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Operationsverstärker als Strom-Spannungs-Wandler
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ToggleDie folgende Schaltung, welche als Strom-Spannungswandler bzw. Transimpedanz-Wandler (TIA) bezeichnet wird, wandelt einen Eingangsstrom Ie in eine definierte Ausgangsspannung Ua um:
![Strom-Spannungswandler bzw. Transimpedanz-Wandler TIA](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_auto,q_glossy,ret_img,w_290,h_211/https://learnchannel-tv.com/wp-content/uploads/2024/04/Strom-Spannungswandler-bzw.-Transimpedanz-Wandler-TIA.png)
Strom-Spannungswandler bzw. Transimpedanz-Wandler TIA
Basis des Strom-Spannungswandler bildet der invertierende Verstärker. Da der Eingangsstrom des OPV vernachlässigbar klein ist, leiten wir aus der Knotenregel am invertierenden Eingang her: IR = - Ie
Anwendung des ohm´schen Gesetz:
Ua = UR = IR × R = - Ie × R
Damit ist klar, dass die Ausgangsspannung proportional zum Eingangsstrom ist. Das Verhältnis Eingangsstrom zur Ausgangsspannung wird durch den Widerstand R bestimmt.
Übungsaufgabe OPV als Strom-Spannungswandler
Nachfolgend sehen Sie eine OPV-Schaltung, welche ein Sensorsignal 4 ... 20 mA umwandelt in ein Spannugssignal von 0 bis 10 V.
![OPV als Strom - Spannungswandler - Übungsaufgabe Schaltung](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_auto,q_glossy,ret_img,w_747,h_356/https://learnchannel-tv.com/wp-content/uploads/2024/04/OPV-als-Strom-Spannungswandler-Ubungsaufgabe-Schaltung.png)
OPV als Strom - Spannungswandler - Übungsaufgabe Schaltung
- Welche Aufgaben haben diesen beiden OPV`s in dieser Schaltung?
- Welchen Vorteil bitet ein Sensor mit Stromsignal 4 bis 20 mA gegenüber einem Sensor mit Spannungssignal 0 bis 10 V?
- Ergänzen Sie im nachfolgenden Diagramm die Kennlinie U1 in Abhängigkeit vom Sensorsignal!
![OPV als Strom - Spannungswandler - Übungsaufgabe Diagramm](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_auto,q_glossy,ret_img,w_753,h_611/https://learnchannel-tv.com/wp-content/uploads/2024/04/OPV-als-Strom-Spannungswandler-Ubungsaufgabe-Diagramm.png)
OPV als Strom - Spannungswandler - Übungsaufgabe Diagramm
1. OPV1 Strom-Spannungswandler
2. Stromsignal kann auch über eine Signalleitung konstant bzw. stabil gehalten werden. Mindeststrom 4 mA bedeuted Drahtbruchsicherheit
3. Siehe Diagramm nachfolgend:
![OPV als Strom - Spannungswandler - Übungsaufgabe Lösung](https://sp-ao.shortpixel.ai/client/to_auto,q_glossy,ret_img,w_345,h_413/https://learnchannel-tv.com/wp-content/uploads/2024/04/OPV-als-Strom-Spannungswandler-Ubungsaufgabe-Losung.png)
OPV als Strom - Spannungswandler - Übungsaufgabe Lösung