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Elektrotechnik

Operationsverstärker

 

 

Einleitung

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Operationsverstärker sind analoge, aktive Bauelemente. Sie sind als integrierte Schaltung (IC) in Form eines Bauteils mit mehreren Anschlüssen erhältlich.

Operationsverstärker können als Bauelement für die verschiedensten Verstärkeraufgaben zur Spannungs- oder Leistungsverstärkung eingesetzt werden.
Bild: Operations-Verstärker (LM709CH) mit Bauform TBA 221 und TBA 222

Ursprünglich wurden für viele Anwendungsbereiche spezielle Verstärker entwickelt und aus konventionellen Bauteilen zusammen gebaut.

Operationsverstärker wurden zunächst nur in der Analogrechentechnik eingesetzt, da sie mit Hilfe ihrer äusseren Schaltung mathematische Operationen durchführen konnten. Dies hat den Begriff Rechenverstärker und Operationsverstärker geprägt.

Oft wird die Abkürzung OPV (Operations Verstärker) verwendet. Es sind aber auch Abkürzungen mit OP, OpVer, OV, OpAmp oder OA anzutreffen.

In der Zwischenzeit dehnten sich die Anwendungsgebiete weit über die Analogrechentechnik hinaus. Trotzdem wurde die Bezeichnung beibehalten. Der Anwendungsbereich umfasst Mess- und Regelungstechnik, NF-Technik, Signalformung und Signaländerung, Realisierung von Sinus- und Impulsgeneratoren.

Für dieses Kapitel sollten Sie bereits genügend Kenntnisse über elektronische Bauteile besitzen.
 

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Zusammenfassung

Erklärung zu den verschiedenen Operationsverstärkern.

Operationsverstärker (OPV) stammen ursprünglich aus der Analogrechentechnik. Grob gesehen, verstärken sie die an den Eingängen liegende Differenzspannung.

Es gibt ein invertierten (-) und nicht invertierten Eingang (+). Am invertierten Eingang (-) wird das Signal umgekehrt, beim nicht invertierten Eingang entspricht es dem Eingangssignal.

Ein OPV benötigt eine Versorgungspannung, welche zur Vereinfachung im Schaltplan oft nicht eingetragen ist. Der Ausgang liegt jeweils an der gemeinsamen Masse der beiden Spannungsquellen.

Durch die Beschaltung wird der OPV erst richtig interessant.
Mit der Rückkoppelung wird der Ausgang jeweils mit einem der beiden Eingänge verbunden. Dadurch entsteht eine Vielzahl verschiedenster praktischen Anwendungen:

Impedanzwandler - Nichtinvertierer - Invertierer - Konstantstromquellen - Summierverstärker - Strom-Spannungswandler - Differenzverstärker - Integrierer - Differenzierer

Ein Operationsverstärker ohne Rückkoppelung ist ein sogenannter Komparator. Seine Aufgabe ist es, die beiden Eingangsspannungen zu vergleichen und über ein digitalisiertes Ausgangssignal auszugeben.  

Quellen

DARC Batronix ELEXIS Elektronik-Kompendium Elektronik

 

Literatur

  • Operationsverstärker, Joachim Federau, 6 Aufl. Springer Vieweg Verlag, ISBN 978-3-8348-1643-6
  • Bauelemente - Elektronik 2, Klaus Beuth, Vogel Buchverlag, ISBN: 3-8023-1438-7
  • Grundschaltung - Elektronik 3, Beuth, Klaus/Schmusch, Wolfgang, ISBN 3-8023-0555-8
  • Elektronik im Kfz, Hamann, Lindemann, Kieser-Verlag, ISBN: 3-8242-4267-2
  • Elektrotechnik-Fiebel, Patrick Schnabel, Books on Demand GmbH, ISBN 3-8311-4590-2
  • Elektronik Grundlagen, Europa Verlag, ISBN 3-8085-3203-3
Schlagwörter
Operationsverstärker - OPV - OP - OpVer - OV - OpAmp - OA - Rechenverstärker - invertieren - nicht invertieren - Komparator - Spannungskomparator - Schalthysterese - Hysterese - Frequenzgangkompensation - Schmitt-Trigger - Schwellwertschalter - Schaltungsarten - Impedanzwandler - Spannungsfolger - Nichtinvertierer - Invertierer - Umkehrverstärker - Konstantstromquelle - Summierverstärker - Addierer - Spannungsstromwandler - Strom-Spannungswandler - Transimpedanzkonverter - Differenzverstärker - Subtrahierer - Frequenzabhängig - Integrierer - Integrator - Tiefpass - Differenzierer - Hochpass - Symbol - Schaltzeichen - Differenzverstärker - Treiberstufe - Verstärkerstufe - Gegentaktverstärker - Aufbau - aktiv - Bauelemente - IC - Rückkopplung - Gegenkopplung - Mitkopplung - Offset - Kompensation - Kenndaten - Anwendungen - Steuerung - Regelung - Messtechnik - Digitaltechnik - Aussteuergrenze - Referenzspannung - virtueller Nullpunkt - Verstärkungsfaktor - potentialfrei

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Aktualisierung 24.02.2015 13:49
aktualisiert: 2015-02-11