Operationsverstärker: Lehr- und Arbeitsbuch zu angewandten Grundschaltungen
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Wiesbaden
Vieweg
2006
|
| Ausgabe: | 4., aktualisierte und erw. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Viewegs Fachbücher der Technik
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XI, 320 S. graph. Darst. |
| ISBN: | 3834801836 9783834801838 |
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Inhaltsverzeichnis VII
Inhaltsverzeichnis
1 Operationsverstärker: Kenndaten und Funktion 1
1.1 Lernziele 1
1.2 Schaltsymbol 1
1.3 Kenndaten 1
1.3.1 Kenndaten des idealen Operationsverstärkers 1
1.3.2 Kenndaten typischer Operationsverstärker 1
1.4 Funktionsbeschreibung 1
1.5 Übertragungskennlinie 2
1.6 Schaltsymbol, Aufbau und Kenndaten des 4fach-Operationsverstärkers LM324 3
1.7 Beispiele 3
1.8 Übung und Vertiefung 5
2 OP-Grundschaltungen mit Gegenkopplung 6
2.1 Der invertierende Verstärker 6
2.1.1 Lernziele 6
2.1.2 Eigenschaften von beschalteten Verstärkern 6
2.1.3 Die Funktionsweise des invertierenden Verstärkers 6
2.1.4 Beispiele zum invertierenden Verstärker 9
2.1.5 Übung und Vertiefung zum invertierenden Verstärker 11
2.2 Die Addierschaltung 13
2.2.1 Lernziele 13
2.2.2 Die Funktionsweise der Addierschaltung 13
2.2.3 Beispiele zum Addierer 14
2.2.4 Übungen und Vertiefung zum invertierenden Verstärker und Addierer 15
2.3 Die Konstantstromquelle 18
2.3.1 Lemziele 18
2.3.2 Die Funktionsweise der Konstantstromquelle 18
2.3.3 Beispiele zur Konstantstromquelle 19
2.3.4 Übungen und Vertiefung zur Konstantstromquelle 22
2.4 Der Differenzverstärker 24
2.4.1 Lernziele 24
2.4.2 Die Funktionsweise des Differenzverstärkers 24
2.4.3 Beispiele 26
2.4.4 Übung und Vertiefung 28
2.5 Der integrierende Verstärker 31
2.5.1 Lernziele 31
2.5.2 Grundschaltung des integrierenden Verstärkers 31
2.5.3 Strom-und Spannungsverläufe am Kondensator 31
2.5.4 Rechteckförmige Spannung am Integrator 32
2.5.5 Beispiel zum Integrator mit Konstantstromeinspeisung 33
2.5.6 Übungen und Vertiefung zum Integrator mit Konstantstromaufladung
des Kondensators 34
2.5.7 Sinusförmige Spannung am Integrator 35
2.5.8 Darstellung des Frequenzganges im Bode-Diagramm 36
2.5.9 Beispiel zum Integrator an Sinusspannung 38
2.5.10 Übungen und Vertiefung zum Integrierer 38
2.6 Der Differenzierer 40
2.6.1 Lernziele 40
2.6.2 Die Funktionsweise des Differenzierers 40
2.6.3 Dreieckförmige Spannung am Differenzierer 40
2.6.4 Sinusförmige Spannung am Differenzierer 41
VIII Inhaltsverzeichnis
2.6.5 Beispiel zum Differenzierer an Sinusspannung 42
2.6.6 Übung und Vertiefung zum Differenzierer 42
2.7 Der nichtinvertierende Verstärker und der Impedanzwandler 44
2.7.1 Lernziele 44
2.7.2 Das Prinzip der Gegenkopplung beim nichtinvertierenden Verstärker 44
