Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ein-und Ausgangswiderstand eines invertierenden Verstärkers Messen/berechnen


von Rikato B. (rikato_b)


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Hallo,

ich bin relativ neu in der Analogtechnik und bin gerade dabei mich mit 
dem OPV und den Grundschaltungen vertraut zu machen. Nun stehe ich vor 
einem "Problem": Wie messe bzw. berechne ich den Ein- und 
Ausgangswiderstand eines invertierenden Verstärkers?

LG,
Rikato

von Bernadette (Gast)


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Die kannst du nach eigenem Belieben gestalten.

Invertierende Verstärker gibt es ohne Ende.

Welchen meinst du?

von Rikato B. (rikato_b)


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Bernadette schrieb:
> Die kannst du nach eigenem Belieben gestalten.
>
> Invertierende Verstärker gibt es ohne Ende.
>
> Welchen meinst du?

Danke für deine Antwort :), ich meine nicht die externen Widerstände 
sondern die internen.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

Ein- und Ausgangswiderstand mißt Du, indem Du Strom und Spannung bei 
unterschiedlichen Ein- und Ausgangsspannungen mißt.

Dann R= U/I bilden, müßte bei allen Spannungen gleich sein, falls 
linear.

MfG

von Bernadette (Gast)


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Der Eingangswiderstand ist je nach interner Beschaltung einige MOhm groß 
und der Ausgangswiderstand =0.

Weiteres steht im Datenblatt.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Bernadette schrieb:
> Der Eingangswiderstand ist je nach interner Beschaltung einige
> MOhm groß und der Ausgangswiderstand =0.


Beim invertierenden OPV? Bist Du sicher?

mfG

von HildeK (Gast)


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Christian S. schrieb:
> Beim invertierenden OPV? Bist Du sicher?

Das ist ja das Problem: einerseits will er von einem invertierenden 
Verstärker die Werte haben, anderseits aber nur die internen, also wohl 
ohne Beschaltung. Einen invertierenden Verstärker gibts jedoch nur mit 
Beschaltung...
Was nun? So gesehen ist jede Antwort richtig und falsch zugleich.

von Bernadette (Gast)


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Christian S. schrieb:
> Beim invertierenden OPV? Bist Du sicher?

Der OPV hat zwei äquivalente Eingänge mit verschiedenen Vorzeichen.
Beide Eingänge habe gleiche elektrische Daten.

Die Beschaltung bestimmt, wie du ihn benutzt.

Genauso hat der OPV eine Leerlaufverstärung z.B. 1000000.

Mit Beschaltung bestimmst du seinen Verstärkungsfaktor, 2 osder 10 oder 
1000 u.s.w..

von Bernadette (Gast)


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Rikato B. schrieb:
> ich bin relativ neu in der Analogtechnik

Man muss erst das Grundprinzip verstanden haben, dann kann man erst 
sinnvolle weitergehende Fragen stellen.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Bernadette schrieb:
> Christian S. schrieb:

> Der OPV hat zwei äquivalente Eingänge mit verschiedenen Vorzeichen.
> Beide Eingänge habe gleiche elektrische Daten.
>
Ja, das stimmt so betrachtet schon. Nur meinte ich oben die gesamte 
Beschaltung, die den invertierenden Verstärker ausmacht. Ohne die 
Beschaltung hat er keinen invertierenden Verstärker, der linear ist.

HildeK schrieb im Beitrag #5965789
> Was nun? So gesehen ist jede Antwort richtig und falsch zugleich.

JUHU! Endlich sind alle Antworten perfekt!

MfG

von Rikato B. (rikato_b)


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Hallo,

was war an der Fragestellung unverständlich? :D
Ich habe eine Verstärkung von 10 => R1 ist 10k und R2= 100k,
somit ist v = -10. Weiters habe ich dem OPV bereits die externe 
Beschaltung zugedrückt, sonst würde ich ihn ja nicht invertierenden 
Verstärker nennen.
Kenne nur die Kenngrößen ohne externer Beschaltung, deswegen wollte ich 
jetzt wissen wie man den Ein- und Ausgangswiderstand eines inv. 
Verstärkers misst, hat sich jetzt allerdings erldedigt, danke für die 
Antworten.

MfG

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Schön, daß es sich erledigt hat.

"Ich habe eine Verstärkung von 10 => R1 ist 10k und R2= 100k,
somit ist v = -10. Weiters habe ich dem OPV bereits die externe 
Beschaltung zugedrückt, sonst würde ich ihn ja nicht invertierenden 
Verstärker nennen."

Nur stand das ganz oben noch nicht sichtbar dabei.

MfG

von Rikato B. (rikato_b)


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Bernadette schrieb:
> Rikato B. schrieb:
>> ich bin relativ neu in der Analogtechnik
>
> Man muss erst das Grundprinzip verstanden haben, dann kann man erst
> sinnvolle weitergehende Fragen stellen.

