Übungsblatt 3 Analogelektronik

Prof. Dr. R. Schulz
Fb 06
FH München
Übungsblatt 3 Analogelektronik
1) Ein Operationsverstärker habe eine Offsetspannung von U0 = 1mV und
ansonsten ideale Eigenschaften. Er wird gemäß nachfolgender Schaltung in
einem nichtinvertierenden Verstärker verwendet.
+
-
U0
RN
Ua
Ue
Ersatzschaltbild für die
Wirkung der Offsetspannung
R1
a) Wie groß ist die Ausgangsspannung für einen Kurzschluss am
Verstärkereingang? Ue = 0
b) Ab welcher Verstärkung A ist eine Offsetkompensation notwendig wenn die
Ausgangsspannung bei kurzgeschlossenem Eingang (Ue = 0) maximal
500 mV betragen darf?
2) Lässt man bei einer invertierenden Verstärkerschaltung (der OP werde als ideal
angenommen) den Eingangswiderstand R1 gegen 0 gehen, so erhält man einen
sogenannten Strom – Spannungswandler.
Er setzt einen Eingangsstrom in eine Ausgangsspannung um. Dabei ist die
Eingangsspannung immer gleich 0V. Eine derartige Schaltung wird zum Beispiel
zur Auswertung des Fotostromes einer Fotodiode benötigt, da der Fotostrom im
Kurzschlussbetrieb linear zur einfallenden Lichtmenge ist.
RN
0V
IRN
+
Ua
Strom-Spannungswandler
Iph
a) Berechnen Sie den Zusammenhang zwischen Eingangsstrom und Ausgangsspannung als Funktion des Rückkopplungswiderstands RN.
b) Wie groß muss der Rückkopplungswiderstand sein, wenn ein maximaler
Eingangsstrom von 1µA eine Ausgangsspannung von -10V erzeugen soll?
c) Welche „Stromrichtung“ muss der Erzeugerstrom am Anfang haben, um am
Ausgang eine negative Spannung zu erzeugen (die eingezeichnete, oder die
entgegengesetzte)?