vorläufiges Skript zur Vorlesung ES1 - Elektrotechnik
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Skript zur Vorlesung ES1, Fassung vom 9.Mai 2006, Prof.Dr.Arnold, FB1, FH-Ge 36 Bei den Abkürzungen stehen V für ”voltage”(Spannung) und C für ”current”(Strom). Der erste Buchstabe bezeichnet den Eingang, der zweite den Ausgang des OP. Wenn im Folgenden von OP gesprochen wird, so sind damit normale Op, also spannungsgesteuerte Spannungsquellen (VV-OP) gemeint. Von einigen Ausnahmen für Spezialfälle haben OP sehr hohe Verstärkungen, die zudem großen fertigungstechnischen Schwankungen unterliegen, so dass sie schon aus diesem Grund nicht ohne Zusatzbeschaltung betrieben werden können. Im folgenden wird gezeigt, wie durch äußere Zusatzbeschaltungen sehr präzise, funktionelle Schaltungen aufgebaut werden können. Folgende De…nition für einen OP sei gewagt. De…nition 4 Ein Operationsverstärker ist eine gesteuerte Quelle die im allgemeinen einen hohen Übertragungsfaktor aufweist. Die Eigenschaften einer Schaltung mit Operationsverstärkern werden ausschließlich durch die äußere Beschaltung festgelegt. Der nakte Operationsverstärker verhält sich funktionsneutral. VV-OPs haben im Hochfrequenzbereich erhebliche Nachteile gegenüber CC-OPs, sind aber am weitesten verbreitet und stellen geradezu den Prototyp 10 eines OP dar. Spricht man von einem Operationsverstärker, so meint man i.a. einen VV-OP. 4.2 innerer Aufbau von VV-OP 4.2.1 Symbolik und Anschlüsse Wie in Tabelle angegeben, stellt ein VV-OP eine spannungsgesteuerte Spannungsquelle dar. Schaut man in die Datenbücher der Hersteller, so …ndet man diese OP unter Namen, wie ”normale OP”, ”universal OP” oder einfach unter OP wieder. In der folgenden Abbildung ist ein typischer OP-Baustein wie im Datenblatt dargestellt. 10 In der Tat wurde der weltweit erste OP - der legendäre OP741 - als VV-OP also als spannungsgesteuerte Spannungsquelle aufgebaut und in den Folgejahren immer weiter verbessert.
Skript zur Vorlesung ES1, Fassung vom 9.Mai 2006, Prof.Dr.Arnold, FB1, FH-Ge 37 Es handelt sich dabei um einen VV-OP der Firma Burr-Brown mit der Bezeichnung OPA227.Die Belegung der Anschlüsse (Pinbelegung) ist typisch für OP mit 8 Anschlüssen und stellt einen gewissen Standart dar. Zunächst ist in dieser Dartellung keine gesteuerte Quelle zu erkennen; sie hat im Zusammenhang mit OP ihre eigene Symbolik. Für den VV-OP wird das in der folgenden Abbildung verwendete Dreieckssymbol verwendet. Da die beim OPA277 vorhandenen O¤setanschlüsse nicht bei jedem OP zur Verfügung stehen, werden sie im folgenden weggelassen; auf ihre Bedeutung wird später noch eingegangen. Letztlich bleiben 5 Anschlüsse, die beim OP zur äußeren Beschaltung zur Verfügung stehen, nämlich die beiden Anschlüsse für die Steuerspannung (+In und -In), der Ausgang der gesteuerten Quelle (Output) und die beiden Anschlüsse für die Versorgungsspannung des OPs. Da die Versorgungsspannungsanschlüsse bei jedem OP zwangsläu…g vorhanden sein müssen, werden auch sie oft nicht eingezeichnet und es ergibt sich das häu…g verwendete OP Symbol mit lediglich drei Anschlüssen. Wie man erkennt, ist die gesteuerte Seite der Quelle nur mit einem Anschlußnach aussen geführt, der zweite dagegen innerhalb des OPs an eine Spannung11 von ca. V++V 2 angeschlossen. I.d.R. wird dieser Anschlußals Masseanschlußkentlich gemacht, obwohl er nicht exakt auf Masse liegt. Es wird im Folgenden gezeigt, dass es bei OP nicht sehr entscheidend ist, auf welchen Potential sich die innere Masse be…ndet. 11 Es wird später gezeigt werden, dass der genaue Spannungswert unerheblich ist.
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<strong>Skript</strong> <strong>zur</strong> <strong>Vorlesung</strong> <strong>ES1</strong>, Fassung vom 9.Mai 2006, Prof.Dr.Arnold, FB1, FH-Ge 37<br />
Es handelt sich dabei um einen VV-OP der Firma Burr-Brown mit der Bezeichnung OPA227.Die<br />
Belegung der Anschlüsse (Pinbelegung) ist typisch für OP mit 8 Anschlüssen und stellt einen<br />
gewissen Standart dar. Zunächst ist in dieser Dartellung keine gesteuerte Quelle zu erkennen; sie<br />
hat im Zusammenhang mit OP ihre eigene Symbolik. Für den VV-OP wird das in der folgenden<br />
Abbildung verwendete Dreieckssymbol verwendet.<br />
Da die beim OPA277 vorhandenen O¤setanschlüsse nicht bei jedem OP <strong>zur</strong> Verfügung stehen,<br />
werden sie im folgenden weggelassen; auf ihre Bedeutung wird später noch eingegangen. Letztlich<br />
bleiben 5 Anschlüsse, die beim OP <strong>zur</strong> äußeren Beschaltung <strong>zur</strong> Verfügung stehen, nämlich die<br />
beiden Anschlüsse für die Steuerspannung (+In und -In), der Ausgang der gesteuerten Quelle<br />
(Output) und die beiden Anschlüsse für die Versorgungsspannung des OPs. Da die Versorgungsspannungsanschlüsse<br />
bei jedem OP zwangsläu…g vorhanden sein müssen, werden auch sie oft<br />
nicht eingezeichnet und es ergibt sich das häu…g verwendete OP Symbol<br />
mit lediglich drei Anschlüssen. Wie man erkennt, ist die gesteuerte Seite der Quelle nur mit<br />
einem Anschlußnach aussen geführt, der zweite dagegen innerhalb des OPs an eine Spannung11 von ca. V++V<br />
2 angeschlossen. I.d.R. wird dieser Anschlußals Masseanschlußkentlich gemacht,<br />
obwohl er nicht exakt auf Masse liegt. Es wird im Folgenden gezeigt, dass es bei OP nicht sehr<br />
entscheidend ist, auf welchen Potential sich die innere Masse be…ndet.<br />
11 Es wird später gezeigt werden, dass der genaue Spannungswert unerheblich ist.
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