Hilfe bei Klausuraufgabe

[maveric4784]

Für die Schaltung sollen a) die statische Übertragungsfunktion (Basisstrom Transistor vernachlässigen) und b) welche Bauteile den Differenz-Anteil des Konstantstromes bestimmen gelöst werden.

Wäre schön wenn mir jemand helfen könnte:

[BernhardS]

Hallo,

das praktizieren wir so, daß Du einen Lösungsansatz hinschreibst und wir helfen dann ein wenig dazu bzw. Du sagst ganz genau welche Detailfrage Du nicht verstanden hast.

Bernhard

[maveric4784]

Wenn ich die Übertragungsfunktion aufstellen soll, muss ich die Formel für die Ausgangsspannung, abhängig von der Eingangsspannung erstellen. Ich weiß dass wir einen Nicht-invertierenden OPV haben. Leider haben wir bis jetzt immer mit imv. OPV's mit Gegenkopplung gerechnet.
Mit würde es einfach freuen, wenn mir jmd mal Schritt für Schritt erklären könnte wie die ÜF erstellt wird. Unser Lehrer kann es einfach nicht, so dass man es versteht. Er sagt nur immer: An dem Punkt geht's hoch, dadurch da runter...sollte klar sein, oder gibts Fragen.
Nur ist mir das leider nur sehr selten klar.

[Bernd]

Moin moin

vielleicht hilft Dir das http://www.elektronik-kompendium.de/ser ... 3A11&hl=de


gruß
bernd

[derguteweka]

Moin,

OK, hier mein Senf dazu:

1.) die Uebertragungsfunktion (UEF) von einer "komplizierten" Schaltung laesst sich oft einfacher berechnen, wenn du die Schaltung in kleinere Teilschaltungen zerlegst. Das geht auch hier ganz gut; z.b. einen Teil vor dem OP und einen Teil OP+Rest. Die Teilschaltungen sind dann in Kette geschaltet, die einzelnen Teil-UEFs werden dann einfach multipliziert, um die Gesamt-UEF zu kriegen.

2.) Was ist denn mit der statischen UEF gemeint? UEF bei Frequenzen nahe 0 - oder lieg ich da voellig falsch? - Wenn ja: dann gilt fuer die Berechnung: Die ganzen Kondensatoren koennen einfach ersatzlos weggelassen werden. Schon mal 2 Bauteile weniger, die Kopfschmerzen machen.

3.) Der Ausgang sieht mir stark nach einer Konstantstromquelle aus. Von daher ist das mit der UEF so eine Sache: Entweder du bildest H=Iout/Uin; dann hat die UEF aber eine Einheit, naemlich 1/Ohm (oder Siemens - hmm, ist da dann Osram noch mit dabei :-D ?)
Oder du nimmst als UEF Iout/Iin an... Das sind natuerlich 2 unterschiedliche Paar Stiefel.

4.) ideale OpAmps (und ich nehm mal an, dass das in der Schaltung so gemeint ist, tatsaechlich ist beim LM324 eigentlich nur der Preis fast ideal) sind "eigentlich ganz simpel" zu managen mit diesen paar Regeln:

* Es fliessen keine Stroeme in die Eingaenge oder aus ihnen heraus.

* Der Ausgang ist eine ideale Spannungsquelle mit Ri=0

* Jetzt wirds unwissenschaftlich, aber es hilft doch: Die Ausgangsspannung des OpAmps versucht sich immer so einzustellen, dass an beiden Eingaengen die Spannung gleich hoch ist. Das klappt auch bei den ueblichen Verstaerker- und Filterschaltungen. Bei Komperatoren/Schmitttriggern, etc. geht das schief, weil die Rueckkopplung so gestaltet ist, dass dem OpAmp dabei schwindelig wird. Deshalb muss sich der Ausgang dann an einer der Betriebsspannungen festhalten. und zwar an +Ub, wenn dann die Spannung am +Eingang (dem nichtinvertierenden) hoeher ist und an -Ub, wenn die Spannung am -Eingang hoeher ist. Letzteres gilt aber eben nur beim nichtlinearen Betrieb, denn sonst sind ja beide Eingangsspannungen immer automatisch gleich gross.

Gruss
WK

[maveric4784]

Danke ersteinmal für die ausführlichen Antworten.
Nur leider hilft mir das noch nicht wirklich weiter, weil ich die meisten Sachen schon wusste.
Mir geht es um den Schaltungsteil rundum den OPV ohne frequenzabhängige Bauteile.
Das Ergebnis soll dann Ua=x*Ue sein.

[derguteweka]

Moin,

Danke ersteinmal für die ausführlichen Antworten.
Nur leider hilft mir das noch nicht wirklich weiter, weil ich die meisten Sachen schon wusste.
Mir geht es um den Schaltungsteil rundum den OPV ohne frequenzabhängige Bauteile.
Das Ergebnis soll dann Ua=x*Ue sein.

Wie ich bereits schrub: Nachdem die Ausgangsstufe eine Konstantstromquelle ist, gibts keine vernuenftige UEF in der Form UEF=Uout/Uin
Der Ausgang ist ein STROOOOOOOOM - und da im Schaltbild nix eingezeichnet ist zwischen den Kontakten S1 und S2 ist das also eine leerlaufende Konstantstromquelle. Was ganz Kagge ist, ungefaehr so, wie wenn du eine Konstantspannungsquelle (z.b. Autobatterie, Steckdose, etc. kurzschliesst.)
Also kannst du hoechstens eine Uebertragungsfunktion Iout/Uin angeben. Sollte das gewuenscht sein, dann reicht dafuer die Aufgabenstellung, meine unwissenschaftlichen Tipps zum OpAmp und der gute alte Ohm und Kirchhoff.

Ich nehm mal an, dass eben zwischen S1 und S2 irgendwas haengt, was die Konstantstromquelle nicht vom korrekten Arbeiten abhaelt. Es koennte z.b. ein Kurzschluss sein. Kurzschluesse sind bei Konstantstromqellen nix schlimmes, so wie Leerlauf bei Konstantspannungsquellen. I ist der Strom durch dieses Etwas zwischen S1 und S2.

U3=Spannung am nichtinvertierenden Eingang des OpAmp,
U2=Spannung am invertierenden Eingang des OpAmp.

Dann ist UEF=I/U3 als Teil der UEF der Gesamtschaltung:
U3=U3 (Ach neee, wer haetts gedacht)
U2=-Ub+R6*I <= Weil der Basistrom vernachlaessigt werden soll, ist also Collectorstrom=Emitterstrom.
In meinem vorherigen Geschwaller stand ja, das er OpAmp versucht, seinen Ausgang so einzustellen, dass U2=U3. Weiterhin stand da, dass in die Eingaenge keine Stroeme reinfliessen oder rausfliessen. Deshalb kann auch kein Gleichspannung ueber dem R4 abfallen.Also ist U2 bei Frequenzen nahe 0 genausohoch wie die Spannung am Emitter.
Alzont isses "ganz simpel":

U3=U2=-Ub+R6*I

Bisschen umformen:
I=(U3+Ub)/R6
Dann ist halt I/U3, was wir ja haben wollen:
UEF=I/U3=((U3+Ub)/R6)/U3

So, und jetzt halt noch den ollen Spannungsteiler aus R1 und R2 mitdazuverwursteln und dann haste die Gesamt-UEF=Iout/UganzamEingangalsoamR1

Gruss
WK

[der mit den kurzen Armen]

umgezeichnet.GIF

Hier mal deine Schaltung um gezeichnet evl geht dir dann ein Seifensieder auf.