2.7.3 Funktionsweise und Berechnungsgrundlagen zum nichtinvertierenden
Verstärker 46
2.7.4 Beispiele zum nichtinvertierenden Verstärker 47
2.7.5 Übungen und Vertiefung zum nichtinvertierenden Verstärker 50
3 Mitgekoppelte Schaltungen 53
3.1 Komparator ohne Hysterese 53
3.1.1 Lernziele 53
3.1.2 Funktionsweise 53
3.1.3 Beispiel zum Komparator ohne Hysterese 54
3.1.4 Übungen und Vertiefung zum Komparator ohne Hysterese 55
3.2 Nichtinvertierender Komparator mit Hysterese 56
3.2.1 Lernziele 56
3.2.2 Funktionsweise 56
3.2.3 Beispiele zum nichtinvertierenden Komparator 58
3.2.4 Übung und Vertiefung zum nichtinvertierenden Komparator 60
3.3 Invertierender Komparator mit Hysterese 63
3.3.1 Lemziele 63
3.3.2 Funktionsweise 63
3.3.3 Beispiel zum invertierenden Komparator 65
3.3.4 Übung und Vertiefung zum invertierenden Komparator 66
4 Vertiefungsübungen zu OP-Schaltungen 68
4.1 OP-Grundschaltungen 68
4.1.1 Mit-und gegengekoppelte Grundschaltungen 68
4.1.2 Zuordnung der Ausgangsspannung bei vorgegebenem Eingangssignal 69
4.2 Messschaltung zur Temperatur-und Helligkeitsanzeige 71
4.2.1 Funktionsbeschreibung zur Temperaturmessschaltung 71
4.2.2 Dimensionierungsgesichtspunkte 71
4.2.3 Funktionsbeschreibung zur Helligkeitsmessschaltung 72
4.2.4 Dimensionierungsgesichtspunkte 72
4.2.5 Beispiele 73
4.2.6 Übungen und Vertiefung 75
4.3 TTL-Logik-Tester mit Operationsverstärkern 77
4.3.1 Signalzustände von Logikgattern 77
4.3.2 Hinweise zum TTL-Logik-Tester 78
4.3.3 Funktionsweise des Logiktesters 78
4.3.4 Dimensionierung 7^
4.3.5 Umrechnung auf eine andere Betriebsspannung 80
4.3.6 Der Überspannungsschutz 81
4.3.7 Übungen und Vertiefung 81
4.4 Universelle Messschaltung 83
4.4.1 Umwandlung des Logiktesters zur universellen Messschaltung 83
4.4.2 Übungen und Vertiefung 84
4.5 Analogverstärker-Schaltungen 85
4.5.1 Die Konzeption von Rechenverstärkern 85
4.5.2 Der Eingangswiderstand eines Rechenverstärkers 85
4.5.3 Die Beeinflussung des Ausgangssignales durch eine Last 86
Inhaltsverzeichnis IX
4.5.4 Beispiele zu Rechenverstärkerschaltungen 88
4.5.5 Übungen und Vertiefung 92
4.6 Digital-Analog-Umsetzer und Analog-Digital-Umsetzer 97
4.6.1 DA-Prinzip 97
4.6.2 Beispiel zum DA-Summierverstärker 99
4.6.3 Übung und Vertiefung zum Summierverstärker als DA-Wandler 99
4.6.4 DA-Wandler-Prinzip mit R-2R-Netzwerk 101
4.6.5 Beispiel zum R-2R-Netzwerk 101
4.6.6 Übungen und Vertiefung 102
4.6.7 AD-Prinzip im Flash-Wandler 104
4.6.8 Beispiel zum Flash-AD-Wandler 106
4.6.9 Übung und Vertiefung 106
4.7 Funktionsgeneratoren mit Anwendungsbeispielen 107
4.7.1 Rechteck-Dreieck-Generator 107
4.7.1.1 Funktionsweise eines Standard-Rechteck-Dreieck-Generators . 107
4.7.1.2 Berechnungsgrundlagen 107
4.7.2 Pulsweitenmodulation 110
