In diesem Artikel geht es um das Addieren analoger Spannungen mit Hilfe eines Operationsverstärkers.
Mit Operationsverstärkern kann man nicht nur Spannungen verstärken, also mit einem konstanten Wert multiplizieren. Man kann mit OPV auch mehrere Spannungen addieren, bzw. mit einer anderen Schaltung auch subtrahieren.
Hier geht es also zunächst einmal um die Addition von analogen Spannungen.
Die einfachste, und auch häufig verwendete Schaltung ist die Operationsverstärkerschaltung als invertierender Addierer.
In der Rubrik Operationsverstärker findest Du weitere Videos mit Operationsverstärkerschaltungen.
Der Operationsverstärker als invertierender Addierer
Bei der Operationsverstärkerschaltung als invertierender Addierer ist das Ergebnis der Operation die Summe der Eingangsspannung, mal -1.
Ein Beispiel:
Wenn die beiden Eingangsspannungen U1=3V und U2=5V mit der Operationsverstärkerschaltung addiert werden, ist die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers Ua = -(U1+U2) = -8V.
Man addiert also die beiden Spannungen 3V+5V=8V und negiert das Ergebnis: Ua = -8V.
Herleitung der Formel zum invertierenden Addierer
Ausgehend vom einfachen invertierenden Verstärker kann man die Formel zum invertierenden Addierer leicht herleiten.
Wenn beim invertierenden Verstärker die beiden Widerstände gleich groß sind, ist die Ausgangsspannung gleich der invertierten Eingangsspannung: Ua=-Ue.
Wenn man nun eine zweite Eingangsspannung zur bereits gegebenen ersten Eingangsspannung über einen Widerstand mit dem gleichen Widerstandswert parallel schaltet, addieren sich die Stromstärken am Knotenpunkt der virtuellen Masse.
Diese nun erhöhte Stromstärke sorgt dann für einen erhöhten Spannungsabfall am Rückführungswiderstand des Operationsverstärkes. Und somit zur höheren Ausgangsspannung (mal -1, weil der Spannungsabfall von der virtuellen Masse zum Ausgang verläuft.
Das Video zum Operationsverstärker als invertierender Addierer
Im Video wird der Aufbau und die Funktionsweise des Operationsverstärkers als invertierender Addierer gezeigt.
Viel Spaß mit dem Video.
