Einleitung - HIT HS Karlsruhe

Analogelektronik
Der nichtinvertierende Verstärker:
wird durch die Schaltung nach (6-6) realisiert,
bei der wir wieder einen idealen OP voraussetzen.
Da der OP unendliche Verstärkung besitzt,
muß wegen der Rückkopplung und des
stabilen Verhaltens der Schaltung (VOUT
innerhalb des gewünschten
Spannungsbereiches) VIN = 0 sein (virtueller
Kurzschluß). Damit wird VR1 = V1 ! Für die
Knotengleichung am Knoten (A) gilt wegen
IIN=0
I R1  I R 2
(6.40)
VR2
VR1
IR1
IR2
(A)
R1
R2
IIN = 0
VIN=0
V1
VOUT
(6-6) der nichtinvertierende Verstärker
Daraus erhält man (Ohmsches Gesetz für die
beiden Widerstände):
VR1
V
 I R1  I R 2  R 2
R1
R2
VOUT 
0  R1
V1  V1
R1
(6.44)
Das heißt die Spannungsverstärkung wird zu 1
und die Ausgangsspannung folgt der
Eingangsspannung (Spannungsfolger). Es ist
offensichtlich, daß der Widerstand R1 keine
Bedeutung mehr hat: er verbraucht nur Strom,
der vom Ausgang des Operationsverstärkers
geleistet werden muß. Somit kann sein Wert
zu unendlich gemacht werden d.h. man kann
ihn weglassen [siehe (6-7)] .
Der Vorteil dieser Schaltung besteht darin, daß
bei Eingangsstrom 0 der Ausgang beliebig
belastet werden kann. Man verwendet den
Spannungsfolger also immer dann, wenn man
eine Spannung belastungsfrei ankoppeln
möchte. Gegenüber einem einfachen
Emitterfolger ist der Eingangswiderstand hier
, der Ausangswiderstand 0, und man hat
keinen Spannungsverlust.
VOUT = V1
V1
IIN = 0
VOUT
(6.42)
Nachdem VR1 = V1 ist, erhält man mit (6.41),
eingesetzt in (6.42):
VOUT  V1 
Wir erhalten den sogenannten
Spannungsfolger, wenn wir beim
nichtinvertierenden Verstärker den Widerstand
R2 zu null setzen. Der Verstärkungsfaktor
ergibt sich jetzt aus Gleichung (6.43) zu:
(6.41)
Die Ausgangsspannung VOUT erhält man nach
der Maschengleichung:
VOUT  VR2  V( A)  VR2  VR1
Der Spannungsfolger:
(6-7) der Spannungsfolger
R2
 V1
R1
 R 
R R
VOUT  1  2  V1  2 1 V1
R1
 R1 
(6.43)
Durch das Einspeisen des Signals am
nichtinvertierenden Eingang vermeidet man
somit den (-1) Term. Die Verstärkung bleibt
positiv (nichtinvertierend) und ist immer  1.
08.06.2017 Prof. Dr. Koblitz, FH Karlsruhe FB FT, Analogelektronik, Moltkestr. 30, 76133 Karlsruhe; Tel.: 0721-925-1748 747104153
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