den Zeitpunkt der Betrachtung als konstant an. Der Ausgang kann beim idealen OPV beliebig zwischen - und + variieren, praktisch ist das Limit der Ausgangsspannung durch die positive und negative Versorgungsspannung gegeben, das ist fast so bei realen "rail-to-rail" OPVs, bei standard-OPVs bleibt die Aussteuerung 1-2V von der UB entfernt.

» da ansonsten evtl. was kaputt geht regelt sich der OPV selbst,

nein, keinesfalls!! das tut er nur, weil eine Gegenkopplung geschaltet ist. Wir betrachten hier ja auch den idealen OPV - der geht selbstverständlich nie kaputt! Bei realen OPVs kann es zu Störungen kommen, bei modernen OPVs ist das meist verhindert.

» sodass nach einer Zeit Ud=0 wird?
beim idealen OPV passiert das sofort, aber in der Vorstellung kann man sich das eben als zeitlich gedehnten Regelvorgang vorstellen. Ein Regler macht einen Soll/Ist-Vergleich und führt über einen Verstärker bei einer Differenz zwischen Soll und Ist über ein Stellglied die geregelte Größe auf den Sollwert (die Referenz). Bei optimaler Regelung gibt es keinen Unterschied zwischen Soll und Ist , damit ist Ud=0. Das macht der Regler aber nicht, damit er nicht kaputt geht, sondern weil das nun mal sein Job ist. Und so ist das auch beim gegengekoppelten OPV. Auch beim Regler erfolgt eine Gegenkopplung des Ist-Signals (hier OPV Ausgang) auf den invertierenden Verstärker-Eingang (hier OPV -Eingang), wo es mit der Referenz (Signal am +Eingang) quasi verglichen wird. Die Ausgangsstufe des OPVs stellt dann die Ausgangsspannung nach, bis Ud=0 ist. Zumindest unter idealen Bedingungen hat der Regler oder der OPV ganz allgemein gesprochen keine Möglichkeit, anders zu reagieren.

Grüße
Hartwig
edit:
ich sehe gerade, dass Offroad-GTI mich beim Antworten überholt hat ich lass es trotzdem, obwohl unsere Antworten fast gleich sind....