Hallo, ich habe 2 einfache Fragen zu OPVs: 1. Warum hat der invertierende OPV einen kleinen Eingangs(R1)- und Ausgangswiderstand(0Ohm)? 2. Warum hat der nichtinvertierende OPV einen großen Eingagswiderstand und einen kleinen Ausgangswiderstand(0Ohm)? Diese 0Ohm sind im Idealfall oder? Aber ich versteh es nicht, warum ist das so? Was bringt es? Wenn der Eingangswiderstand groß ist, dann fließt ja wenig Strom am Eingang, oder nicht? Will man das überhaupt? Wenn wenig Strom fließt ist auch die Spannung nicht sehr Hoch, aber was ist, wenn man eine höhere Eingangsspannung anlegen will? Ich verstehe nicht wirklich, was mit Punkt 1 und 2 gemeint ist, also warum das gerade so ist und welchen Zweck es hat. Leider konnte mir Google auch nicht weiterhelfen. mfg Markus
markus schrieb: > Aber ich versteh es nicht, warum ist das so? Hast du dir die Schaltung mal angesehen? > Was bringt es? Wenn der > Eingangswiderstand groß ist, dann fließt ja wenig Strom am Eingang, oder > nicht? Will man das überhaupt? Bei einem großen Eingangswiderstand wird die Signalquelle weniger belastet. > Wenn wenig Strom fließt ist auch die Spannung nicht sehr Hoch, Schon mal was vom Ohm'schen Gesetzt (U=R*I) gehört? Das erklärt den Zusammenhang zwischen Spannung und Strom Liege ich richtig mit meiner Vermutung, dass da ein paar fundamentale Grundlagen fehlen?
Danke! Ja, z.b.: U=R*I --> Uaus=Raus*Iaus --> Uaus=0Ohm*Iaus --> Uaus=0V Was bringt eine Ausgangsspannung von 0V? Das hat doch keinen Sinn oder? --> Uein=Rein*Iein --> Uein=100Mohm*Iein --> Ja wenn der Strom größer wird, wird auch die Spannung größer. Kannst du mir es vielleicht erklären bitte?
markus schrieb: > Ja, z.b.: U=R*I --> Uaus=Raus*Iaus --> Uaus=0Ohm*Iaus --> Uaus=0V > Was bringt eine Ausgangsspannung von 0V? Das hat doch keinen Sinn oder? Die 0V sind nicht die Ausgansspannung, sondern der Spannungsabfall am Ausgangswiderstand. Der Ausgangswiderstand bildet einfach gesagt einen Spannungsteiler mit dem Lastwiderstand am Ausgang und verfälscht die deshalb, wenn er >0 ist die Ausgansspannung https://de.wikipedia.org/wiki/Ausgangswiderstand markus schrieb: > --> Uein=Rein*Iein --> Uein=100Mohm*Iein --> Ja wenn der Strom größer > wird, wird auch die Spannung größer. Umgekehrt: Du legst eine Spannung an, und je großer die Spannung und je kleiner der Innenwiderstand, desto größer der Strom. Bei vielen Messschaltungen ist es unerwünscht, dass Strom in den OPV Eingang fließt. https://de.wikipedia.org/wiki/Eingangswiderstand
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Hallo, > 1. Warum hat der invertierende OPV einen kleinen Eingangs(R1)- und > Ausgangswiderstand(0Ohm)? Der Eingangswiderstand ist nicht unbedingt klein. Er ist allerdings auch beim idealen OPV in dieser Beschaltung nicht unendlich groß. https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210141.htm In normalen Betrieb versucht der OPV an dem Punkt "s" 0V zu erzeugen. Das kann er nur, indem er der Eingangsspannung mit dem Ausgang entgegen wirkt. Man sieht, das dabei über R1 ein Strom fließen muß. Also ist der Eingangswiederstand = R1. Der Ausgangswiderstand eines idealen OPV ist 0V. Im Rahmen der Stromtreiberfähigkeit seines Ausganges und des möglichen Aussteuerbereiches versucht er eben immer am Punkt s 0V einzustellen. Wenn er dies unabhängig von der Last macht, dann muß sein Ausgangswiderstand 0Ohm sein. > 2. Warum hat der nichtinvertierende OPV einen großen Eingagswiderstand > und einen kleinen Ausgangswiderstand(0Ohm)? Beim idealen OPV in