4.7.2.1 Pulsweitenmodulation mit Rechteck-Dreieck-Generator 110
4.7.2.2 Übung und Vertiefung 111
4.7.3 Leistungs-PWM 113
4.7.3.1 Technische Daten 113
4.7.3.2 Funktionsbeschreibung 113
4.7.3.3 Berechnungsgrundlagen 113
4.7.3.4 Übung und Vertiefung 116
4.8 Triggerschaltungen 117
4.8.1 Netzsynchroner Sägezahngenerator 117
4.8.1.1 Funktionsbeschreibung 117
4.8.1.2 Dreieck-Sägezahnspannungsumwandlung 118
4.8.1.3 Berechnungsgrundlagen 119
4.8.1.4 Übung und Vertiefung 120
4.8.2 Komparator-Schaltung: Einstellbarer Trigger 121
4.8.2.1 Funktionsweise 121
4.8.2.2 Übung und Vertiefung 121
5 OP-Anwendungen in Stromversorgungsgeräten 122
5.1 Konventionelle Netzgeräte mit Serienstabilisierung 122
5.1.1 Die Funktionsweise der Serienstabilisierung nach regelungs¬
technischen Gesichtspunkten 122
5.1.2 Aufbau und Wirkungsweise eines serienstabilisierten Netzgerätes 123
5.1.3 Berechnungsgrundlagen 123
5.1.4 Vor-und Nachteile der analogen Serienstabilisierung 124
5.1.5 Beispiel zu einem Stromversorgungsgerät mit Serienstabilisierung 124
5.1.6 Übung und Vertiefung 125
5.2 Stromversorgungsgerät mit symmetrischer bipolarer Ausgangsspannung 127
5.2.1 Funktionsweise und Dimensionierungsgesichtspunkte 127
5.2.2 Übung und Vertiefung zum Netzteil mit bipolarer
Spannungsversorgung 130
5.3 Standard-Stromversorgungsgeräte mit Operationsverstärkern 131
5.3.1 Aufbau der Standard-Schaltung 131
5.3.2 Die dynamischen Eigenschaften des Standard-Netzteiles 132
5.3.3 Übungen und Vertiefung 139
X Inhaltsverzeichnis
5.4 Sekundär getaktete Netzgeräte mit freilaufender Schaltfrequenz 141
5.4.1 Die Funktionsweise sekundär getakteter Netzgeräte mit freilaufender
Taktfrequenz 141
5.4.2 Funktionsweise und Realisierung eines Sekundär-Schaltnetzteiles
mit freilaufender Schaltfrequenz 142
5.4.3 Berechnungsgrundlagen zur Schalthysterese des Komparators 143
5.4.4 Berechnungsgrundlagen zum Tiefsetzsteller-Glättungsnetzwerk 147
5.4.4.1 Funktionsweise 147
5.4.4.2 Funktion und Berechnungsgrundlagen zum Kondensator im
Tiefsetzsteller 150
5.4.4.3 Dimensionierung von L und C des Tiefsetzstellers 153
5.4.4.4 Übung und Vertiefung zum Tiefsetzsteller-Glättungsnetzwerk 156
5.4.5 Beispiele zum Sekundärschaltnetzteil mit freilaufender Schaltfrequenz 157
5.4.6 Übung und Vertiefung zum freilaufenden Schaltnetzteil 158
5.5 Sekundär-Schaltnetzteil mit fester Schaltfrequenz 159
5.5.1 Sekundär getaktetes Stromversorgungsgerät mit fester Schaltfrequenz 159
5.5.2 Der Schaltregler L4960 und seine Beschaltung 159
5.5.3 Beispiele zum Sekundär-Schaltregler 163
5.5.4 Übung und Vertiefung 165
5.6 Primär getaktete Stromversorgungsgeräte 166
5.6.1 Die Funktionsweise eines primär geschalteten
Stromversorgungsgerätes 166
5.6.2 Beispiel zum primär getakteten Schaltnetzteil 167
