In diesem Artikel und dem dazu gehörenden Video-Tutorial geht es um die eher ungewöhnliche Schaltung des Operationsverstärkers als nicht invertierender Addierer.
Die „normale“ Schaltung, also die eher geläufige Schaltung, um mit einem Operationsverstärker Spannungen zu addieren ist der Einsatz des Operationsverstärkers als invertierender Addierer.
Die Ausgangsspannung dieser Schaltung ist dann die Summe der Eingangsspannung mal (-1).
Diese Ausgangsspannung ist also negativ. Das Minuszeichen wird dann normalerweise durch die weitere Beschaltung wieder ausgeglichen, oder mit einem invertierenden Verstärker wieder aufgehoben.
Hat man keine weitere Beschaltung, die den negativen Faktor wider aufhebt, und möchte man mit nur einem Operationsverstärker auskommen, bietet sich die Verwendung des hier beschriebenen Operationsverstärker als nichtinvertierender Addierer an.
Operationsverstärker als nicht invertierender Addierer
Basis der Schaltung ist ein nichtinvertierender Verstärker. So vermeidet man zumindest schon einmal das Minuszeichen.
Der Trick ist nun folgender.
Durch die Zusammenschaltung der Eingangsspannungen in einer Sternschaltung erhält man im Sternpunkt den Mittelwert der Eingangsspannungen. Dies kann man beispielsweise mir dem Überlagerungsverfahren zeigen.
Im Sternpunkt hat man also die Summe der Eingangsspannungen geteilt durch die Anzahl der Eingangsspannungen. So ist ja der Mittelwert definiert.
Das Ziel der Schaltung soll aber die Summe der Eingangsspannung sein.
Um dies zu erreichen muss man also nur mit der Anzahl der Eingangsspannungen multiplizieren und man erhält das gewünschte Ergebnis.
Video zum Operationsverstärker als nichtinvertierender Addierer
Im Video wird der Aufbau eines nichtinvertierenden Verstärkers mit PSPICE simuliert.
In dem Beispiel werden drei Eingangsspannungen
U1=1V
U2=2V
U3=6V
addiert.
Zunächst wird in einer Sternschaltung der Mittelwert der Spannung gebildet.
Um = (U1+U2+U3) / 3 = (1V + 2V + 6V) / 3 = 9V/3 = 3V
Anschließend wird dieser Mittelwert mit der Anzahl der Eingangsspannung multipliziert.
3V x 3 = 9V.
Man erhält also wie gewünscht am Ausgang die Summe der Eingangsspannungen 1V+2V+6V = 9V
Viel Spaß mit dem Video.
