Update: Operationsverstärker I

opa1_t06

Das Update mit Bild 1 thematisiert eine oft verwirrende Darstellung der Strompfeile zur Erklärung des Opamp als invertierender Verstärker. Die ungeeignete Darstellung zeigt Bild 1a. Man sieht es auch sofort, die Knotenregel – eine sehr einfache Regel – wird verletzt, vorausgesetzt man hält an der konventionellen Stromrichtung von Plus nach Minus fest. Ie und Ia fliessen zum invertierenden Eingang, der ein Strom-Knotenpunkt sein müsste. So ist er dies jedoch nicht, wenn Ie und Ia zu diesem Knotenpunkt fliessen, jedoch die Summe dieser beiden Ströme nicht weiter fliesst. Wohin denn auch? Bestimmt nicht in den invertierenden Eingang des Opamp. Da fliesst schon auch ein Strom, ein parasitärer und so klein, dass dieser hier keine Rolle spielt. Diese ungeeignete Darstellung wird oft durch eine nachfolgende Gleichung korrigiert, wenn Ia negativ definiert ist. Das sollte aber  deutlich zum Ausdruck kommen. Wir kommen zu Bild 1b, mit den geeigneteren Strompfeilen (von Plus nach Minus), wo man graphisch leicht erkennt, dass der invertierende Eingang ein Strom-Knotenpunkt ist. Bild 1c erweitert Bild 1b mit mehr Details, welche im Update exakt und praxisnah an einem Beispiel mit und ohne Last an Ua erklärt wird. Siehe im Elektronik-Minikurs zweites Kapitel mit Bild 1 und dem Untertitel „KNOTENREGEL NOCHMALS:“.

Das Update mit Bild 2 hat etwas mit dem praktischen Versuchsaufbau analoger Schaltungen zu tun. Es geht dabei um die beliebten Experimentier-Steckboards. Wegen den parallelen Leiterbahnen, nimmt man zwangsläufig parasitäre Kapazitäten in Kauf. Sind es nur niedrige Signal-Frequenzen, ist das kaum ein Problem. Aber schon im unteren 100-kHz-Bereich zeigt sich ein Problem, das je nach Art der Entstehung, leicht kompensiert werden kann. Dieses Beispiel soll zeigen, dass es je nach Anwendung und Anspruch einen sauberen Experimentieraufbau erfordert. Mehr Details und was die Diagramme in den Bildern 2b bis 2e bedeuten, im Update-Titel „UGBW: EXPERIMENTIEREN MIT HÖHEREN FREQUENZEN – PROBLEME“.

Gruss Euer
ELKO-Thomas


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