Nächstes mal setz ich meine Messlatte nicht so hoch und beschreibe das 
Problem noch genauer, denn so wie es aussieht, bin ich hier nicht der 
einzige Newbie ;).

MfG

von Roland F. (rhf)


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Rikato B. schrieb:
> Nächstes mal setz ich meine Messlatte nicht so hoch und beschreibe das
> Problem noch genauer, denn so wie es aussieht, bin ich hier nicht der
> einzige Newbie ;).

Ganz schön un­ver­fro­ren für jemanden, der sich selber als Anfänger 
bezeichnet.

rhf

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

in der Ingenieurwissenschaft können genaue Antworten nur durch genaue 
Problembeschreibungen oder Fragestellungen generiert werden.

Gratuliere zu den Vorsätzen für zukünftige Fragen.

MfG

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Roland F. schrieb:

> Ganz schön un­ver­fro­ren für jemanden, der sich selber als Anfänger
> bezeichnet.
>

Die Sommerhitze scheint noch nicht bei allen verflogen zu sein.

mfG

von Rikato B. (rikato_b)


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Hallo,

war ja nicht meine Intention andere als Newbies zu bezeichnen aber man 
kann ja auch höflicher mit Neulingen umgehen :).

MfG

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Man sollte eigentlich mit allen -Lingen höflich umgehen oder sie völlig 
umgehen.

MfG

von HildeK (Gast)


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Rikato B. schrieb:
> Nächstes mal setz ich meine Messlatte nicht so hoch und beschreibe das
> Problem noch genauer, denn so wie es aussieht, bin ich hier nicht der
> einzige Newbie ;).

Ja, eine Frage kann man nicht genau genug beschreiben und deine war 
verwirrend gestellt.
Und gerade dem Nicht-Newbie eröffnen sich bei unklarer Fragestellung 
jede Menge Antworten (oder Rückfragen), weil die Frage vielfältig 
interpretierbar ist.

Wenn du den Eingangswiderstand vom beschalteten OPA haben willst: der 
ist R1, der Ausgangswiderstand meiner Erinnerung nach Ra*v/V_leerlauf. 
Ra steht (meist nicht) im Datenblatt und ist der 'innere' 
Ausgangswiderstand, v ist die eingestellte Verstärkung R2/R1, bei dir 
10. V_leerlauf steht im Datenblatt. Damit ist der Ausgangswiderstand der 
Schaltung annähernd Null, weil V_leelauf meist in der Größenordnung typ. 
100'000 ist.

Wenn du den Eingangswiderstand der beiden OPA-Eingänge wissen willst: 
der steht im Datenblatt und wird bei jedem OPA anders sein. TL072 z.B.: 
10^12Ω.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Wieder ein Beispiel für den hohen Schreibaufwand, der den Antwortenden 
entstehen kann, wenn die einleitende Fragestellung in nur drei 
faktenarmen Sätzen gestellt wurde und es dabei an Präzision mangelt.

Das provoziert einen "low input error 963, operation stopped"

MfG

von Jens G. (jensig)


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Christian S. (roehrenvorheizer)

>Wieder ein Beispiel für den hohen Schreibaufwand, der den Antwortenden
>entstehen kann, wenn die einleitende Fragestellung in nur drei
>faktenarmen Sätzen gestellt wurde und es dabei an Präzision mangelt.

>Das provoziert einen "low input error 963, operation stopped"

Naja, nun stellt Euch mal nicht so dumm an. Ist ja schon fast peinlich.
Es geht doch klar um eine OPV-Schaltung, beschaltet als Inverter, und 
zwar Grundschaltung. So viele Varianten gibt's ja davon wohl nicht, daß 
man davon verwirrt sein könnte ...

von Helmut -. (dc3yc)


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Jens G. schrieb:
> Naja, nun stellt Euch mal nicht so dumm an. Ist ja schon fast peinlich.
> Es geht doch klar um eine OPV-Schaltung, beschaltet als Inverter, und
> zwar Grundschaltung. So viele Varianten gibt's ja davon wohl nicht, daß
> man davon verwirrt sein könnte ...

Naja, aber die Antworten bekomme ich auch aus Gockel heraus, wenn ich 
das Internet bedienen kann! Da brauche ich keine unklaren Fragen an die 
Foristen stellen.

von roehrenvorheizer (Gast)


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Jens G. schrieb:

> Naja, nun stellt Euch mal nicht so dumm an. Ist ja schon fast peinlich.
> Es geht doch klar um eine OPV-Schaltung, beschaltet als Inverter, und
> zwar Grundschaltung. So viele Varianten gibt's ja davon wohl nicht, daß
> man davon verwirrt sein könnte ...

