Operationsverstärker

Operationsverstärker, was ist das?

Operationsverstärker, oder auch OPV genannt, sind Halbleitergeräte, die häufig in analogen elektronischen Schaltungen verwendet werden. Sie funktionieren durch Empfang eines Eingangssignals und verstärken es in ein stärkeres Ausgangssignal. Operationsverstärker bieten einen Verstärker mit sehr hoher Spannungsverstärkung.

Wie funktionieren Operationsverstärker?

Operationsverstärker bieten mathematische Operationen wie Addition, Multiplikation, Differenzierung und Integration. Es handelt sich um Spannungsverstärker, die in der Regel einen Differenzialeingang und einen unsymmetrischen Ausgang aufweisen. Es gibt zwei Eingänge in einem Operationsverstärker, die als invertierende (–) und nicht invertierende (+) Eingänge bezeichnet werden. Wenn Sie die Spannung am invertierenden Eingang erhöhen, verringert sich die Ausgangsspannung. Wenn Sie alternativ die Spannung zum nicht invertierenden Eingang erhöhen, steigt die Ausgangsspannung. Wenn an beiden Eingängen eine gleiche Spannung anliegt, ändert sich der Ausgang nicht.

Wo werden Operationsverstärker eingesetzt?

Operationsverstärker haben eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten in elektronischen Schaltungen.

Klassifizierung von Operationsverstärkern

Es gibt vier Möglichkeiten, Operationsverstärker zu klassifizieren:

  • Spannungsverstärker nehmen eine Spannung auf und erzeugen eine Spannung am Ausgang.
  • Stromverstärker erhalten einen Stromeingang und erzeugen einen Stromausgang.
  • Transkonduktanz-Verstärker wandeln einen Spannungseingang in einen Stromausgang um.
  • Transwiderstandsverstärker wandeln einen Stromeingang um und erzeugen einen Spannungsausgang.

Hier sind einige Beispiele, wie OPVs verwendet werden:

  • Oszillatoren und Signalformgeneratoren
  • Audio- und Videofrequenz-Vorverstärker und -puffer
  • Integratoren
  • Komparatoren
  • Analog-Digital (ADC) und Digital-Analog (DAC) Wandler
  • Spannungsklemmen
  • Analoge Taschenrechner
  • Filter
  • Differenzierer
  • Präzisionsgleichrichter
  • Lineare Spannungsregler
  • Stromregler
  • Präzisionsgleichrichter
  • Präzisionsspitzenwertdetektoren

Was ist ein Differenzverstärker?

Operationsverstärker werden häufig als Differenzverstärker bzw. Subtrahierer bezeichnet, Ein deutliches Merkmal eines Differenzverstärkers ist seine Fähigkeit, unerwünschte Gleichtaktsignale zu entfernen, diesen Vorgang nennt man Gleichtaktunterdrückung (CMR). Im Gegensatz zu den meisten Verstärkertypen sind Differenzverstärker typischerweise in der Lage, Spannungen jenseits der Versorgungsschienen zu messen, und werden in Anwendungen eingesetzt, in denen große Gleich- oder Wechselspannungen im Gleichtakt vorhanden sind. Sie sind hervorragend einsetzbar für die Überwachung von Strom- und Spannung.

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