sind und ein Rückkopplungswidwerstand von einge-setzt wird? betragen, die Widerstän-de Summierender Operationsverstärker Welche Spannung erhält man am Ausgang eines summierenden Operationsver-stärkers, wenn die Eingangsspannungen

(1)

05. April 2013 www.ibn.ch

Version 4 1

Summierender Operationsverstärker

Welche Spannung erhält man am Ausgang eines summierenden Operationsver- stärkers, wenn die Eingangsspannungen

U_e₁=U_e₂ =0,8V

betragen, die Widerstän- de

R R 10kΩ

12

11= =

sind und ein Rückkopplungswidwerstand von

R 10kΩ

2 =

einge- setzt wird?

Abbildung 1:

(2)

TG TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN LÖSUNGSSATZ

17 ELEKTRONIK, DIGITALTECHNIK UND PROGRAMMIERUNG REPETITIONEN 2 OPERATIONSVERSTÄRKER

Version 4 2

Summierender Operationsverstärker

Welche Spannung erhält man am Ausgang eines summierenden Operationsver- stärkers, wenn die Eingangsspannungen

U_e₁=U_e₂=U_e₃=1,0V

betragen, die Wider- stände

R R U 10kΩ

13 12

11= = =

sind und ein Rückkopplungswidwerstand von

Ω

k

R₂=10

eingesetzt wird?

Abbildung 1:

(3)

Version 4 3

Integrator

(4)

Version 4 4

Integrator an Sinusspannung

(5)

Version 4 5

Integrator

(6)

Version 4 6

Aussentemperaturfühler

Es soll eine Temperaturanzeige realisiert werden, welche im gegebenen Temperaturbereich ( ϑ = − 54 ° C

bis

ϑ = + 74 ° C

)

arbeiten soll. Der Ausgang des LM335 änderrt sich um + 10 mV / ° C . Der Eingang der Temperaturan- zeige muss zwischen 1 V _und 10 V liegen. Diese Anpassung soll mit einem nichtinvertierenden Operationsverstärker realisiert werden. Es muss als die Verstärkung gerechnet werden sowie der Widerstand R

2

, wenn der Wider- stand mit R

₁

= 1 k Ω angenommen wird. Machen Sie eine Skizze der Schal- tung mit allen Bauteilen und Beschriftungen.

LM335

TO92

SO8 Fr. 8.75

TO46 Kenndaten und Einsatzbereich

+10 mV/°K

° C

−

= 54

ϑ

bis

° C +

= 74 ϑ

e

a V U

U = ⋅

1

1 2

R R U V U

e

a = +

=

(7)

Version 4

TG

17.2 101

Frage

Mit einer externen Beschaltung (siehe Abbil- dung 1) kann die sehr hohe Leer-

laufverstärkung Vo eines Operations- verstärkers auf den Wert V verkleinert wer- den. Bei dieser Beschaltung handelt es sich um eine:

a) Rueckkopplung b) Mittkopplung c) Entkopplung d) Ankopplung e) Gegenkopplung

Vorschrift

Literatur Antwort

a) Rückkopplung

TG

17.2 102

Frage

Wenn die Ausgangsspannung des Operati- onsverstärkers in Abbildung 1 innerhalb der Speisespannung liegt und der Operationsver- stärker nicht begrenzt, hat die Spannung U

d

einen Wert in der Grösse von:

a)

±1V

b)

±1mV

c)

±

einige

V

d)

±

einige

µV

e)

±1mV

bis max.

±12V

Vorschrift

d)

±

einige

µV

+12V

-12V

Abbildung 1:

TG

17.2 103

Frage

Wie wird der Punkt S in der abgebildeten Schaltung (Abbildung 1) bezeichnet?

+12V

-12V

Abbildung 1:

Vorschrift

Dieser Spannungsknoten wird in der Fachsprache auch als virtuelle Masse bezeichnet.

