ELA5-OpAmp

HTI Burgdorf 3-6
Analoge Systeme 2 (ELA5)
Operationsverstärker
3.4.3 Messtechnische Bestimmung der Leerlaufverstärkung
Eine direkte Messung der Verstärkung ohne Rückführung erweist sich bei handelsüblichen
Operationsverstärkern als schwierig. Bereits kleinste Störeinflüsse können das Resultat stark
verfälschen. Besser ist eine indirekte Messung eines geeignet beschalteten Verstärkers. Aus dem
Messwert wird dann direkt die zugehörige Leerlaufverstärkung A berechnet. Dieses Verfahren ist
präzise und sowohl für DC wie auch für höhere Frequenzen geeignet.
R 1
R 2
u 2
u 1
R 3
R 4
Bild 3-5: Messschaltung zur Bestimmung der
Leerlaufverstärkung eines Operationsverstärkers.
Die Schaltung wird sinnvollerweise auf Einheitsverstärkung dimensioniert, d.h. R 1
=R 2
. R 3
ist
wesentlich grösser als R 4
. Für handelsübliche Operationsverstärker sind Werte R 1
=R 2
=100kΩ,
R 3
=10kΩ und R 4
=100Ω praktikabel. Bei kleinen oder sehr grossen Leerlaufverstärkungen kann das
Widerstandsverhältnis R 3
/R 4
entsprechend angepasst werden, so dass gut messbare Verstärkungen
erreicht werden.
Mit einem Knotenansatz findet man für die Schaltung nach Bild 3-5 die Gleichung für die Leerlaufverstärkung:
( + + ) + ( + )
R R R R R R R
A =
⎛ R ⎞
2
R4⎜R1
+ ⎟
⎝ v
U ⎠
1 2 3 4 2 3 4
(3-12)
Beispiel 3-3: Bestimmung der Leerlaufverstärkung A.
Man bestimme die Lerlaufverstärkung eines Operationsverstärkers aus der Messschaltung mit den
Werten nachBild 3-6.
R 1
R 2
u 2
u 1
R 3
1V
100k
10k
100k
100
R 4
-0.45413V
Bild 3-6: Messschaltung und Werte zur Bestimmung der
Leerlaufverstärkung in Beispiel 3-3.
Lösung
Die Werte werden direkt in (3-12) eingesetzt:
A
( + + ) + ( + ) 100 ( 100 + 10 + 100) + 100 ( 10 + 100)
R R R R R R R K K K K K
1 2 3 4 2 3 4
= =
⎛ R ⎞ ⎛ 100K
⎞
R R 100 100K
+
⎝ v ⎠
2
4⎜
1
+ ⎟
⎜ ⎟
−0.45413
U
⎝
⎠
= 999.99 ≈ 1000
Ausgabe: 10.08.2004,G.Krucker