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Operationsverstärker als Nichtinvertierender Verstärker
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ToggleHier wird das Ausgangssignal durch einen Spannungsteiler auf den invertierenden Eingang zurückgekoppelt. Durch den Spannungsteiler wird das Ausgangssignal geteilt, was dazu führt, dass das Ausgangssignal verstärkt wird. Das Widerstandsverhältnis bestimmt den Verstärkungsfaktor.
Da der Eingangswiderstand eines OPV sehr groß ist, sind auch die Eingangsströme zu vernachlässigen. Somit gilt: I1 = I2 (1)
Da die Differenzspannung an den Eingängen des OPV Null ist, gilt: UR1 = Ue (2)
Damit ergibt sich die Ausgangsspannung Ua aus der Maschenregel:
Ua = UR1 + UR2 bzw. Ua = Ue + UR2
Aus I1 = I2 folgt mit dem Ohmschen Gesetz:
Übungsaufgaben OPV als nicht-invertierender Verstärker
Aufgabe 1:
Berechnen Sie die Ausgangsspannung z. R1 = 2 kΩ, R2 = 22 kΩ, Ue = - 500 mV
Aufgabe 2:
R1 = 2 kΩ, R2 = 22 kΩ, Ue = 1 V
- Wie gross ist die Spannungsdifferenz zwischen invertierendem und nichtinvertierendem Eingang im eingependelten Zustand ?
- Welcher Strom fliesst durch R2 ?
- Welche Spannung wird über R2 gemessen ?
Lsg Aufgabe 1:
Ua = (1 + R1 / R2) Ue = (1 + 22 kΩ / 2 kΩ) (-) 0,5 V = - 6V
Lsg Aufgabe 2:
Die Spannungsdifferenz zwischen invertierendem und nichtinvertierendem Eingang im stationärem Zustand ist 0 V.
Da der Eingangsstrom des OPV´s vernachlässigbar klein ist, gilt:
I2 = I1 = UR1 / R1 = Ue / R1 = 1 V / 2 kΩ = 0,5 mA
UR2 = I2 * R2 = 0,5 mA * 22 kΩ = 11 V