Der OP ist die Kurzbezeichnung bei Elektronikern für Operationsverstärker. Gemeint ist damit eine Integrierte Schaltung welche einen Differenzverstärker darstellt. Ein Differenzverstärker besteht im einfachsten Fall aus zwei Emittergekoppelten Transistoren, sie haben einen gemeinsamen Emitterwiderstand und 2 Kollektorwiderstände. Durch die Emitterkopplung wird das Signal an Basis1 in umgekehrter Polarität an Basis 2 wirksam, da der Emitter bei positiver Spannung an Basis 1 auch positiv wird, dies ist dasselbe wenn ich die Basis 2 negativ mache. Sie ist negativer als der Emitter! Steuere ich nun beide Basisanschlüsse, so erhalte ich zwischen den Kollektoren immer die Differenz zwischen beiden Signalen. Sind beide Basis-Signale gleich hoch positiv, so wird zwischen den Kollektoren null ausgegeben.
Ein derartiger OP, es ist auch teilweise die Bezeichnung OPAMP = Operation Amplifier anzutreffen, ist jedoch zu weit mehr in der Lage. Er kann als hochverstärkender IC oder als Komparator ja sogar als Fensterdiskriminator benutzt werden. Bei letzterem benötigt man allerdings zwei davon.
Die Verstärkung ist üblicherweise bei 100 000 bis 1000 000. Da bei derartig hoher Verstärkung schon das Rauschen dieses Verstärkers zum Durchschalten des Ausganges führen wird, ist eine sinnvolle Verstärkeranwendung so nicht möglich. Wir müssen die Verstärkung durch eine Gegenkopplung verringern. Dies kommt auch der möglichen Frequenzbandbreite entgegen. Je höher die Verstärkung um so weniger Bandbreite habe ich. Die Transitbandbreite wird bei der Verstärkung 1 angegeben. Außerdem ist sie abhängig von der Aussteuerung, große Signale bedingen längere Ausräumzeiten in der Sperrschicht der Halbleiter. Der Eingangswiderstand entspricht R1, da sich die Gegenkopplungsspannung entgegengesetzt zur Eingangsspannung verhält, ist nur R1 wirksam. Der Ausgangswiderstand ist nahe null, solange die Gegenkopplung Wirkung hat. Anders sieht es bei dem Eingangswiderstand nicht invertierender Verstärker aus, dazu gehört auch der Impedanzwandler. Hier liegt die Ausgangsspannung in Phase mit der Eingangsspannung, die Gegenkopplung versucht am negierenden Eingang die gleiche Spannung einzustellen, was dazu führt, daß ein sehr kleiner Strom in den + Eingang fließt- wir erinnern uns an die Transistorschaltung. Ein Basisstrom fließt dann, wenn ein Spannungsunterschied größer 0.6V B-E vorliegt. Da aber die negierende Basis die gleiche Spannung führt, gilt das eben beschriebene. Mit derartigen Anordnungen, speziell dem Impedanzwandler lassen sich Eingangswiderstände im Terra-Ohm Bereich realisieren. Anzumerken ist noch, daß die Verstärkung eines Impedanzwandlers = 1 ist. Bei Verstärkern wird sie durch das Verhältnis von R2/R1 bestimmt.
Als Komparator kann er ebenfalls verwendet werden, indem man die Gegenkopplung weglässt. Stelle ich am nicht negierenden + Eingang mittels eines Spannungsteilers eine Spannung ein, so muß am negierenden - Eingang dieser Spannungswert erst überschritten werden, daß die Ausgangsspannung negativ wird. Ansonsten bleit sie positiv, nahe der Betriebsspannung des IC. IC= integrated circuit / integrierte Schaltung. Üblicherweise benötigen OPs zwei gleichgroße entgegengesetzte Betriebsspannungen zB: +15V und -15V unter dieser Bedingung kann die Ausgansspannung null oder positiv oder negativ werden. Es gibt jedoch inzwischen IC Varianten, welche einen sogenannten common rail to rail Betrieb erlauben. Kann das IC dies am Ein- und Ausgang, so ist es in der Lage, am Eingang Signale, welche nicht größer als seine eigene Betriebsspannung sein dürfen, zu verarbeiten und andererseits am Ausgang Signale zu liefern die zwischen 0 Volt und Betriebsspannung liegen. Diese erlauben auch den Betrieb an nur einer Spannungsquelle z.B. +15V. Dies sei nur am Rande erwähnt, zum Verständnis wollen wir es nicht noch komplizierter machen.
Dieser Begriff will einen Bereich beschreiben, welcher zwischen zwei Spannungswerten liegt. Dies kann man mit 2 OPs deren Eingänge wie folgt beschaltet sind: IC1 Eingang + mit Spannungteiler auf festen Wert, Eingang - mit dem Probanten. Bei IC 2 liegen der Eingang + auf dem Probanten und der Eingang - auf einem Spannungsteiler mit festem Wert. Beide Spannungsteiler haben unterschiedliche Teilerverhältnisse. Man kann die Spannungsteiler natürlich mit je einem Präzisionstrimmpoti aufbauen. Schaltet man die Ausgänge mit jeweils einer Diode zusammen, Anode jeweils am IC, hat man das gewünschte Steuersignal. Z.B. bei Unterspannung sowie bei Überspannung jeweils Alarm.
Die zum Betrieb notwendigen Versorgungsspannungen zeichnet man üblicherweise nicht ein, ein OP-IC hat also mindestens 5 beschaltete Pins.
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