Ingenieurwissenschaften Elektrotechnik – Operationsverstärker
Karteikarten zum Thema „Ingenieurwissenschaften“ · 15 Karten · von atrio. Beispiele: Was ist ein Operationsverstärker (Op-Amp)? · Welche drei Eigenschaften d…
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15 KartenWas ist ein Operationsverstärker (Op-Amp)?
Rückseite
Ein differenzieller Hochverstärker mit zwei Eingängen (invertierend, nicht-invertierend) und einem Ausgang, der die Differenz der Eingangsspannungen mit sehr hoher Verstärkung ausgibt.
Welche drei Eigenschaften definieren den idealen Op-Amp?
Rückseite
Unendliche offene-Loop-Verstärkung, unendlicher Eingangswiderstand, null Ohm Ausgangswiderstand – plus unendliche Bandbreite und null Offsetspannung.
Was besagen die zwei goldenen Regeln für Operationsverstärker mit negativer Rückkopplung?
Rückseite
1. Die Spannung zwischen den Eingängen ist virtuell null (virtueller Kurzschluss). 2. In die Eingänge fließt kein Strom (unendlicher Eingangswiderstand).
Wie berechnet man die Verstärkung eines invertierenden Verstärkers?
Rückseite
V_out / V_in = -R_f / R_in (minus Vorzeichen durch Phasenumkehr, Rückkopplungswiderstand geteilt durch Eingangs-Widerstand).
Wie lautet die Verstärkungsformel eines nicht-invertierenden Verstärkers?
Rückseite
V_out / V_in = 1 + R_f / R_1 (immer ≥ 1, keine Phasenumkehr, Rückkopplungsteiler aus R_f und R_1).
Welche Funktion erfüllt ein Spannungsfolger (Buffer)?
Rückseite
Verstärkung 1, hohe Eingangs- und niedrige Ausgangsimpedanz – entkoppelt Quelle von Last ohne Spannungsänderung.
Was macht ein Summierverstärker (invertierend)?
Rückseite
Addiert mehrere Eingangsspannungen gewichtet mit ihren Eingangs-Widerständen: V_out = -R_f * Σ(V_i / R_i).
Wie arbeitet ein Differenzverstärker (Subtrahierer)?
Rückseite
Verstärkt die Differenz zweier Eingänge: V_out = (R_2/R_1) * (V_2 - V_1) bei symmetrischer Widerstandsdimensionierung.
Was ist das Gewinn-Bandbreite-Produkt (GBW) eines Op-Amps?
Rückseite
Konstantes Produkt aus offener-Loop-Verstärkung und -3-dB-Frequenz; bei geschlossener Rückkopplung bestimmt GBW die erreichbare Bandbreite bei gegebener Verstärkung.
Welche Bedeutung hat die Slew-Rate (SR) für den Operationsverstärker?
Rückseite
Maximale Spannungsänderungsrate am Ausgang (V/µs); begrenzt Großsignalfrequenz und verursacht Slewing-Induced Distortion bei schnellen Flanken.
Was beschreibt der Common-Mode Rejection Ratio (CMRR)?
Rückseite
Verhältnis von Differenz- zu Gleichtaktverstärkung (in dB); misst, wie gut der Op-Amp Störungen unterdrückt, die auf beiden Eingängen gleichphasig auftreten.
Welche Hauptfehlerquellen realer Op-Amps gibt es am Eingang?
Rückseite
Eingangs-Offsetspannung, Eingangs-Biasströme, Eingangs-Offsetstrom, Eingangsspannungs- und -stromrauschen – verursachen DC-Fehler und Rauschen.
Wie wirkt sich negative Rückkopplung auf Eingangsimpedanz und Bandbreite aus?
Rückseite
Erhöht die differentielle Eingangsimpedanz (bei nicht-invertierender Schaltung) und erweitert die geschlossene-Loop-Bandbreite proportional zum Rückkopplungsfaktor.
Was ist ein Integrator-Schaltkreis mit Op-Amp?
Rückseite
Rückkopplung durch Kondensator C, Eingangswiderstand R: V_out = -1/(RC) ∫ V_in dt – integriert das Eingangssignal zeitlich.
Wann wird ein Operationsverstärker als Komparator eingesetzt?
Rückseite
Ohne negative Rückkopplung (open-loop), um zwei Spannungen zu vergleichen; Ausgang schlägt in Sättigung (High/Low) je nach Vorzeichen der Differenz.