Invertierender OpAmp < Elektrotechnik < Ingenieurwiss. < Vorhilfe
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| Aufgabe | | Erläutere die Funktionsweise des invertierenden OpAmps. |
Hallo,
ich bin grade mal wieder an einer Hausarbeit, diesmal E-Technik.
Ich habe eine Frage zu den OpAmps, zum invertierenden im Speziellen.
Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.
Am -in liegt ein Signal an, das durch einen Widerstand mit dem Eingang verbunden ist, +in ist geerdet. Der output wird durch einen Feedback-Widerstand zurück zum -in geführt.
Nun kommt die Frage: Da das Feedback vom eigentlichen Eingnagssignal subtrahiert wird, ist die Spannung am Eingang 0. Richtig? Wie funktioniert das, wenn doch die Eingangsspannung 0 ist, wie kann dann noch was verstärkt werden? Es handelt sich ja in der ersten Stufe um einen Differentialverstärker.
Ich verstehe, dass das der virtual earth-Punkt ist, da dieser ja nicht direkt mit Erde verbunden ist, aber das gleiche Potential hat. Dennoch verstehe ich nicht, wie der Signalfluss im Verstärker dann ausschaut.
Die Eingangsimpedanz im Verstärker selbst ist dann unendlich groß, richtig? Da weder Strom noch Spannungsabfall zwischen den beiden Eingängen vorhanden sind.
Was ein Signal letztendlich dann als Eingangsimpedanz sieht, dürfte demnach nur der Widerstand sein, durch den das Signal mit dem Eingang verbunden ist (also direkt vor virtual earth), oder? Demnach ist die effektive Eingangsimpedanz abhängig vom gewählten Widerstand.
Warum ist die Ausgangsimpedanz 0 Ohm? Dies müsste doch dann eigentlich der Feedback-Widerstand sein?
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 19:09 Di 20.04.2010 | | Autor: | Infinit |
Hallo streicher,
bei der Betrachtung zum OpAmp musst Du Dir darüber im klaren sein, dass es sich hierbei um eine Idealvorstellung handelt, das in dieser Form in der Wirklichkeit wohl kaum vorkommen wird, dessen Verhalten aber dem wirklichen Verhalten so nahe kommt, dass man in der Schaltungstechnik damit rechnen kann. Der OpAmp wird hierbei als eine "Black Box" angesehen, die durch ihr Klemmenverhalten beschrieben wird, Fragen dazu, wie es denn in dieser "Black Box" aussieht, sind zwar erlaubt, werden aber nicht beantwortet. Ansonsten kommst Du in eine komplette Schaltungsanalyse rein, die dann natürlich auch typspezifisch ist.
Der ideale OpAmp hat einen unendlich hohen Eingangswiderstand, es fließt also kein Strom in ihn hinein. Die Differenzspannung zwischen dem invertierenden und dem micht-invertierenden Eingang stellt sich aufgrund der unendlich hohen Verstärkung so ein, dass diese gegen Null strebt.
Knackpunkt der Betrachtung ist die Voraussetzung, dass kein Strom in den OpAmp reinfließt und dass damit der Strom, der durch den Widerstand am Eingang fließt, nennen wir ihn R1, auch den Feedback-Widerstand, nennen wir ihn R2, fließt.
Damit gilt nach der Knotenregel:
$$ [mm] \bruch{U_1}{R_1} [/mm] = - [mm] \bruch{U_a}{R_2} [/mm] $$ oder etwas umgestellt
$$ [mm] U_a [/mm] = - [mm] \bruch{R_2}{R_1} U_1 \, [/mm] . $$
Deine Frage nach dem Signalfluss im Verstärker ist in diesem Zusammenhang nicht zu beantworten.
Der Eingangswiderstand dieser Schaltung ist dann genau der Widerstand R1, der Ausgangsiderstand ist dann 0 Ohm.
Viele Grüße,
Infinit
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