Der Einfachheit halber, nehmen wir hier einen Widerstand. Dreht man nun einen der beiden Potis nach links, wird eine der beiden Leuchtdioden aufleuchten. Wird der Poti dagegen nach rechts gedreht, leuchtet die andere LED auf. Differenzverstärker mit offset. Dieses Verhalten kommt daher, dass der Verstrker bei positiver Eingangsspannungsnderung, am Ausgang eine positive Differenz darstellt, bei einer negativen Eingangsspannungsnderung wird dementsprechend eine negative Differenz ausgegeben. Wobei positive bzw. negative Ausgangsspannung vom Anschluss der Schaltung abhngig ist. In der Regel wird an einem Eingang ein Referenzwert angelegt und der andere dient dementsprechend als Messeingang. Dementsprechend muss dann auch der Ausgang betrachtet werden. Wie kommt es aber nun zu diesem Verhalten?
Die einfache Signalübertragung zwischen Geräten erfolgt unsymmetrisch. Eine Leitungsader führt das Signal, die Zweite verbindet die Schaltungsmassen der Komponenten. Die Koaxialleitung ist eine so geschirmte Leitung. Auch die geschirmten Doppeladern, wo eine Ader das Signal und die Zweite die Schaltungsmassen verbindet und oft mit dem äußeren Schirm verbunden ist, funktioniert so. Sind die einwirkenden elektromagnetischen oder elektrostatischen Störfaktoren groß genug, dann werden sie, wenn auch abgeschwächt, das Signal überlagern. Operationsverstärker - Addierer/Subtrahierer - Op Amp - OPV - Oszilloskop - Unterricht - Lernmaterial - Mikrocontroller - Physik - MINT. Wird das zu übertragene Signal symmetrisch aufbereitet, so führt eine Leiterader das Signal und die Zweite das dazu invertierte Signal, wobei der Messbezug die Gerätemasse ist. Die Signalübertragung selbst ist von der Gerätemasse oder einer auf Masse(Erdung) zusätzlichen Schirmung des Adernpaars unabhängig. Wirken elektrische Störungen auf die Leitung ein, so erhalten beide Signale die Störgröße in gleicher Polarität, also zueinander nicht invertiert. In den Gerätekomponenten wird das symmetrische Eingangssignal einem Differenzverstärker zugeführt und in ein asymmetrisches Signal gewandelt.
Der Emitterwiderstand kann auch durch eine Konstantstromquelle ersetzt werden. In den folgenden Schaltungen wird auf die Darstellung der Konstantstromquelle verzichtet. Legt man an die beiden Eingänge des Differenzverstärkers vollkommen identische Spannungen an (Gleichtaktspannungen), dann sollte die Ausgangsspannung bei einem idealen Differenzverstärker Null betragen. Die Signale würden sich gegenseitig kompensieren. Das setzt voraus, dass die beiden Transistoren absolut identisch sind. Da es wegen Exemplarstreuung eher unwahrscheinlich ist zwei absolut identische Transistoren zu finden, wird über ein Poti (P) im Emitter-Dreieck der Schaltung, die Verteilung des Konstantstroms eingestellt. In einem integrierten Operationsverstärker sind alle Transistoren auf einem Chip. Daher sind ihre Parameter in einem hohen Maß identisch. Trotzdem gibt es grundsätzlich die selben Probleme, die man als DC-Offsetspannung bezeichnet. Differenzverstärker. Für einen genauen Abgleich kommt ebenfalls ein Poti zum Einsatz. Differenzverstärker im Differenzbetrieb Wird an einem der Eingänge eine Spannung angelegt und der andere Eingang auf 0V gelegt, dann entsteht eine Differenzspannung U a.
Welches Bild ergibt sich am Ausgang des Op-Amps? Bestimme die Amplitude und Frequenz der Schwingung am Ausgang. Ergebnisse Die auf dem Oszillogramm sichtbaren Schwingungen zeigen die folgenden beiden Abbildungen. Abbildung 3 - Addierer-Schaltung; alle Ri = 10kOhm; fE1 = 30Hz, fE2 = 1kHz Die Amplitude der 1kHz-Schwingung beträgt ca. 2, 5V und die der 30Hz-Schwingung ca. 1, 2V. Die Verstärkung ist bei gleichgroßen Widerständen 1. Abbildung 4 - Addierer-Schaltung; R1 = R3 = 10kOhm; R2 = 18kOhm, fE1 = 30Hz, fE2 = 1kHz Die Frequenz der beiden Eingangssignale hat sich am Ausgang nicht verändert. Die Amplitude der Ausgangsspannung hat sich von 2, 49V auf 4, 52V erhöht (siehe Lineallegende in Abb. Differenzverstärker mit offset die. 4). Dies entspricht dem eingestellten Verstärkungsfaktor von 1, 8. 2 - Temperaturmessung mit einem NTC NTC (negative temperature coefficient), Heißleiter oder Thermistoren sind Widerstände, deren elektrischer Widerstand bei hohen Temperaturen abnimmt. Entgegengesetztes Verhalten zeigen die sogenannten PTC (positive temperature coefficient) oder Kaltleiter, deren elektrischer Widerstand bei niedrigen Temperaturen abnimmt.
In der Elektronik kommt es immer wieder vor, dass man eine genaue Messung von einem bestimmten Wert machen muss. Dafr reichen einfache Transistorstufen nicht aus, da diese sehr Bauteil- und Temperaturabhngig sind. Fr genauere Messungen benutzt man so genannte Differenzverstrker. Diese besitzen 2 Eingnge und am Ausgang kann man die genaue Differenz der Eingnge ablesen. Bevor die nebenstehende Schaltung in Betrieb genommen wird, sollten die beiden Potentiometer in Mittelstellung gebracht werden. Wenn man nun die Schaltung einschaltet, leuchtet keine der beiden Leuchtdioden. Dies ist auch richtig. Differenzverstärker / Subtrahierer (Operationsverstärker). Der Differenzverstrker gibt ja den Unterschied der beiden Eingnge, in diesem Fall die Spannung am Potentiometer, aus. Die Ausgangsspannung wird an den Kollektoranschlssen der Transistoren abgegriffen. Hier haben wir zwischen den Ausgngen 2 Leuchtdioden in Gegenpol geschaltet. Magebend fr die Funktion des Verstrkers ist der Widerstand R4. Fr eine bessere Funktion der Schaltung, sollte hier eine Konstantstromquelle eingesetzt werden.