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Operationsverstärker als Tiefpass (Elektronik)

verfasst von matzi682015 , Aachen, 06.02.2017, 12:39 Uhr
(editiert von matzi682015 am 06.02.2017 um 12:43)

» Hallo,
»
» Ich schreibe nächste Woche eine Klausur zur Elektrotechnik und habe ein
» paar Fragen zum Operationsverstärker als Tiefpass.
» Unten habe ich eine Schaltung mit zugehöriger Rechnung beigefügt.
» Mein Problem ist, ich habe die Rechnung verstanden und verstehe auch rein
» rechnerisch, warum es sich um einen Tiefpass handelt, denn für kleine
» Kreisfrequenz wird die Ausgangsspannung sehr groß und für große
» Kreisfrequenz sehr klein. Jedoch verstehe ich nicht die Technik dahinter:
» - also wozu brauche ich R1 und R2? Und würde das ganze auch ohne R1 und R2
» funktionieren?

Hallo,

als erstes: Ein OP-Regler muß immer gegengekoppelt sein, sonst funktioniert die Regelung nicht. Dafür ist R2. Regelungstechnik: Ein Verstärker (und das ist im Prinzip jede Schaltung mit einem OP (Klar, es gibt auch OP-Schaltungen ohne Gegenkopplung, sie können auch eine Mitkopplung haben, d.h. es geht dann ein Widerstand vom Ausgang an den nichtinvertierenden Eingang des OP)) muß für eine stabile Funktion immer gegengekoppelt werden.

» - Warum nehme ich die Inverterschaultung des OPV und nicht die
» nicht-Invertierende bzw. würde es auch mit der nicht-Invertierenden
» funktionieren?

Das geht auch, sieht dann ein bischen anders aus.

» - Wie könnte man rein über die Technik erklären, warum die Bauteile so
» angeordnet sind wie sie sein müssen? Oder geht das nur über die Rechnungen?
» Weil rein rechnerisch ist das ja klar, schließlich muss ich ein Omega in
» den Zähler bekommen für die Tiefpass-Funktion
» - Dann steht noch in meinem Skript: Der Vorteil dieser Schaltung gegenüber
» einem normalen RC-Tiefpass ist, dass diese Schaltung in Grenzen beliebig
» durch einen Lastwiderstand belastet werden kann, ohne dass sich die
» Grenzfrequenz ändert. Jedoch verstehe ich nicht, warum das so ist. Könnt
» ihr mir da helfen?

Mit R1 entkoppelst Du den Ausgang Deines das Eingangssignal liefernde Bauelement vom Eingang des OPs hier in Deiner gezeigten Schaltung. R1 bestimmt mit R2 zusammen den Eingangswiderstand der OP-Schaltung. Mit R2 und C1in der Gegenkopplung ist die Frequenzbestimmte Komponente gegeben.

» -Und wie berechne ich überhaupt die Grenzfrequenz? Wikipedia sagt, bei
» Grenzfrequenz gilt Uaus = 1/wurzel(2) * Uein . Muss ich dann also nur
» schauen, wann der Nenner des Bruchs zu wurzel(2) wird? und brauche ich den
» Bruch R1/R2 dabei nicht zu berücksichtigen?

Halbleiter-Schaltungstechnik von Tietze/Schenk, da steht das drin, ist aber alles mithilfe der komplexen Rechnung, wo j²=-1 ist, sehr gewöhnungsbedürftig, nicht so mein Fall :lookaround: aber vielleicht fällt es Dir leichter als mir ... ich kann dazu nur sagen, dass man es einfach nur mitrechnen muß und z.B. zur Erklärung der Ortskurve sehr hilfreich sein kann, da so Sachen halt immer in der Praxis auftreten
»
» Vielen Dank schonmal im Voraus für eure Antworten!