dieser Schaltung ist der Eingangswiderstand unendlich. Für den Ausgangswiderstand gilt das gleiche wie oben. https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0210151.htm > Diese 0Ohm sind im Idealfall oder? Ja, ideal ist in diesem Universum in Praxis nix Wobei man beim dynamischen Widerstand dem sehr nahe kommen kann. Die Ausgangsspannung ist also immer gleich, egal ob die Last am Ausgang 100Ohm oder 1kOhm oder 10kOhm ist. Wenn man trotz unterschiedlichen Laststromes keine Spannungsänderung messen kann, dann muss der Innenwiderstand des OPV-Ausgangs gegen unendlich gehen. > Aber ich versteh es nicht, warum ist das so? Was bringt es? Wenn der > Eingangswiderstand groß ist, Nicht immer ist das zweckmäßig, aber wenn die Quelle des Signals sehr hochohmig ist, dann sollte der Eingangswiderstand auch entsprechend hochohmig sein, sonst belastet der OPV ja die Quelle sehr stark und die Eingangsspannung bricht zusammen. Hier in diesen Thread geht es darum winzigste Ströme zu messen. Beitrag "Selbstbau Picoamperemeter." Was ,meinst du, passiert wenn man an einem Strommesswidertand 100MOhm einen OPV mit 10kOhm Eingangswiderstand anklemmt? Ja, z.B. beim Kondensatormikrofon oder bei empfindlichen Sensoren, die nur einen Stron von pA liefern. > Wenn wenig Strom fließt ist auch die Spannung nicht sehr Hoch, Das stimmt so nicht. Ob viel oder wenig Strom fließt, ist ja nicht nur von der Spannung sondern auch von dem Widerstand abhängig. > aber was ist, wenn man eine höhere Eingangsspannung anlegen will? Wo ist das Problem. Gruß Öletronika
markus schrieb: > 1. Warum hat der invertierende OPV einen kleinen Eingangs(R1)- und > Ausgangswiderstand(0Ohm)? Der Eingangswiderstand ist nicht "klein". Er ist schlicht so groß, wie der Schaltungsdesigner den Wert von R1 festlegt. Zum Ausgangswiderstand: jeder OPV hat im Leerlauf einen endlichen Ausgangswiderstand im Bereich von ca. 100 Ohm. Dieser Ausgangswider- stand bewirkt, daß bei Belastung des Ausgangs die Ausgangsspannung (das Signal) sich verringert. Und das will man nicht. Vielmehr will man eigentlich immer, daß die Ausgangsspannung des OPV ganz und gar unabhängig von der Belastung des Ausgangs ist. Durch die Gegenkopplung wird ein Teil der Leerlaufverstärkung des OPV "totgelegt" und steht dem OPV jetzt als "Reserve" zur Verfügung. Diese Reserve nennt man Schleifenverstärkung und sie ist der Quotient aus Leerlaufverstärkung und extern eingestellter Verstärkung. Durch die Rückkopplung kann der OPV den Spannungsabfall an seinem Ausgangs- widerstand jetzt nachregeln, was am Ende so wirkt, als wäre der Ausgangswiderstand um den Faktor der Schleifenverstärkung niedriger. > Diese 0Ohm sind im Idealfall oder? Richtig. Die gelten für den Fall einer unendlichen Leerlaufverstärkung, was einer ebenso unendlichen Schleifenverstärkung entspricht. > 2. Warum hat der nichtinvertierende OPV einen großen Eingagswiderstand > und einen kleinen Ausgangswiderstand(0Ohm)? Der Eingangswiderstand der nichtinvertierenden Schaltung ist gleich dem Eingangswiderstand des OPV im Leerlauf (das kann bei einem OPV mit MOSFET-Eingängen locker in den Gigaohm-Bereich gehen, sonst ein paar Hundert Kiloohm), multipliziert mit der Schleifenverstärkung. > Aber ich versteh es nicht, warum ist das so? Was bringt es? Wenn der > Eingangswiderstand groß ist, dann fließt ja wenig Strom am Eingang, oder > nicht? Will man das überhaupt? Oft braucht man genau diese Eigenschaft. Ein Beispiel wurde gerade nebenan durchgekaut: die Eingangsstufe für ein