17.02_Operationsvers..

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TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN
ELEKTRONIK, DIGITALTECHNIK UND PROGRAMMIERUNG REPETITIONEN
OPERATIONSVERSTÄRKER
Summierender Operationsverstärker
Welche Spannung erhält man am Ausgang eines summierenden
Operationsverstärkers, wenn die Eingangsspannungen Ue1  Ue 2  0 ,8 V betragen,
die Widerstände R11  R12  10 k sind und ein Rückkopplungswidwerstand von
R2  10 k eingesetzt wird?
R2
R11
R12
U e1
Ue2
+
Ua
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TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN
ELEKTRONIK, DIGITALTECHNIK UND PROGRAMMIERUNG REPETITIONEN
OPERATIONSVERSTÄRKER
Summierender Operationsverstärker
Welche Spannung erhält man am Ausgang eines summierenden
Operationsverstärkers, wenn die Eingangsspannungen U e1  U e 2  U e3  1,0 V
betragen, die Widerstände R11  R12  U13  10 k sind und ein
Rückkopplungswidwerstand von R2  10 k eingesetzt wird?
R11
R2
R12
R13
Ue1 Ue2
Ue3
+
Ua
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TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN
ELEKTRONIK, DIGITALTECHNIK UND PROGRAMMIERUNG REPETITIONEN
OPERATIONSVERSTÄRKER
Integrator
Zeichnen Sie im Diagramm unten den zeitlichen Verlauf der
Ausgangsspannung U a  f (t ) des dargestellten integrierenden
Operationsverstärkers für die gegebene Eingangsspannung U e .
C2
R13
R1  10k
C2  250nF
+
Ue
Ua
Angaben zum Diagramm:
2 Karos ̂ 1 Div
U e (ROT), U a (GRÜN)
Spannungsmassstab U e ( 1V /Div), U a ( 2V /Div)
Zeitmassstab 5ms /Div
U
Ua
0
Ue
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t
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TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN
ELEKTRONIK, DIGITALTECHNIK UND PROGRAMMIERUNG REPETITIONEN
OPERATIONSVERSTÄRKER
Integrator
Zeichnen Sie im Diagramm unten den zeitlichen Verlauf der
Ausgangsspannung U a  f (t ) des dargestellten integrierenden
Operationsverstärkers für die gegebene Eingangsspannung U e .
C2
R13
R1  33k
C2  100nF
+
Ue
Ua
Angaben zum Diagramm:
2 Karos ̂ 1 Div
U e (ROT), U a (GRÜN)
Spannungsmassstab U e ( 1V /Div), U a ( 2V /Div)
Zeitmassstab 5ms /Div
U
Ue
t
0
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TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN
ELEKTRONIK, DIGITALTECHNIK UND PROGRAMMIERUNG REPETITIONEN
OPERATIONSVERSTÄRKER
Integrator
Zeichnen Sie im Diagramm unten den zeitlichen Verlauf der
Ausgangsspannung U a  f (t ) des dargestellten integrierenden
Operationsverstärkers für die gegebene Eingangsspannung U e .
C2
R13
R1  25k
C2  100nF
+
Ue
Ua
Angaben zum Diagramm:
2 Karos ̂ 1 Div
U e (ROT), U a (GRÜN)
Spannungsmassstab U e ( 1V /Div), U a ( 2V /Div)
Zeitmassstab 5ms /Div
U
0
Ue
t
Ua
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TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN
ELEKTRONIK, DIGITALTECHNIK UND PROGRAMMIERUNG REPETITIONEN
OPERATIONSVERSTÄRKER
Aussentemperaturfühler
LM335
Es soll eine Temperaturanzeige realisiert werden, welche im gegebenen
Temperaturbereich (   54C bis   74C ) arbeiten soll. Der Ausgang
des LM335 änderrt sich um  10mV / C . Der Eingang der
Temperaturanzeige muss zwischen 1V und 10V liegen. Diese Anpassung
soll mit einem nichtinvertierenden Operationsverstärker realisiert werden.
Es muss als die Verstärkung gerechnet werden sowie der Widerstand R2 ,
wenn der Widerstand mit R1  1k angenommen wird. Machen Sie eine
Skizze der Schaltung mit allen Bauteilen und Beschriftungen.