5.6.3 Übung und Vertiefung zu primär getakteten Netzteilen 170
6 Übertragungsverfahren nach dem Frequency-Shift-Keying-Prinzip 172
6.1 Allgemeines zum Frequency-Shift-Keying-Verfahren 172
6.2 Blockschaltbild und Funktionsweise des FSK-Empfängers 172
6.3 Funktionsbeschreibung zur Frequenzauswerteschaltung 174
6.3.1 Operationsverstärker Vi - Vorverstärker 174
6.3.2 Operationsverstärker V2 und V3 - Aktive Bandfilter 174
6.3.3 Berechnungsbeispiel für ein aktives Bandfilter 177
6.3.4 Die Demodulation 180
6.3.5 Signalaufbereitung des demodulierten Signales 182
6.4 Anhang: Aktive Filter mit Operationsverstärkern 184
6.4.1 Das Tiefpassfilter 184
6.4.2 Das Bandfilter 186
6.5 Übung und Vertiefung zur Frequenzauswerteschaltung 188
6.6 Frequenzumtastung 191
6.7 Berechnungsgrundlagen 191
6.8 Übung und Vertiefung 195
7 Kenndaten und Anwendungshinweise zum realen OP 196
7.1 Kenndaten 196
7.1.1 Die wichtigen Kenngrößen des Operationsverstärkers 196
7.1.2 Tabellarische Übersicht über die wichtigen Kenngrößen 196
7.1.3 Kenndaten des Operationsverstärkers nA741 198
7.2 Verstärkung und Zeitverhalten 206
7.2.1 Frequenzgang des Operationsverstärkers 206
7.2.2 Die Slewrate oder Anstiegsflanke 209
7.2.3 Beeinflussung des Frequenzganges durch Gegenkopplungs-
beschaltung 212
7.2.4 Übung und Vertiefung 215
Inhaltsverzeichnis XI
7.3 Stabilitätskriterien von beschalteten Operationsverstärkern 217
7.3.1 Stabilitätskriterien nach dem Bode-Diagramm 217
7.3.2 Stabilitätskriterien zum Phasen-und Amplitudengang 219
7.3.3 Stabilitätskriterien zum invertierenden Verstärker und Differenzierer 220
7.3.4 Übung und Vertiefung 224
7.4 Eingangsgrößen 225
7.4.1 Eingangsgrößen und ihre Offsets 225
7.4.2 Übliche Maßnahmen zur Offsetspannungskompensation 228
7.4.3 Die Offsetkompensation am integrierenden Verstärker 230
7.5 Rail-to-Rail-Operationsverstärker 233
7.5.1 Die Rail-to-Rail-Konzeption 233
7.5.2 Ausgangsstufen von Standard-Operationsverstärkern 233
7.5.3 Ausgangsstufen von Rail-to-Rail-Operationsverstärkern 234
7.5.4 Anwendungsbeispiele zu einem Rail-to-Rail-OP 235
7.5.4.1 Schaltsymbol, Gehäuse und Kenndaten 236
7.5.4.2 Messtechnische Bestimmung der Transitfrequenz 237
7.5.4.3 Die Aussteuergrenzen 242
7.5.4.4 Invertierender NF-Verstärker unipolarer Spannungsversorgung 244
7.5.4.5 Standard-Vorverstärker mit unipolarer Spannungsversorgung 248
7.5.5 Übung und Vertiefung 250
8 Schaltungssimulation mit dem PC 251
8.1 Die Vorteile in der Anwendung von Simulationsprogrammen 251
8.2 Der preiswerte Zugang zu Simulationsprogrammen 251
8.3 Kurzbeschreibung zum Programm SWCADIII 252
8.3.1 Installation 252
8.3.2 Kurzanleitung zum Programm 252
8.4 Umfangreichere und komplexere Schaltungen in SWCADIII 257
8.4.1 Die Frequenzauswerteschaltung aus Kapitel 6 258