pH-Meßgerät mit Glaselektrode. Diese Elektrode braucht einen Verstärker mit einem Eingangswiderstand im Bereich einiger Gigaohm, wenn das Meßsignal nicht verfälscht werden soll. > Wenn wenig Strom fließt ist auch die Spannung nicht sehr Hoch Stimmt nicht. Auch bei sehr viel Spannung kann nur sehr wenig Strom fließen, wenn nur der Widerstand groß genug ist. > Ich verstehe nicht wirklich, was mit Punkt 1 und 2 gemeint ist, also > warum das gerade so ist und welchen Zweck es hat. Warum es so ist, habe ich hoffentlich erklären können. Und was den Zweck angeht: man sucht sich die zu verwendende Schaltung ja nach den Anforderungen heraus, die man hat und nicht umgekehrt. Der Zweck liegt also nicht in der Schaltung, sondern in den Anforderungen. HTH, XL
Axel Schwenke schrieb: > Durch die Gegenkopplung wird ein Teil der Leerlaufverstärkung des OPV > "totgelegt" und steht dem OPV jetzt als "Reserve" zur Verfügung. Diese > Reserve nennt man Schleifenverstärkung und sie ist der Quotient aus > Leerlaufverstärkung und extern eingestellter Verstärkung. Durch die > Rückkopplung kann der OPV den Spannungsabfall an seinem Ausgangs- > widerstand jetzt nachregeln, was am Ende so wirkt, als wäre der > Ausgangswiderstand um den Faktor der Schleifenverstärkung niedriger. 1. Was versteht man unter Leerlaufverstärkung? Ist das die Verstärkung des OPV's, wo einfach nichts angeschlossen ist? (also nur das "Dreieck" und sonst keine Beschaltung) 2. Und wenn man jetzt eine Gegenkopplung macht, d.h den Ausgang zum Eingang führt(Und da man das zum - des OPV führst heißt es ja Gegenkopplung: Eingang-Ausgang, richtig?) 2.1 Aber ich verstehe das Prinzip noch nicht ganz. Was bedeutet "ein teil wird totgelegt"? Ist die Lerlaufverstärkung schlecht? Der OPV muss doch Verstärken dachte ich und das wird mit R1 und R2 eingestellt? (Verhältnis R2/R1) 2.2 Und wie entsteht jetzt diese Reserve bzw. Schleifenverstärkung? Was ist das ungefähr? 2.3 Wie kann das nun den Ausgangswiderstand nahezu = 0Ohm machen? Axel Schwenke schrieb: > Der Eingangswiderstand der nichtinvertierenden Schaltung ist gleich dem > Eingangswiderstand des OPV im Leerlauf (das kann bei einem OPV mit > MOSFET-Eingängen locker in den Gigaohm-Bereich gehen, sonst ein paar > Hundert Kiloohm), multipliziert mit der Schleifenverstärkung. 1. Also der Eingangswiderstand ist einfach so groß wie der Eingang des OPV's halt ist(innen drinnen). Der Eingangswiderstand wird mit der Schleifenverstärkung multipliziert? Beim nicht invertierenden gibt es doch keine Gegenkopplung? Ich verstehe nicht was du meinst. 2. D.h. grundsätzlich soll der Eingangswiderstand immer so groß sein wie der Widerstand der Signalquelle oder? (bei invertierendem und nicht invertierendem) 2.1 Beim invertierenden kann ich ja den Eingangswiderstand mit dem R1 einstellen, aber wie stelle ich den Eingangswiderstand beim nicht invertierendem ein? Oder muss ich da halt gucken, dass ich eine richtige Signalquelle bekomme, die einen so großen Widerstand wie der Eingang des OPVs hat? Axel Schwenke schrieb: > Warum es so ist, habe ich hoffentlich erklären können. Und was den Zweck > angeht: man sucht sich die zu verwendende Schaltung ja nach den > Anforderungen heraus, die man hat und nicht umgekehrt. Der Zweck liegt > also nicht in der Schaltung, sondern in den Anforderungen. Du meinst, man muss einen OPV mit seiner Außenbeschaltung so Anpassen, dass es unseren Anforderungen entspricht(also z.b. Summierer, Subtrahiere, Differenzierer, Integrierer etc.). `Richtig?