TG

17.2 104

Frage

Welche Aussagen treffen für die eingezeich- neten Ströme in der

Abbildung 1 zu?

a)

I1=I2

b)

I2=−I1

c)

I_In

kann in den meinsten Anwendungen vernachlässigt werden.

d)

I_In =I1

(Ausgleichsstrom zur Masse) e) Nach der 1. Kirchhoffschen Regel ist die Summe aller Ströme im Punkt S = 0

Vorschrift

Nach der 1. Kirchhoff-schen Regel ist

die Summe aller Ströme im Punkt S = 0

(8)

Version 4

TG

17.2 105

Frage

Der Eingangswiderstand Re (

R_e=U_e/I1

) der abgebildeten Schaltung (Abbildung 1) ist:

a)

Re

immer höher als

1MΩ

b)

R_e=R1

c)

R_e=R1+R2

d)

R_e=(R1⋅R2)/(R1+R2)

e)

Re

ist hauptsächlich abhängig vom ver- wendeten Operationsverstärker

Vorschrift

R1

R_e =

+12V

-12V

Abbildung 1:

TG

17.2 106

Frage

Für die Spannungsverstärkung V der Schal- tung (Abbildung 1) sind folgende Aussagen richtig:

+12V

-12V

Abbildung 1:

a) Die Verstär- kung kann klei- ner als |1| sein b)

V=−(R1/R2)

c)

V=−(R2/R1)

d)

V=1+(R2/R1)

e)

V=U_a /U_e

Vorschrift

a) Die Verstärkung kann kleiner als |1|

sein

c)

V=−(R2/R1)

e)

V =U_a/U_e

TG

17.2 107

Frage

Gegeben:

R₁=10kΩ

,

R₂=120kΩ

,

U_e=−0,5V

Gesucht: Ausganggsspannung

U_a

a)

U_a=0,6V

b)

U_a =−0,6V

c)

Ua

ist am positiven Anschlag also auf etwa

V

....12 +11

d)

U_a =6V

e)

U_a=−6V

Vorschrift

V U_a=6

17.2 TG

108

Frage

Alle realen Operationsverstärker haben nicht 100% symmetrische Eingänge. Um den Aus- gang genau auf 0V einzustellen muss man daher eine kleine Spannungsdifferenz an die Eingänge anlegen damit diese Unsymmetrie kompensiert wird. Wie nennt man diese Spannung (englisch)

Vorschrift

Offset Voltage

(9)

Version 4

TG

17.2 109

Frage

Ue

sei eine sinusförmige Wechselspannung mit einer Frequenz von 50Hz.

R₁=R₂=10kΩ

. Welche Phasenverschiebung hat

U_a

bezogen auf

Ue

in diesem Fall?

a)

90°

b)

−90°

c)

180°

d)

−180°

e)

45°(3dB−Punkt)

Vorschrift

°

±180

TG

17.2 110

Frage

Gegeben:

R₁=10kΩ

,

R₂=33kΩ

,

I₁=−0,2mA

Gesucht: Ausganggsspannung

Ua

a)

U_a

ist am positiven Anschlag (

10....12V

) b)

U_a =8,6V

c)

U_a =−8,6V

d)

U_a =−6,6V

e)

U_a =6,6V

Vorschrift

V ,6 6

TG

17.2 111

Frage

Welche der dargestellten OPV-Schaltungen arbeitet als nichtinvertierender Spannungsver- stärker?

a) b)

c) d)

Vorschrift

d)

17.2 TG

112

Frage

Die gegebene Schaltung eines RC-Generators ist fehlerhaft. Welche Antwort enthält hierzu die richtige Antwort?

R4 muss durch einen Kondensator ersetzt werden

Der Phasenschieber muss aus vier RC-Gliedern bestehen

x

Die Eingänge des Operationsverstär- ker sind vertauscht

R5 muss durch einen Kondensator ersetzt werden

Vorschrift

Die Eingänge des Operationsverstärker

sind vertauscht.

(10)

Version 4

TG

17.2 113

Frage

Welche der gegebenen Aussagen zur darge- stellten Schaltungen ist richtig?

x Die Spannung U₁₂ wird integriert, wenn S2 geschlossen und S1 geöffnet ist Beim Öffnen von S1 und Schliessen von S2 liegt am Ausgang sofort die U₂ Die Spannung U₁₁ wird integriert, wenn S1 geöffnet und S2 geschlossen wird Die Schaltung differenziert die Span- nung, wenn S1 geschlossen und S2 geöffnet wird

Vorschrift

Die Spannung wird integriert, wenn S2 geschlossen und S1 geöffnet ist.

TG

17.2 114

Frage

Welche Operationsverstärker-Schaltung ist in der Abbildung dargestellt? Berechnen Sie den Wert des Widerstandes R

K

_!

+ - ∞

U=2V1 U=10V2

R=10kQΩ

RK

Vorschrift

Nichtinvertierender Verstärker

Ω

= k R

_K

50

TG

17.2 115

Frage Vorschrift

17.2 TG

116

Frage Vorschrift