Nunja, sich künstlich dumm zu stellen, stellt auch eine Form von 
Intelligenzleistung dar.

mFG

von Roland F. (rhf)


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Hallo,
Christian S. schrieb:
> Wieder ein Beispiel für den hohen Schreibaufwand, der den Antwortenden
> entstehen kann, wenn die einleitende Fragestellung in nur drei
> faktenarmen Sätzen gestellt wurde und es dabei an Präzision mangelt.

Das ist schon richtig, allerdings muss man auch sagen, das es für einen 
Anfänger nahezu unmöglich ist eine wirklich präzise Frage zu stellen.

rhf

von Roland F. (rhf)


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Hallo,
Jens G. schrieb:
> Naja, nun stellt Euch mal nicht so dumm an. Ist ja schon fast peinlich.
> Es geht doch klar um eine OPV-Schaltung,...

Ja stimmt, hat er ja auch geschrieben. Allerdings schreibt er dann:

Rikato B. schrieb:
> Danke für deine Antwort :), ich meine nicht die externen Widerstände
> sondern die internen.

Für mich sind die internen Widerstände die Widerstände des 
OPV-Bausteins. Was will er jetzt also wissen?

rhf

von W.S. (Gast)


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Rikato B. schrieb:
> Wie messe bzw. berechne ich den Ein- und
> Ausgangswiderstand eines invertierenden Verstärkers?

Ist doch einfach und offensichtlich - sofern du von OpV-Schaltungen 
redest. Aber das wird wohl das Naheliegendste sein.

Also:
Sofern der OpV nicht völlig überlastet ist, gilt, daß dessen 
Ausgangswiderstand näherungsweise NULL ist.
Präzise: Parallelschaltung des Gegenkopplungswiderstandes mit dem 
Eingangswiderstand und das geteilt durch die Spannungsverstärkung des 
OpV.

Und der Eingangswiderstand ist ziemlich exakt gleich dem Widerstand vom 
Schaltungseingang bis zum E- des OpV. (Präzise: Offset- und Bias- 
Spannungen und Ströme berücksichtigen)

W.S.

von Jens G. (jensig)


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roehrenvorheizer (Gast) schrieb:

>Nunja, sich künstlich dumm zu stellen, stellt auch eine Form von
>Intelligenzleistung dar.

Scheint eine Inselbegabung zu sein .. ;-)

Roland F. (rhf)

>Hallo,
>Christian S. schrieb:
>> Wieder ein Beispiel für den hohen Schreibaufwand, der den Antwortenden
>> entstehen kann, wenn die einleitende Fragestellung in nur drei
>> faktenarmen Sätzen gestellt wurde und es dabei an Präzision mangelt.

>Das ist schon richtig, allerdings muss man auch sagen, das es für einen
>Anfänger nahezu unmöglich ist eine wirklich präzise Frage zu stellen.

Eben, wobei die Frage, auch wenn's nur ein Vierzeiler war, in diesem 
Thread präzise genug war, um keinen sinnlos hohen Schreibaufwand zu 
haben, denn es ging ja nur um eine grundsätzliche Sache.

von Helmut S. (helmuts)


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Riocato
> Danke für deine Antwort :), ich meine nicht die externen Widerstände
sondern die internen.

Die ganze Verwirrung kam durch diese falsche Ansage des TOs.
Eigentlich ist ja der Eingangswiderstand genau dieser externe Widerstand 
am Eingang. Und was bitte sind denn interne Widerstände. Das kann ja 
dann nur der Eingangswiderstand des Opamps selbst sein aber das ist 
schon eine wesentlich kompliziertere Sache die man meistens nichtmal im 
Datenblatt findet. Am Ende hat sich dann herausgestellt, dass effektiv 
doch der externe Widerstand gemeint war.

von Jens G. (jensig)


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Die Verwirrung begann aber schon mit der Antwort vorher von Bernadette 
(Gast), welche von den externen Rs redete, obwohl es doch nur um Ein- 
und Ausgangs-Rs ging,

von Klaus R. (klara)


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Rikato B. schrieb:
> Wie messe bzw. berechne ich den Ein- und
> Ausgangswiderstand eines invertierenden Verstärkers?

Zum berechnen nimmst Du an einfachsten LTspice. Helmut hat ins Form ein 
gutes Beispiel eingestellt.

Beitrag "Re: Innenwiderstand bestimmen mit LTspice?"

mfg klaus

von Rainer V. (a_zip)


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roehrenvorheizer schrieb:
> Nunja, sich künstlich dumm zu stellen, stellt auch eine Form von
> Intelligenzleistung dar.

