1. Meßverstärker

Meßverstärker Grundlagen, Operationsverstärker Kapitel 6/8http://www.pegasus-sys.net/FheServices.htm10. Verstärkungs- Bandbreite Produkt (gain bandwidth product) - v D •f GDie Übertragungsfunktion des OPVs entspricht im allgemeinen der eines Tiefpasses mit zwei dominierendenZeitkonstanten 20 und korrespondierenden Grenzfrequenzen f 2 und f 1. Liegt die obere (höherfrequente)Grenzfrequenz f 1 oberhalb der Transitfrequenz 21 f T so wird der OPV als voll (frequenz-) kompensiertbezeichnet. Fast alle am Markt befindlichen OPV Typen sind intern frequenzkompensiert, dies ermöglichteine Verwendung bei jeder Verstärkung ohne weitere äußere Kompensationsmaßnahmen (z.B.: Einsatz alsBufferverstärker mit Verstärkung v = 1.00).Für spezielle Anwendungen sind auch teilkompensierte OPVs verfügbar. Für diese darf die Verstärkung eingewisses Minimalmaß nicht unterschreiten (z.B.: LF357 v MIN = 5.00). Unterschreitet die Verstärkung dieMinimalverstärkung wird der Verstärker instabil und muß extern kompensiert werden.http://www.national.com/appinfo/linear/lineardesign_2002.pdfIn vielen Fällen existiert auch die Möglichkeit das dynamische Verhalten des OPV auf die jeweiligeAnwendung zu optimieren. Dies kann durch Einfügen eines Kondensators zwischen den hierfürvorgesehenen Anschlüssen (im allgemeinen pin5 und pin8) erfolgen.Abb. 7. Beispiel für den Verlauf der Leerlaufspannungsverstärkung v G und Phasenganges ϕ eines OPVsWie aus obiger Abbildung ersichtlich ist, steigt die Phasendrehung ϕ des Ausgangssignals oberhalb von f 1auf 180° Grad an. Dies bedeuten, daß aus der Signalgegenkopplung über das passive Rückkoppelnetzwerkeine Mitkopplung wird und der Verstärker deshalb nicht mehr stabil arbeiten kann. Es kommt zurAusbildung einer Schwingung am Ausgang des Systems, die nur mehr durch nicht lineare Effekte begrenztist – dies wird auch als „Schwingen“ der Ausgangsspannung U A bezeichnet.Um dies zu verhindern, muß die Leerlaufverstärkung v D für alle Frequenzbereiche mit ϕ ≥ 180° kleiner als1,00 oder 00dB sein. Ist diese Bedingung erfüllt, so spricht man von einem voll kompensierten OPV.20 Als untere Grenzfrequenz f 2 wird jene Frequenz verstanden, bei der die Leerlaufverstärkung v D auf einen Wert von –3 dB bezogen auf die Leerlaufverstärkung bei Gleichspannung abfällt. Beim unbeschalteten OPV liegt dieser Werttypischer Weise bei ~ 1 ... 10Hz. Die untere Grenzfrequenz f 2 wird durch die Gegenkopplung drastisch nach obenverschoben.21 Als Transitfrequenz f T wird jene Frequenz verstanden, bei der die Leerlaufverstärkung v D auf einen Wert von 1,00oder 00 dB abfällt. Es gilt hierbei auch U A = U E .C.Brunner - Elektrische Messtechnik Seite 11