TO92
SO8
Fr. 8.75
TO46
Kenndaten und
Einsatzbereich
+10 mV/°K
  54C
bis
  74C
Ua  V Ue
V
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Ua
R
 1 2
Ue
R1
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TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN
ELEKTRONIK, DIGITALTECHNIK UND PROGRAMMIERUNG REPETITIONEN
OPERATIONSVERSTÄRKER
Nichtinvertierender Operationsverstärker
Gegeben ist ein nichtinvertierender
Verstärker.
a) Der Eingangswiderstand des
nichtinvertierenden Verstärkers
ist ______________?
b) Berechnen Sie die
Ausgangsspannung U a mit
R1  1k , R2  22k und
U e  500mV
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TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN
ELEKTRONIK, DIGITALTECHNIK UND PROGRAMMIERUNG REPETITIONEN
OPERATIONSVERSTÄRKER
Nichtinvertierender Operationsverstärker
Gegeben ist ein nichtinvertierender Verstärker.
a) Wie gross ist die Spannungsdifferenz zwischen invertierendem und
nichtinvertierendem Eingang im eingependelten Zustand ?
b) Welche Spannung wird über R2 gemessen ?
c) Welcher Strom fliesst durch R2 ?
d) Berechnen Sie die Ausgangsspannung U a mit R1  1k , R2  22k
und U e  1V
e) Nennen Sie eine weitere Bezeichnung für den nicht invertierenden
Verstärker.
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TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN
ELEKTRONIK, DIGITALTECHNIK UND PROGRAMMIERUNG REPETITIONEN
OPERATIONSVERSTÄRKER
Invertierender Operationsverstärker
Gegeben ist ein invertierender Verstärker.
a) Welche Formel wenden Sie für die Berechnung des invertierenden
Verstärkers gemäss untenstehendem Schema an ?
b) Berechnen Sie die Ausgangsspannung U a mit R1  1k , R2  22k
und U e  1V
c) Welche Spannung wird zwischen dem invertierenden und dem nicht
invertierenden Eingang im statio-nären Zustand gemessen ?
d) Auf welchem Potential liegt der invertierende Eingang im stationären
Zustand ?
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TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN
ELEKTRONIK, DIGITALTECHNIK UND PROGRAMMIERUNG REPETITIONEN
OPERATIONSVERSTÄRKER
Invertierender Operationsverstärker
Gegeben ist ein invertierender Verstärker.
a) Berechnen Sie die Ausgangsspannung U a mit R1  10k ,
R2  100k und U e  1V
b) Welche Aussage trifft zu ?
 I R1  I R 2
 I R1  I R 2
 I R1  10  I R 2
c) Welcher Strom fliesst durch R1 ?
d) Welcher Spannungsabfall wird zwischen über R1 und R2 gemessen ?
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17.2
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TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN
ELEKTRONIK, DIGITALTECHNIK UND PROGRAMMIERUNG REPETITIONEN
OPERATIONSVERSTÄRKER
Frage
Mit einer externen Beschaltung (siehe
Abbildung 1) kann die sehr hohe Leerlaufverstärkung Vo eines Operationsverstärkers auf den Wert V verkleinert
werden. Bei dieser Beschaltung handelt es
sich um eine:
a) Rückkopplung
b) Mittkopplung
c) Entkopplung
d) Ankopplung
e) Gegenkopplung
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17.2
102
Frage
Wenn die Ausgangsspannung des
Operationsverstärkers in Abbildung 1
innerhalb der Speisespannung liegt und der
Operationsverstärker nicht begrenzt, hat die
Spannung Ud einen Wert in der Grösse von:
a)
b)
c)
d)
e)
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17.2
103
1V
1mV
 einige V
 einige  V
 1mV bis max. 12V
+12V
-12V
Abbildung 1:
Frage
Wie wird der Punkt S in der abgebildeten
Schaltung (Abbildung 1) bezeichnet?
