Operationsverstärker als nichtinvertierender Verstärker

Dies ist ein Gastartikel vom TeTeacher.
Ein Operationsverstärker hat drei Wichtige Anschlüsse, die seine Funktion durch Beschaltung von Widerständen, Kondensatoren oder einfach nur Verbindungen dieser Anschlüsse beeinflusst.

Durch eine Rückführung der Ausgangsspannung an den invertierenden Eingang des Operationsverstärkers, die sogenannte negative Rückkopplung oder Gegenkopplung, versucht der OP kontinuierlich den Spannungsunterschied zwischen invertierenden Eingang (-) und nichtinvertierenden Eingang (+) auf 0V zu halten.

Dies wird beim nichtinvertierenden Verstärker dadurch erreicht, dass sein Ausgang so viel Spannung ausgibt, dass durch den Spannungsteiler R1 und R2 am nichtinvertierenden Eingang die gleiche Spannung anliegt wie am invertierenden Eingang.

Die Ausgangsspannung ist also zum einen von der angelegten Eingangsspannung und dem Widerstandsverhältnis R2/R1 abhängig.

Wenn das Widerstandsverhältnis z.B. 1 beträgt (also beide Widerstände gleich groß sind) fällt an Widerstand R1 und R2 gleich viel Spannung ab. Dass nun am nichtinvertierenden Eingang die gleiche Spannung anliegt wie am invertierenden Eingang, muss die Ausgangsspannung doppelt so hoch sein wie die Eingangsspannung, da die Spannung am invertierenden Eingang nur über den Widerstand R2 abfällt.

Dieses Verhalten lässt sich auf jedes Widerstandsverhältnis ableiten.

Verstärkung=1+(R2/R1) bzw. Ausgangsspannung = Eingangsspannung x (1+R2/R1)

Beim nichtinvertierenden Verstärker gehen Eingangsspannung uns Ausgangsspannung auf unterschiedliche Eingänge, was dazu führt, dass wenn man eine positive Eingangsspannung anlegt auch eine positive Ausgangsspannung ausgegeben wird. Wenn eine negative Eingangsspannung angelegt wird, wird eine negative Ausgangsspannung ausgegeben. Er invertiert also NICHT, was man auch schon im Namen „nichtinvertierender“ erkennen kann.

Da die Formel „plus eins“ erhält kann mit diesem Verstärker keine Verstärkung unter eins realisiert werden. Man kann die Eingangsspannung also nicht dämpfen.

Das Video zum Operationsverstärker als nichtinvertierender Verstärker


Rechenschaltungen mit Operationsverstärkern


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Schritt für Schritt erklärt

Gegengekoppelte und mitgekoppelte Operationsverstärker

VIDEO-unterstützt



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