OPV Schaltungen!

[niki1]

Hallo..

Wir lernen gerade in der SChule etwas über OPV Schaltungen , und mich würde mal brennend interessieren woher ich weiß was eine OPV Schaltung macht wenn ich sie das erste Mal sehe.

Habt ihr irgendwelche Tipps wie man die Schaltungen verstehen kann ?

Und wie berechnet man am besten OPV Schaltung.

Zum Beispiel diese Schaltung hier (Subtrahierer):

Wie berechne ich diese Schaltung ?

Mfg niki1

[Besserwessi]

Das berechnen vor OPV schaltungen kann relativ kompliziert werden, wenn man es genau nimmt. Oft reicht es aber einen Iedalen OPV anzunehmen. Dann gibt es für den OPV 2 zustände: entweder er schaft es das die der Ausgangs so ist, das die beiden Eingänge auf gleichem Potential sind, oder der Ausgang stößt an eine der Spannungsgrenzen.
Im idealfall fließt durch die Eingänge kein Strom.
Für viele Grundschaltungen,so wie die hier gezeigte gibt es aber auch schon fertige Formeln.

Für die Schaltung hier berechent man aus U2,R2,R4 die Spannung am nicht invertierenden Eingang.
Die Ausgangsspannung ergibt sich dann so dann wischen R1 und R3 die geleiche Spannung anliegt.

[niki1]

Hallo Besserwessi,

Ja wir gehen von idealen OPVs aus, nur will ich verstehen wie ich zu dieser Formel komme, denn irgendwann werde ich mal eine OPV Schaltung brauchen , die ich dann berechnen muss , wo ich dann leider keine Ahnung davon haben werde.

Deshalb will ich wissen wie man diese Formel herleitet (und wenn man einmal die Herleitung verstanden hat , kann man die ja auch auf andere OPV Schaltungen übertragen * denke ich halt*)

Ich habe ein Problem da ich nicht wirklich weiß wie ich ansetzten, bzw. weitermachen und aufhören soll.

Also , habt ihr vielleicht irgendwelche Tipps ?

Mfg niki1

[Besserwessi]

Der Teil mit U2,R2R4 ist ein einfacher Spannungsteiler, den in den Eingang fleißt idealerweise ja kein Strom. Also U+ = U2 * R4/(R2+R4).

Die Spannung am anderen Eingang kann man ähnlich berechenen:
U- = U1 * R3/(R1+R3) + UAus * R1/(R1+R3)

Wenn man jetzt U+=U- setzt und nach Uausg auflöst hat man die Lösung.

Der 2te Teil geht noch etwas einfacher über den Strom am Knoten des invertierende Eingangs. Die Summe der Ströme muss null geben, also:
0 = (U1-U+)/R1 - (UAus-U+)/R3

Die Methode über die Summe der Ströme geht bei praktisch jeder Schaltung. Man kriegt dann im allemeinen ein lineares Gleichungssystem mit den Spannungen als unbekannten.

[niki1]

Danke für all die Erklärungen. Werde mal die Tipps umsetzen.


Ich habe mir mal einen Tl082 besorgt.

Und wollte gleich einmal einen Dämmerungsschalter mit einem LDR bauen.

Der LDR hat bei Licht ~5k .

Durch den Spannungsteiler mit dem Ldr wird die Ue Spannung des Komperators eingestellt.
Denn bei Licht hat der Ldr ~5k somit würde für Ue etwas mehr als 6 V übrigbleiben -> er geht in die negative Sättigung (in dem Fall sollte es dann 0 V sein.)
Sobald es dann dünkler wird hat der LDR eine großen Widerstand, das heißt das am Spannungsteiler für den R13 weniger als 6V anliegen sollte und somit sollte er in die positive Sättigung gehen.

Oder habe ich mich geiirt?

Mfg niki1

[Besserwessi]

Ganz grob stimmen die Überlegungen. Aber:

So wie die Schaltung ist, ist die Spannung am + Eingang entweder 0 oder etwa 6 V. Wenn die Spannung einmal auf 0 V ist, wird sie da nicht mehr wegkommen, denn dazu müßten weniger als 0 am - Eingang sein. Man müßte also noch einen Widerstand (ca. 10-22 K) von den 12 V an den - Eingang.
Außerdem ist die Hysterese (auch mit dem Extra Widerstand) sehr groß, R11 wird man wahrscheinlich vergrößern wollen.

[niki1]

Hallo

Ich verstehe nicht ganz warum die Spannung dann nicht mehr wegkommen wird wenn sie bei 0 Volt ist ?

Und wie meinst du das mit der Hysterese ? Wenn ich den R11 größer mache verschiebt sich meine Schaltschwelle in die positive Richtung.

//Edit

Es funktioniert trotzdem nicht, ich hab am Ausgang immer ein High.


mfg niki1

[Besserwessi]

Der zusätzliche Widerstand gehört an den anderen Eingang des OPs, also an den Punkt zwischen R11 und R12. Da habe ich mich in der ersten Antwort vertan, werde ich da auch gleich ändern.

Durch R11 wird die schaltschwelle vom Ausgangszustand abhängig. Das ist in gewissen maßen eventuell gewünscht, damit man nicht schon bei kleinsten änderungen zwischen hell und dunkel umschaltet.

Es könnte sein das R11 in der Originalschaltung gar micht an den Ausgang sondern an +12 V gehen sollte. Das wäre dann die Schaltung ohne Hysterese.

[niki1]

Hallo.

Also ich habe jetzt einen zusätzliche WIderstand von 22k von 12V nach + Verschaltet (wie du es gesagt hast).

Also bei der Simulation stimmt es jetzt , jedoch verstehe ich noch immer nicht was für eine Funmktion dieser zusätzlicher Widerstand macht.

Mfg niki1