markus schrieb: > 1. Was versteht man unter Leerlaufverstärkung? Ist das die Verstärkung > des OPV's, wo einfach nichts angeschlossen ist? (also nur das "Dreieck" > und sonst keine Beschaltung) Ja > 2.1 Aber ich verstehe das Prinzip noch nicht ganz. Was bedeutet "ein > teil wird totgelegt"? Ist die Lerlaufverstärkung schlecht? Der OPV muss > doch Verstärken dachte ich und das wird mit R1 und R2 eingestellt? > (Verhältnis R2/R1) Die Leerlaufverstärkung liegt in der Größenordnung von ca. 10^5. Da du nicht jedes Signal mit 10^5 verstärken willst, kannst du sie über die Außenbeschaltung begrenzen. > 2.2 Und wie entsteht jetzt diese Reserve bzw. Schleifenverstärkung? Was > ist das ungefähr? Schleifenverstärkung ergibt sich aus deiner Außenbeschaltung, die Reserve ist das Verhältnis aus Schleifenverstärkung und Leerlaufverstärkung. > 2. D.h. grundsätzlich soll der Eingangswiderstand immer so groß sein wie > der Widerstand der Signalquelle oder? (bei invertierendem und nicht > invertierendem) Der Eingangswiderstand ist so groß, wie deine Beschaltung ihn macht > 2.1 Beim invertierenden kann ich ja den Eingangswiderstand mit dem R1 > einstellen, aber wie stelle ich den Eingangswiderstand beim nicht > invertierendem ein? Oder muss ich da halt gucken, dass ich eine richtige > Signalquelle bekomme, die einen so großen Widerstand wie der Eingang des > OPVs hat? Bein nichtinvertierenden findest du den Eingangswiderstand im Datenblatt des OPV, wenn er dir zu groß ist kannst du noch einen Widerstand vom Eingang auf Masse Schalten. Schau dir mal diese Videoserie an, vllt. hilft sie dir weiter: https://www.youtube.com/watch?v=C7UA-HlutTg
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markus schrieb: > 1. Was versteht man unter Leerlaufverstärkung? Ist das die Verstärkung > des OPV's, wo einfach nichts angeschlossen ist? Ja. Hast du eigentlich irgendwelches Vorwissen über OPV? > 2. Und wenn man jetzt eine Gegenkopplung macht ... > 2.1 Aber ich verstehe das Prinzip noch nicht ganz. Was bedeutet "ein > teil wird totgelegt"? Ist die Lerlaufverstärkung schlecht? Der OPV muss > doch Verstärken dachte ich und das wird mit R1 und R2 eingestellt? Der OPV hat eine viel größere Verstärkung, als du extern einstellst. Ein typischer OPV hat z.B. eine Spannungsverstärkung von 100000. Wenn du jetzt extern eine Verstärkung von 10 einstellst, dann hat der OPV immer noch Faktor 10000 "zu viel". Dieser Teil, das ist die Schleifenverstärkung bzw. Reserve. > 2.3 Wie kann das nun den Ausgangswiderstand nahezu = 0Ohm machen? Der OPV verwendet die Reserve, um den Spannungsabfall über seinem Ausgangswiderstand nachzuregeln. Der Spannungsabfall wird dadurch um den Betrag der Schleifenverstärkung niedriger, als er es ohne Gegenkopplung wäre. Mit den Zahlen von oben: 100 Ohm / 10000 = 0.01 Ohm. Das ist zwar noch nicht 0, aber nah dran. Und mit dem theoretischen OPV mit unendlicher Verstärkung wird es Null. > 1. Also der Eingangswiderstand ist einfach so groß wie der Eingang des > OPV's halt ist(innen drinnen). Dieser Widerstand (steht im Datenblatt) gilt zwischen dem (-) und (+) Eingang des OPV. Der Eingangswiderstand einer Verstärkerschaltung gilt aber zwischen dem Eingang und GND. > Der Eingangswiderstand wird mit der > Schleifenverstärkung multipliziert? Beim nicht invertierenden gibt es > doch keine Gegenkopplung? Natürlich gibt es da auch eine Gegenkopplung. Und die Multiplikation kommt daher, daß beim nichtinvertierenden Verstärker der (-) Eingang des OPV ja nicht auf GND liegt, sondern über die Gegenkopplung sehr nahe an der Spannung am (+) Eingang (der Eingangsspannung) gehalten wird. Die Abweichung zwischen (+) und (-) Eingang des OPV ist gleich der Eingangsspannung dividiert durch die Schleifenverstärkung. Und deswegen ist der Strom durch den OPV-Eingangswiderstand auch um den Faktor der Schleifenverstärkung geringer. Der wirksame Eingangswiderstand der Schaltung (zwischen Eingang und GND) erscheint um den Faktor der Schleifenverstärkung größer als der Eingangswiderstand des OPV. > 2. D.h. grundsätzlich soll der Eingangswiderstand immer so groß sein wie > der Widerstand der Signalquelle oder? Nein. Wer erzählt denn so einen Mist? > 2.1 Beim invertierenden kann ich ja den Eingangswiderstand mit dem R1 > einstellen, aber wie stelle ich den Eingangswiderstand beim nicht > invertierendem ein? Wenn du den Eingangswiderstand des nichtinvertierenden Verstärkers auf einen bestimmten Wert einstellen willst, dann schaltest du dort ganz einfach einen entsprechenden Widerstand vom Eingang nach GND. XL
Axel Schwenke schrieb: > markus schrieb: >> 2. D.h. grundsätzlich soll der Eingangswiderstand immer so groß sein wie >> der Widerstand der Signalquelle oder? > > Nein. Wer erzählt denn so einen Mist? Dieses Stück Halbwissen stammt sicher aus der HF-Technik, wo häufig Leistungsanpassung gefragt ist.
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