8.4.2 Grundsätzliches zur Programmierung 259
8.5 Empfehlung 260
Lösungsanhang 261
Informative Internetadressen zum Themenbereich des Operationsverstärkers 316
Sachwortverzeichnis 317 |
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Inhaltsverzeichnis VII
Inhaltsverzeichnis
1 Operationsverstärker: Kenndaten und Funktion 1
1.1 Lernziele 1
1.2 Schaltsymbol 1
1.3 Kenndaten 1
1.3.1 Kenndaten des idealen Operationsverstärkers 1
1.3.2 Kenndaten typischer Operationsverstärker 1
1.4 Funktionsbeschreibung 1
1.5 Übertragungskennlinie 2
1.6 Schaltsymbol, Aufbau und Kenndaten des 4fach-Operationsverstärkers LM324 3
1.7 Beispiele 3
1.8 Übung und Vertiefung 5
2 OP-Grundschaltungen mit Gegenkopplung 6
2.1 Der invertierende Verstärker 6
2.1.1 Lernziele 6
2.1.2 Eigenschaften von beschalteten Verstärkern 6
2.1.3 Die Funktionsweise des invertierenden Verstärkers 6
2.1.4 Beispiele zum invertierenden Verstärker 9
2.1.5 Übung und Vertiefung zum invertierenden Verstärker 11
2.2 Die Addierschaltung 13
2.2.1 Lernziele 13
2.2.2 Die Funktionsweise der Addierschaltung 13
2.2.3 Beispiele zum Addierer 14
2.2.4 Übungen und Vertiefung zum invertierenden Verstärker und Addierer 15
2.3 Die Konstantstromquelle 18
2.3.1 Lemziele 18
2.3.2 Die Funktionsweise der Konstantstromquelle 18
2.3.3 Beispiele zur Konstantstromquelle 19
2.3.4 Übungen und Vertiefung zur Konstantstromquelle 22
2.4 Der Differenzverstärker 24
2.4.1 Lernziele 24
2.4.2 Die Funktionsweise des Differenzverstärkers 24
2.4.3 Beispiele 26
2.4.4 Übung und Vertiefung 28
2.5 Der integrierende Verstärker 31
2.5.1 Lernziele 31
2.5.2 Grundschaltung des integrierenden Verstärkers 31
2.5.3 Strom-und Spannungsverläufe am Kondensator 31
2.5.4 Rechteckförmige Spannung am Integrator 32
2.5.5 Beispiel zum Integrator mit Konstantstromeinspeisung 33
2.5.6 Übungen und Vertiefung zum Integrator mit Konstantstromaufladung
des Kondensators 34
2.5.7 Sinusförmige Spannung am Integrator 35
2.5.8 Darstellung des Frequenzganges im Bode-Diagramm 36
2.5.9 Beispiel zum Integrator an Sinusspannung 38
2.5.10 Übungen und Vertiefung zum Integrierer 38
2.6 Der Differenzierer 40
2.6.1 Lernziele 40
2.6.2 Die Funktionsweise des Differenzierers 40
2.6.3 Dreieckförmige Spannung am Differenzierer 40
2.6.4 Sinusförmige Spannung am Differenzierer 41
VIII Inhaltsverzeichnis
2.6.5 Beispiel zum Differenzierer an Sinusspannung 42
2.6.6 Übung und Vertiefung zum Differenzierer 42
2.7 Der nichtinvertierende Verstärker und der Impedanzwandler 44
2.7.1 Lernziele 44
2.7.2 Das Prinzip der Gegenkopplung beim nichtinvertierenden Verstärker 44
2.7.3 Funktionsweise und Berechnungsgrundlagen zum nichtinvertierenden
Verstärker 46
2.7.4 Beispiele zum nichtinvertierenden Verstärker 47
2.7.5 Übungen und Vertiefung zum nichtinvertierenden Verstärker 50
