OPV Referat (Komperator)

harry schrieb:
> leider kann ich das nicht ausprobieren,

Das bringt auch nicht viel - du wärst enttäuscht!

Der OPV verstärkt die Differenz von (U(+)-U(-)) um seine 
Leerlaufverstärkung. Die ist in der Regel so um die 100000. Damit hängt 
der OPA am Anschlag.
Reale Schaltungen (schau dir mal den invertierenden Verstärker an) sind 
so gebaut, dass die Spannung zwischen U(+) und U(-) gegen Null geht. 
Diese fast-Null multipliziert mit der o.g. Leerlaufverstärkung ergibt 
dann dein Ausgangssignal. So rechnet man das aber nur für den Ansatz der 
Gleichungen und lässt dann die Leerlaufverstärkung nach ∞ gehen 
(Grenzübergang). Das ergibt dann die überall findbaren Gleichungen für 
den beschalteten OPA.

harry schrieb:
> kann ich dann so rechnen?
> in meinem fall dann: 1 - (-1) =  -2 (negative ausgangsspannung)

Ja und nein. Vor dem Gleichheitszeichen ist das noch richtig, danach 
müsste +2V stehen :-). Jetzt noch verstärken mit 100000 ....

Nachtrag: OPA und Komparator (mit a) sind verschiedene Dinge.

stimmt, das minus sollte auch ein plus sein ;)
ich danke dir für die rasche antwort.

harry schrieb:

> leider kann ich das nicht ausprobieren, da ich keine
> opvs oder sonst überhaupt irgendwelche bauteile zuhause habe und schüler
> bin (kein betrieb zum testen).

Dafür gibt es heute Simulatoren wie z.B. LTspice, der hier im Forum auch 
immer wieder gerne genannt wird. Leider braucht so ein Programm aber 
auch immer Einarbeitung, aber es erübrigt sich, daß man erst mal 
Bausteine besitzen muß. Der Vorteil ist aber, daß man mit dem Simulator 
auch nichts an Bauteilen zerstören kann, wenn die Schaltung mal etwas 
falsch ist.

Aber es gibt doch im Internet eine Menge zum Thema Komparator, schon nur 
auf Wikipedia:

http://de.wikipedia.org/wiki/Schmitt-Trigger

harry schrieb:
> leider kann ich das nicht ausprobieren, da ich keine
> opvs oder sonst überhaupt irgendwelche bauteile zuhause habe

Dann hole dir LTspice und simuliere die Schaltung. Damit kannst du eine 
ganze Menge sehen.
http://www.linear.com/designtools/software/

a) es kommt darauf an, welchen Verstärkungsgrad du eingestellt hast.
Ist er 1:1, ist der Ausgangspegel genau die Differenz zwischen den (+) 
und (-) Eingängen.

b)
> prinzipiell gilt ja: ich muss (+) - (-) rechnen...
> kann ich dann so rechnen?
> in meinem fall dann: 1 - (-1) =  -2 (negative ausgangsspannung)

Das ist fast richtig. Du rechnest die Differenz zwischen (+) und (-) 
aus, und mutiplizierst das mit dem Verstärkungsfaktor, um die 
Ausgangsspannung zu erhalten.

Leider hast du im 2. Schritt falsch gerechnet, denn 1-(-1) = 1+1 = +2

Das gibt aber auch nur für den Fall, wenn die Verstärkung 1:1 ist.

Du schreibst, du hast ihn als Komparator beschaltet, das heisst dann, 
der Verstärkungsfaktor ist theoretisch "unendlich".

In diesem Fall kann der Ausgang entweder nur die negative oder positive 
Versorgungspannung annehmen.
In deinem Fall wären das dann nicht +2V, sondern die vollen +10V (+2V * 
unendlich (begrenzt durch die Versorgungsspannung) = 10V)

Du brauchst nicht unbedingt einen OPV zuhause, um Experimente zu machen.
Es gibt dafür Simulationssoftware, z.B. das kostenlose LTSpice 
(http://www.linear.com/designtools/software/)

Da kannst du dir deinen OpAmp + Spannungsversorgungen einfach 
zusammenklickern, und gucken was am Ausgang so passiert.
Es ist leider nicht ganz einfach, sich in das Tool einzuarbeiten, lohnt 
sich aber, weil man damit auch sehr komplexe Schaltungen vorab schon mal 
virtuell "durchtesten" kann.

Ich habe mal einen Screenshot angehängt, wie sowas in LTSpice aussieht.
Am negativen Eingang hängen deine -1V (rot)
Am positiven Eingang habe ich mal eine Sinusschwingung rangehängt 
(grün), dann erkennst du besser, was der Komparator macht.
Violett ist der Ausgang.

Sobald also am positiven Eingang eine höhere Spannung anliegt als am 
negative Eingang, kippt der Ausgang von der negativen Versorgungspannung 
zur positiven.

Dass hier in der Simulation nicht exakt +/-10V am Ausgang rauskommen, 
entspricht der Realität. Die meisten OPVs haben immer eine sog. 
"Offsetspannung", d.h. sie können nicht den vollen Bereich der 
Versorgungsspannung am Ausgang liefern.

Mike schrieb:

> Dann hole dir LTspice und simuliere die Schaltung. Damit kannst du eine
> ganze Menge sehen.
> http://www.linear.com/designtools/software/

In einem Referat käme so eine Simulation meiner Meinung nach bestimmt 
auch gut an. Es ist allerdings die Frage, ob so ein Simulationsprogramm 
einen Schüler nicht doch etwas überfordert, je nach Alter und 
Grundkenntnissen. Es ist mal was anderes als Bilder und Filme auf dem 
Smartphone austauschen. ;-)

> Du meinst den Aussteuerbereich des OPVs. Die Offsetspannung ist etwas
> völlig anderes.

Oops, richtig. Gut, dass hier andere Leute nochmal kontrollieren, was 
man so von sich gibt. Gerade bei Schülern sollte man ja aufpassen, dass 
man nichts Falsches behauptet.

Es handelt sich, wie Christian L. gesagt hat, hierbei nicht um die 
Offsetspannung.