Wir haben immer gesagt: Ein Intelligenter kann sich ohne weiteres dumm 
stellen...anders herum wird's wahrscheinlich schwieriger :-)
Gruß Rainer

von Stefan F. (Gast)


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Rikato, da du keinen konkreten Operationsverstärker angegeben hast, 
antworte ich für den imaginären idealen Operationsverstärker aus dem 
Lehrbuch:

Der Eingangswiderstand ist unendlich hoch
Der Ausgangswiderstand ist Null Ohm

Genauere Angaben findest du im jeweiligen Datenblatt eines echten 
Operationsverstärkers.

von Jens G. (jensig)


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Stefanus F. (Firma: Äppel) schrieb:

>Rikato, da du keinen konkreten Operationsverstärker angegeben hast,
>antworte ich für den imaginären idealen Operationsverstärker aus dem
>Lehrbuch:

>Der Eingangswiderstand ist unendlich hoch
>Der Ausgangswiderstand ist Null Ohm

Jetzt stellst Du Dich aber dümmer als dumm an;-)
Er hat doch explizit nach einem als Inverter beschalteten OPV gefragt. 
Und da entspricht der Eingangs-R dem R vor dem inv. Eingang, und der 
Ausgangs-R ist nahe 0 (im Ideal exakt 0).

von Thomas Z. (usbman)


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manchmal ist es ganz hilfreich einen Blick in den Tietze Schenk zu 
werfen. Der beantwortet solche Fragen. Sowas steht natürlich auch in 
jedem anderen Lehrbuch

Thomas

von Yalu X. (yalu) (Moderator)


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HildeK schrieb:
> Wenn du den Eingangswiderstand vom beschalteten OPA haben willst: der
> ist R1, der Ausgangswiderstand meiner Erinnerung nach Ra*v/V_leerlauf.
> Ra steht (meist nicht) im Datenblatt und ist der 'innere'
> Ausgangswiderstand

Das stimmt, wenn man für v diejenige Verstärkung einsetzt, die die
Schaltung hätte, wenn man sie als nichtinvertierenden Verstärker
betreiben würde. Im Beispiel des TE wäre der Ausgangswiderstand also
Ra·11/V_leerlauf.

W.S. schrieb:
> Präzise: Parallelschaltung des Gegenkopplungswiderstandes mit dem
> Eingangswiderstand und das geteilt durch die Spannungsverstärkung des
> OpV.

Fehlt da nicht etwas? Wie geht denn der innere Ausgangswiderstand des
Opamp in die Rechnung ein?

von Rainer V. (a_zip)


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Ich erlaube mir hier noch mal so etwas wie eine "geliebte" Faustformel 
anzubringen. Ein OP, der im nichtinvertierenden Betrieb beschaltet wird, 
hat einen sehr hohen Einganswiderstand. Invertierend betrieben wird die 
Beschaltung wichtig. 10K mit 10K Rückkopplung wird etwas von 5K 
Einganswiderstand werden. Und der Ausgang kann das bringen, was im 
Datenblatt steht. Sicher erst mal wenig kapazitieve Last und dann 1K?? 
oder 500 oder 50Ohm??? Das muß man im Datenblatt nachsehen. Und dann 
könnte der "Anfänger" weiterfragen.
Gruß Rainer

von Helmut S. (helmuts)


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Rainer V. schrieb
> Invertierend betrieben wird die Beschaltung wichtig.
> 10K mit 10K Rückkopplung wird etwas von 5K Eingangswiderstand werden.

Ich denke du bringst da etwas durcheinander. Die gedachte 
Parallelschaltung der beiden Widerstände ist für die Ermittlung des 
Serienwiderstandes am Pluseingang für die Kompensation des Einflusses 
des Biasstromes.

Der Eingangswiderstand des invertierenden Verstärkers ist in deinem 
Beispiel exakt 10kOhm, weil rechts an dem 10kOhm-Widerstand virtuell 
Masse liegt. Der Widerstand in der Rückkopplung hat da keinen Einfluss 
auf den Eingangswiderstand.
Wir gehen hier vom idealen Operationsverstärker aus. Alle diese schönen 
Formeln rund um den Operationsverstärker gelten "nur" für den idealen 
Operationsverstärker. Diese Annahme ist aber für die meisten Anwendungen 
OK.

: Bearbeitet durch User
von Rainer V. (a_zip)


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Helmut S. schrieb:
> Wir gehen hier vom idealen Operationsverstärker aus. Alle diese schönen
> Formeln rund um den Operationsverstärker gelten "nur" für den idealen
> Operationsverstärker. Diese Annahme ist aber für die meisten Anwendungen
> OK.

Ja, hast recht. Habe mich schon wieder vertan! Habe mich zu sehr auf die 
immer wieder verteufelten "Faustregeln" konzentriert :-) bzw. wollte 
einfach mal auch hier wieder so etwas einbringen...
Gruß Rainer

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