Grundlagen des Operations-Verstärkers

Der Operations-Verstärkers setzt sich aus dem Differenz- und Gegentakt-Verstärker zusammen.

Hierbei wird nur ein Ausgang des Differenz-Verstärkers weitegeführt und soll die Eingangsspannung verstärken.

Die Gegentakt-Verstärker wird zur Stromverstärkung eingesetzt. Das Schaltbild und die Funktion wird im Tutorial von mg-spots.de verdeutlicht.

Operations-Verstärker (OP, OpAmp)

Der Operations-Verstärker wird als Block dargestellt und wird auch „Black Box“ genannt. Es gibt ein altes und ein neues Schaltsymbol. Das neue Schaltsymbol ist genormt nach DIN 40900. Die Vor- und Nachteile werden genannt und auf typische Fehler beim Zeichnen des Symbols hingewiesen wird.

Invertierender Verstärker – Nichtinvertierender Verstärker

In der Medizin haben sie in der Messtechnik eine hohe Bedeutung. Doch ihren Namen haben sie erhalten, weil sie sehr vielseitig eingesetzt werden können und häufig nur sehr wenige zusätzliche elektronische Bauteile nötig sind. Sie können verwendet werden zum:

  • Addieren
  • Subtrahieren
  • Multiplizieren
  • Integrieren
  • Differenzieren
  • Und viele weitere Möglichkeiten

Auch können sie als aktiver Filter, konstante Spannungsquellen und konstante Stromquellen eingesetzt werden. All diese Schaltungen können auf zwei Grundschaltungen zurückgeführt werden. Dabei wird im Video auf diese zwei Schaltungen ausführlich eingegangen.

Umkehr-Integrierer – Umkehr-Differenzierer

Neben der Grundschaltung gibt es auch den Umkehr-Integrierer und den Umkehr-Differenzierer. Diese Schaltung unterscheidet sich nur in einem Bauteil. So wurde der Widerstand durch einen Kondensator ersetzt. Passend dazu wird auch noch der Unterschied zum Umkehr-Addierer und Differenz-Verstärker aufgezeigt.

OP als Komparator

Der nichtgeschaltete Operations-Verstärker kann zum Beispiel in der Wheatstone-Messbrücke zwei unterschiedliche Spannungen miteinander vergleichen. Er dient in diesem Zusammenhang als Komparator.

Daten und Anschlussbilder des Operations-Verstärkers

Die wichtigsten Daten im Überblick:

  • Open Loop Gain: typisch 200.000
  • Betriebsspannung: +/- 5 …. 18 V
  • Ausgangs-Widerstand: ca. 70 Ohm
  • Ausgangsstrom: max. ca. 25mA
  • Ob. Grenzfrequenz: ca. 1 Mhz
  • Transistoren: ca. 20 Stück

Es gibt den Verstärker in verschiedenen Gehäusen und unterschiedlicher Anzahl von Polen (8-polig SMD-Gehäuse, 14-polig SMD-Gehäuse, 8-polig DIL-Gehäuse, 14-polig DIL-Gehäuse).

Rechenschaltungen mit Operationsverstärkern


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Schritt für Schritt erklärt

Gegengekoppelte und mitgekoppelte Operationsverstärker

VIDEO-unterstützt