+12V
-12V
Abbildung 1:
TG
17.2
104
Frage
Welche Aussagen treffen für die
eingezeichneten Ströme in der
Abbildung 1 zu?
a) I1  I 2
b) I 2   I1
c) I In kann in den meinsten Anwendungen
vernachlässigt werden.
d) I In  I1 (Ausgleichsstrom zur Masse)
e) Nach der 1. Kirchhoffschen Regel ist die
Summe aller Ströme im Punkt S = 0
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17.2
105
TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN
ELEKTRONIK, DIGITALTECHNIK UND PROGRAMMIERUNG REPETITIONEN
OPERATIONSVERSTÄRKER
Frage
Der Eingangswiderstand Re ( Re  U e / I1 ) der
abgebildeten Schaltung (Abbildung 1) ist:
+12V
a) Re immer höher als 1 M
b) Re  R1
c) Re  R1  R2
d) Re  ( R1  R2 ) /( R1  R2 )
-12V
Abbildung 1:
e) Re ist hauptsächlich abhängig vom
verwendeten Operationsverstärker
TG
17.2
106
Frage
Für die Spannungsverstärkung V der
Schaltung (Abbildung 1) sind folgende
Aussagen richtig:
a) Die
Verstärkung
kann kleiner als
|1| sein
b) V  ( R1 / R2 )
+12V
-12V
Abbildung 1:
TG
17.2
107
c) V  ( R2 / R1 )
d) V  1 ( R2 / R1 )
e) V  U a / U e
Frage
Gegeben: R1  10 k , R2  120 k , U e  0 ,5V
Gesucht: Ausganggsspannung U a
a) U a  0 ,6V
b) U a  0 ,6V
c) U a ist am positiven Anschlag also auf etwa
11 ....12V
d) U a  6V
e) U a  6V
TG
17.2
108
Frage
Alle realen Operationsverstärker haben nicht
100% symmetrische Eingänge. Um den
Ausgang genau auf 0V einzustellen muss man
daher eine kleine Spannungsdifferenz an die
Eingänge anlegen damit diese Unsymmetrie
kompensiert wird. Wie nennt man diese
Spannung (englisch)
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17.2
109
TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN
ELEKTRONIK, DIGITALTECHNIK UND PROGRAMMIERUNG REPETITIONEN
OPERATIONSVERSTÄRKER
Frage
U e sei eine sinusförmige Wechselspannung
mit einer Frequenz von 50Hz. R1  R2  10 k .
Welche Phasenverschiebung hat U a bezogen
auf U e in diesem Fall?
a)
b)
c)
d)
e)
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110
90
90
180
180
45 ( 3 dB  Punkt )
Frage
Gegeben: R1  10 k , R2  33 k , I1  0 ,2 mA
Gesucht: Ausganggsspannung U a
a) U a ist am positiven Anschlag ( 10 ....12V )
b) U a  8,6V
c) U a  8,6V
d) U a  6 ,6V
e) U a  6 ,6V
TG
17.2
111
TG
17.2
112
Frage
Welche der dargestellten OPV-Schaltungen
arbeitet als nichtinvertierender
Spannungsverstärker?
a)
b)
c)
d)
Frage
Die gegebene Schaltung eines RC-Generators
ist fehlerhaft. Welche Antwort enthält hierzu
die richtige Antwort?
R4 muss durch einen Kondensator
ersetzt werden
Der Phasenschieber muss aus vier
RC-Gliedern bestehen
Die Eingänge des
Operationsverstärker sind vertauscht
R5 muss durch einen Kondensator
ersetzt werden
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2
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17.2
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TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN
ELEKTRONIK, DIGITALTECHNIK UND PROGRAMMIERUNG REPETITIONEN
OPERATIONSVERSTÄRKER
Frage
Welche der gegebenen Aussagen zur
dargestellten Schaltungen ist richtig?
Die Spannung U12 wird integriert, wenn
S2 geschlossen und S1 geöffnet ist
Beim Öffnen von S1 und Schliessen von
S2 liegt am Ausgang sofort die U 2
Die Spannung U11 wird integriert, wenn
S1 geöffnet und S2 geschlossen wird
Die Schaltung differenziert die
Spannung, wenn S1 geschlossen und S2
geöffnet wird
TG
17.2
114
Frage
Welche Operationsverstärker-Schaltung ist in
der Abbildung dargestellt? Berechnen Sie den
Wert des Widerstandes R K !
RK

-
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U2=10V
RQ=10k
U1=2V
+
Frage
17.2
115
TG
Frage
17.2
116
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TECHNOLOGISCHE GRUNDLAGEN
ELEKTRONIK, DIGITALTECHNIK UND PROGRAMMIERUNG REPETITIONEN
OPERATIONSVERSTÄRKER
Frage
17.2
117
TG
Frage
17.2
118
TG
Frage
17.2
119
TG
Frage
17.2
120
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