Operationsverstärker - Grundlagen, Schaltungen, Anwendungen
von: Matthias Viehmann
Carl Hanser Fachbuchverlag, 2016
ISBN: 9783446448957
Sprache: Deutsch
274 Seiten, Download: 22998 KB
Format: EPUB, PDF, auch als Online-Lesen
Inhalt | 8 | ||
1 Einführung | 12 | ||
1.1 Historischer Abriss über den Operationsverstärker | 12 | ||
1.2 Pädagogische Zielstellungen und didaktisches Konzept | 13 | ||
2 Grundlagen des Operationsverstärkers | 15 | ||
2.1 Eigenschaften | 15 | ||
2.1.1 Wirkungsweise und Kenngrößen | 15 | ||
2.1.2 Gehäusevarianten | 30 | ||
2.2 OPV-Grundsätze und Schaltungsanalyse | 32 | ||
2.3 Verstärkergrundschaltungen | 34 | ||
2.3.1 Prinzip der Gegenkopplung | 34 | ||
2.3.2 Nichtinvertierender Verstärker und Spannungsfolger | 37 | ||
2.3.3 Invertierender Verstärker | 39 | ||
2.4 Kompensationsmaßnahmen und Bauelementoptimierung | 40 | ||
2.4.1 Eingangsruhestrom-Kompensation | 41 | ||
2.4.2 Eingangsoffsetspannungs-Kompensation | 42 | ||
2.4.3 Frequenzgang-Kompensation | 43 | ||
2.4.4 Optimierung und Funktionsvielfalt | 46 | ||
3 Anwendungen des Operationsverstärkers | 47 | ||
3.1 Applikationsvielfalt | 47 | ||
3.2 Kühlmaßnahmen | 48 | ||
3.3 Zuverlässigkeitsbetrachtungen | 54 | ||
4 Analoge Rechenschaltungen | 63 | ||
4.1 Addierer | 63 | ||
4.2 Subtrahierer | 66 | ||
4.3 Integrierer | 70 | ||
4.4 Differenzierer | 74 | ||
4.5 Logarithmierer | 77 | ||
4.6 Potenzierer | 82 | ||
4.7 Multiplizierer und Dividierer | 85 | ||
5 Schalter | 91 | ||
5.1 Komparator | 91 | ||
5.2 Fensterkomparator | 94 | ||
5.3 Schmitt-Trigger | 96 | ||
6 Schwingschaltungen | 102 | ||
6.1 Astabiler Multivibrator mit Schmitt-Trigger | 102 | ||
6.2 Dreieck-Rechteck-Oszillator | 107 | ||
6.3 Spannungsgesteuerter Oszillator (VCO) | 110 | ||
6.3.1 VCO1 mit Subtrahierer | 111 | ||
6.3.2 VCO2 mit summierendem Integrierer | 114 | ||
6.3.3 VCO3 mit unsymmetrischer Betriebsspannung | 117 | ||
6.4 Phasenregelkreis (PLL) | 122 | ||
6.5 Pulsweitenmodulator | 126 | ||
7 Konditionier- und Umsetzungsschaltungen | 129 | ||
7.1 Instrumentationsverstärker | 129 | ||
7.2 Phasenschieber | 133 | ||
7.3 Gleichrichter | 137 | ||
7.4 Analog-Digital- und Digital-Analog-Umsetzer | 140 | ||
7.4.1 Analog-Digital-Umsetzer | 143 | ||
7.4.2 Digital-Analog-Umsetzer | 149 | ||
7.5 Ladungsverstärker | 153 | ||
7.6 Fotoempfänger | 160 | ||
7.7 Negative Impedance Converter und Gyrator | 163 | ||
7.7.1 Negative Impedance Converter | 163 | ||
7.7.2 Gyrator | 164 | ||
7.8 Einstellbare Verstärker und Widerstände | 167 | ||
7.8.1 Einstellbare Verstärker | 168 | ||
7.8.2 Einstellbare Widerstände und Variation mit DAU | 170 | ||
8 Reglerschaltungen | 177 | ||
8.1 Überblick | 177 | ||
8.1.1 Regelkreis | 179 | ||
8.1.2 Beschreibungsmöglichkeiten von Systemen | 181 | ||
8.2 Reglertypen und Schaltungsbeispiele | 183 | ||
8.3 Reglerentwurf am Beispiel PID | 191 | ||
8.3.1 Verfahren | 192 | ||
8.3.2 Reglerbeispiel | 193 | ||
9 Filterschaltungen | 196 | ||
9.1 Überblick | 196 | ||
9.2 Aktive RC-Filter | 197 | ||
9.2.1 Filter mit Einfachgegenkopplung | 201 | ||
9.2.2 Filter mit Mehrfachgegenkopplung | 202 | ||
9.2.3 Filter mit Einfachmitkopplung | 207 | ||
9.3 Switched-Capacitor-Filter | 208 | ||
9.3.1 Funktionsprinzip | 208 | ||
9.3.2 Beispiel SC-Filter 2. Ordnung | 210 | ||
9.3.3 Integrierte SC-Filter | 212 | ||
10 Stabilisierungsschaltungen und Energiemanagement | 216 | ||
10.1 Überblick Spannungsstabilisierung | 216 | ||
10.1.1 Prinzip der Stabilisierung mit OPV | 219 | ||
10.1.2 Beispiel Universalspannungsregler | 223 | ||
10.2 Energy Harvesting am Beispiel Thermogenerator | 226 | ||
10.3 Energiemanagementsystem mit der Power Management Classification | 232 | ||
10.4 Konstantstromquellen | 238 | ||
11 Leistungs-Operationsverstärker | 242 | ||
11.1 Aufbau und Eigenschaften | 242 | ||
11.2 Betriebsvarianten | 245 | ||
11.2.1 Symmetrische Betriebsspannung | 245 | ||
11.2.2 Unsymmetrische Betriebsspannung | 246 | ||
11.2.3 Brückenschaltung | 249 | ||
11.3 Rückkopplungs-Ersatzschaltung | 251 | ||
Liste der Übungen | 256 | ||
Literatur | 258 | ||
Index | 262 |