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Operationsverstärker

Ein Operationsverstärker ist ein mehrstufiger, hochverstärkender, galvanisch gekoppelter Differenzverstärker. Er kann sowohl Gleichspannung als auch Wechselspannung verstärken!
Der OP hat einen postiven und eine negativen Eingang. Die Differenz der beiden Spannungen wird verstärkt auf dem Ausgang ausgegeben. Da die Verstärkung eines OPs sehr hoch ist, wird diese über eine Gegenkopplung(Widerstand vom Ausgang zum neg. Eingang) angepaßt.
Über eine entsprechende Beschaltung kann man mit OPs neben den Grundschaltungen, wie Addierer und Subtrahierer, auch Filterschaltungen oder komplette Regler aufbauen.

Aufbau

Operationsverstärker haben als Eingangsstufe immer einen Differenzverstärker. Danach kommt eine zweite Verstärkerstufe, eine Kurzschlußsicherung und am Ausgang ein Gegentaktverstärker.
Ein OP ist prinzipiell immer so aufgebaut. Dies variiert nur bei den verschiedenen Anwendungsgebieten.

Prinzip eines OPs

Ansteuerung

Ansteuerung eines OPs

Viele Operationsverstärker vertragen am Eingang nicht mehr Spannung als die Betriebsspannung beträgt.
Aus diesem Grund müssen bei Versuchszwecken zuerst die Eingangssignale entfernt werden, bevor die Betriebsspannung abgeschaltet wird.

Frequenzabhängigkeit

Passverhalten des OPs Bodediagramm
Bodediagramm
Das Bodediagramm ist der Amplitudenfrequenzgang und der Phasenfrequenzgang einer komplexen Größe, wobei die Frequenz(auf der X-Achse) logarithmisch eingeteilt wird, um einen möglichst großen Bereich mit guter Genauigkeit darstellen zu können.
Auf der Y-Achse wird die Amplitude aufgetragen, wobei die Einteilung der Achse auch logaritmisch gewählt wird.
Bei zu hoher Frequenz ist keine Verstärkung mehr möglich!

Leerlaufverstärkung

V0 ~ 105

Eine sehr kleine Spannung am Eingang bewirkt voll Aussteuerung des OP!
Der Arbeitspunkt ist im unbeschaltetem Zustand nicht stabil.

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