ELA5-OpAmp

HTI Burgdorf 3-8
Analoge Systeme 2 (ELA5)
Operationsverstärker
Beim Gewichtsfaktor g 12
erkennt man die Verstärkung des nicht invertierenden Teiles v UNI
.
Bei der Dimensionierung muss die Randbedingung für die Gewichtsfaktoren eingehalten werden:
g
+ ≤
11
g12 1
(3-18)
Die Schaltung kann durch Erweitern im invertierenden wie auch im nicht invertierenden Teil mit
zusätzlichen Eingängen zu einem Summier-Differenzverstärker erweitert werden. Die Dimensionierung
wird aber bei zusätzlichen nicht invertierenden Eingängen durch die zu lösenden Gleichungssysteme
aufwändig. Im übertragenen Sinne gilt auch für erweiterte Systeme die Randbedingung nach (3-18)
wonach die Summe der positiven und negativen Gewichte ≤1 sein muss.
Ein weiterer Nachteil dieser Schaltung ist die schlechte Abgleichbarkeit der Verstärkung und der
niedrige Eingangswiderstand. Diese Nachteile weist die Zusammenschaltung zum Instrumentenverstärker
nicht auf.
Beispiel 3-4: Differenzverstärker mit 4 Eingängen
Zu realisieren ist die nachfolgende Transferfunktion mit einer Differenzverstärkerschaltung..
u2 =−2u11 − 4u12 + u13
+ 2u14
Lösung:
Die Transferfunktion erfüllt die erweiterte Randbedingung nach (3-18) und ist somit mit einer Struktur
nach Bild 3-8 realisierbar.Die Schaltung wird um je einen invertierenden und nicht invertierenden
Eingang erweitert. Die prinzipielle Schaltung wird somit nach Bild 3-9:
u 14
g 14
R 5
u 11
g 11
R 1
u 12
u 13
g 12
g 13
R 3
R 4
R 6
R 2
u 2
Bild 3-9: Differenzverstärkers mit vier Eingängen nach Beispiel 3-4.
Der invertierende Teil wird mit Erweiterung von (3-15),(3-16) berechnet..
R
−R R −R
2
= = R = = R
2 4
2 2 2
11 12
g11 g12
Mit Superposition erhält man für die Gewichtsfaktoren des nicht invertierenden Teiles die
Beziehungen:
g
g
13
14
R ⎛ ⎞
5
R6 R5 R6 R2
= ⋅ vUNI
= 1 +
⎜
R + + ⎟
4
R5 R6 R4 R5 R6 ⎝ R1 R3
⎠
R ⎛ ⎞
4
R6 R4 R6 R2
= ⋅ vUNI
= 1 +
⎜
R + + ⎟
5
R4 R6 R5 R4 R6 ⎝ R1 R3
⎠
Ausgabe: 10.08.2004,G.Krucker