3 Mitgekoppelte Schaltungen 53
3.1 Komparator ohne Hysterese 53
3.1.1 Lernziele 53
3.1.2 Funktionsweise 53
3.1.3 Beispiel zum Komparator ohne Hysterese 54
3.1.4 Übungen und Vertiefung zum Komparator ohne Hysterese 55
3.2 Nichtinvertierender Komparator mit Hysterese 56
3.2.1 Lernziele 56
3.2.2 Funktionsweise 56
3.2.3 Beispiele zum nichtinvertierenden Komparator 58
3.2.4 Übung und Vertiefung zum nichtinvertierenden Komparator 60
3.3 Invertierender Komparator mit Hysterese 63
3.3.1 Lemziele 63
3.3.2 Funktionsweise 63
3.3.3 Beispiel zum invertierenden Komparator 65
3.3.4 Übung und Vertiefung zum invertierenden Komparator 66
4 Vertiefungsübungen zu OP-Schaltungen 68
4.1 OP-Grundschaltungen 68
4.1.1 Mit-und gegengekoppelte Grundschaltungen 68
4.1.2 Zuordnung der Ausgangsspannung bei vorgegebenem Eingangssignal 69
4.2 Messschaltung zur Temperatur-und Helligkeitsanzeige 71
4.2.1 Funktionsbeschreibung zur Temperaturmessschaltung 71
4.2.2 Dimensionierungsgesichtspunkte 71
4.2.3 Funktionsbeschreibung zur Helligkeitsmessschaltung 72
4.2.4 Dimensionierungsgesichtspunkte 72
4.2.5 Beispiele 73
4.2.6 Übungen und Vertiefung 75
4.3 TTL-Logik-Tester mit Operationsverstärkern 77
4.3.1 Signalzustände von Logikgattern 77
4.3.2 Hinweise zum TTL-Logik-Tester 78
4.3.3 Funktionsweise des Logiktesters 78
4.3.4 Dimensionierung 7^
4.3.5 Umrechnung auf eine andere Betriebsspannung 80
4.3.6 Der Überspannungsschutz 81
4.3.7 Übungen und Vertiefung 81
4.4 Universelle Messschaltung 83
4.4.1 Umwandlung des Logiktesters zur universellen Messschaltung 83
4.4.2 Übungen und Vertiefung 84
4.5 Analogverstärker-Schaltungen 85
4.5.1 Die Konzeption von Rechenverstärkern 85
4.5.2 Der Eingangswiderstand eines Rechenverstärkers 85
4.5.3 Die Beeinflussung des Ausgangssignales durch eine Last 86
Inhaltsverzeichnis IX
4.5.4 Beispiele zu Rechenverstärkerschaltungen 88
4.5.5 Übungen und Vertiefung 92
4.6 Digital-Analog-Umsetzer und Analog-Digital-Umsetzer 97
4.6.1 DA-Prinzip 97
4.6.2 Beispiel zum DA-Summierverstärker 99
4.6.3 Übung und Vertiefung zum Summierverstärker als DA-Wandler 99
4.6.4 DA-Wandler-Prinzip mit R-2R-Netzwerk 101
4.6.5 Beispiel zum R-2R-Netzwerk 101
4.6.6 Übungen und Vertiefung 102
4.6.7 AD-Prinzip im Flash-Wandler 104
4.6.8 Beispiel zum Flash-AD-Wandler 106
4.6.9 Übung und Vertiefung 106
4.7 Funktionsgeneratoren mit Anwendungsbeispielen 107
4.7.1 Rechteck-Dreieck-Generator 107
4.7.1.1 Funktionsweise eines Standard-Rechteck-Dreieck-Generators . 107
4.7.1.2 Berechnungsgrundlagen 107
4.7.2 Pulsweitenmodulation 110
4.7.2.1 Pulsweitenmodulation mit Rechteck-Dreieck-Generator 110
4.7.2.2 Übung und Vertiefung 111
4.7.3 Leistungs-PWM 113
4.7.3.1 Technische Daten 113
4.7.3.2 Funktionsbeschreibung 113
4.7.3.3 Berechnungsgrundlagen 113
4.7.3.4 Übung und Vertiefung 116
4.8 Triggerschaltungen 117
4.8.1 Netzsynchroner Sägezahngenerator 117
4.8.1.1 Funktionsbeschreibung 117
4.8.1.2 Dreieck-Sägezahnspannungsumwandlung 118
4.8.1.3 Berechnungsgrundlagen 119
4.8.1.4 Übung und Vertiefung 120
4.8.2 Komparator-Schaltung: Einstellbarer Trigger 121
4.8.2.1 Funktionsweise 121
4.8.2.2 Übung und Vertiefung 121
5 OP-Anwendungen in Stromversorgungsgeräten 122
5.1 Konventionelle Netzgeräte mit Serienstabilisierung 122
5.1.1 Die Funktionsweise der Serienstabilisierung nach regelungs¬
technischen Gesichtspunkten 122
5.1.2 Aufbau und Wirkungsweise eines serienstabilisierten Netzgerätes 123
5.1.3 Berechnungsgrundlagen 123
5.1.4 Vor-und Nachteile der analogen Serienstabilisierung 124
5.1.5 Beispiel zu einem Stromversorgungsgerät mit Serienstabilisierung 124
5.1.6 Übung und Vertiefung 125
5.2 Stromversorgungsgerät mit symmetrischer bipolarer Ausgangsspannung 127
5.2.1 Funktionsweise und Dimensionierungsgesichtspunkte 127
5.2.2 Übung und Vertiefung zum Netzteil mit bipolarer
Spannungsversorgung 130
5.3 Standard-Stromversorgungsgeräte mit Operationsverstärkern 131
5.3.1 Aufbau der Standard-Schaltung 131
5.3.2 Die dynamischen Eigenschaften des Standard-Netzteiles 132
5.3.3 Übungen und Vertiefung 139
X Inhaltsverzeichnis
5.4 Sekundär getaktete Netzgeräte mit freilaufender Schaltfrequenz 141
5.4.1 Die Funktionsweise sekundär getakteter Netzgeräte mit freilaufender
Taktfrequenz 141
5.4.2 Funktionsweise und Realisierung eines Sekundär-Schaltnetzteiles
mit freilaufender Schaltfrequenz 142
5.4.3 Berechnungsgrundlagen zur Schalthysterese des Komparators 143
5.4.4 Berechnungsgrundlagen zum Tiefsetzsteller-Glättungsnetzwerk 147
5.4.4.1 Funktionsweise 147
5.4.4.2 Funktion und Berechnungsgrundlagen zum Kondensator im
Tiefsetzsteller 150
5.4.4.3 Dimensionierung von L und C des Tiefsetzstellers 153
5.4.4.4 Übung und Vertiefung zum Tiefsetzsteller-Glättungsnetzwerk 156
5.4.5 Beispiele zum Sekundärschaltnetzteil mit freilaufender Schaltfrequenz 157
5.4.6 Übung und Vertiefung zum freilaufenden Schaltnetzteil 158
5.5 Sekundär-Schaltnetzteil mit fester Schaltfrequenz 159
5.5.1 Sekundär getaktetes Stromversorgungsgerät mit fester Schaltfrequenz 159
5.5.2 Der Schaltregler L4960 und seine Beschaltung 159
5.5.3 Beispiele zum Sekundär-Schaltregler 163
5.5.4 Übung und Vertiefung 165
5.6 Primär getaktete Stromversorgungsgeräte 166
5.6.1 Die Funktionsweise eines primär geschalteten
Stromversorgungsgerätes 166
5.6.2 Beispiel zum primär getakteten Schaltnetzteil 167
5.6.3 Übung und Vertiefung zu primär getakteten Netzteilen 170
6 Übertragungsverfahren nach dem Frequency-Shift-Keying-Prinzip 172
6.1 Allgemeines zum Frequency-Shift-Keying-Verfahren 172
6.2 Blockschaltbild und Funktionsweise des FSK-Empfängers 172
6.3 Funktionsbeschreibung zur Frequenzauswerteschaltung 174
6.3.1 Operationsverstärker Vi - Vorverstärker 174
6.3.2 Operationsverstärker V2 und V3 - Aktive Bandfilter 174
6.3.3 Berechnungsbeispiel für ein aktives Bandfilter 177
6.3.4 Die Demodulation 180
6.3.5 Signalaufbereitung des demodulierten Signales 182
6.4 Anhang: Aktive Filter mit Operationsverstärkern 184
6.4.1 Das Tiefpassfilter 184
6.4.2 Das Bandfilter 186
6.5 Übung und Vertiefung zur Frequenzauswerteschaltung 188
6.6 Frequenzumtastung 191
6.7 Berechnungsgrundlagen 191
6.8 Übung und Vertiefung 195
7 Kenndaten und Anwendungshinweise zum realen OP 196
7.1 Kenndaten 196
7.1.1 Die wichtigen Kenngrößen des Operationsverstärkers 196
7.1.2 Tabellarische Übersicht über die wichtigen Kenngrößen 196
7.1.3 Kenndaten des Operationsverstärkers nA741 198
7.2 Verstärkung und Zeitverhalten 206
7.2.1 Frequenzgang des Operationsverstärkers 206
7.2.2 Die Slewrate oder Anstiegsflanke 209
7.2.3 Beeinflussung des Frequenzganges durch Gegenkopplungs-
beschaltung 212
7.2.4 Übung und Vertiefung 215
Inhaltsverzeichnis XI
7.3 Stabilitätskriterien von beschalteten Operationsverstärkern 217
7.3.1 Stabilitätskriterien nach dem Bode-Diagramm 217
7.3.2 Stabilitätskriterien zum Phasen-und Amplitudengang 219
7.3.3 Stabilitätskriterien zum invertierenden Verstärker und Differenzierer 220
7.3.4 Übung und Vertiefung 224
7.4 Eingangsgrößen 225
7.4.1 Eingangsgrößen und ihre Offsets 225
7.4.2 Übliche Maßnahmen zur Offsetspannungskompensation 228
7.4.3 Die Offsetkompensation am integrierenden Verstärker 230
7.5 Rail-to-Rail-Operationsverstärker 233
7.5.1 Die Rail-to-Rail-Konzeption 233
7.5.2 Ausgangsstufen von Standard-Operationsverstärkern 233
7.5.3 Ausgangsstufen von Rail-to-Rail-Operationsverstärkern 234
7.5.4 Anwendungsbeispiele zu einem Rail-to-Rail-OP 235
7.5.4.1 Schaltsymbol, Gehäuse und Kenndaten 236
7.5.4.2 Messtechnische Bestimmung der Transitfrequenz 237
7.5.4.3 Die Aussteuergrenzen 242
7.5.4.4 Invertierender NF-Verstärker unipolarer Spannungsversorgung 244
7.5.4.5 Standard-Vorverstärker mit unipolarer Spannungsversorgung 248
7.5.5 Übung und Vertiefung 250
8 Schaltungssimulation mit dem PC 251
8.1 Die Vorteile in der Anwendung von Simulationsprogrammen 251
8.2 Der preiswerte Zugang zu Simulationsprogrammen 251
8.3 Kurzbeschreibung zum Programm SWCADIII 252
8.3.1 Installation 252
8.3.2 Kurzanleitung zum Programm 252
8.4 Umfangreichere und komplexere Schaltungen in SWCADIII 257
8.4.1 Die Frequenzauswerteschaltung aus Kapitel 6 258
8.4.2 Grundsätzliches zur Programmierung 259
8.5 Empfehlung 260
Lösungsanhang 261
Informative Internetadressen zum Themenbereich des Operationsverstärkers 316
Sachwortverzeichnis 317 |
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