Operationsverstärker: Lehr- und Arbeitsbuch zu angewandten Grundschaltungen
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Wiesbaden
Springer Vieweg
[2017]
|
| Ausgabe: | 7., erweiterte und überarbeitete Auflage |
| Schriftenreihe: | Springer Lehrbuch
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XV, 577 Seiten Diagramme 24 cm x 16.8 cm |
| ISBN: | 9783658163723 3658163720 |
Internformat
MARC
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INHALTSVERZEICHNIS
1 OPERATIONSVERSTAERKER: KENNDATEN UND FUNKTION
.
1
1.1 LEMZIELE
.
1
1.2 SCHALTSYM
BOL.
1
1.3
KENNDATEN.
2
1.3.1 KENNDATEN DES IDEALEN OPERATIONSVERSTAERKERS
.
2
1.3.2 KENNDATEN TYPISCHER
OPERATIONSVERSTAERKER. 2
1.4
FUNKTIONSBESCHREIBUNG.
2
1.5
UEBERTRAGUNGSKENNLINIE.
4
1.6 SCHALTSYMBOL, AUFBAU UND KENNDATEN DES 4FACH-OPS LM324
.
4
1.7
BEISPIELE.
6
1.8 UEBUNG UND VERTIEFUNG
.
8
2 OP-GRUNDSCHALTUNGEN MIT G
EGENKOPPLUNG. 9
2.1 DER INVERTIERENDE
VERSTAERKER. 9
2.1.1 L EM Z IE
LE.
9
2.1.2 EIGENSCHAFTEN VON BESCHALTETEN OPERATIONSVERSTAERKERN
.
9
2.1.3 DIE FUNKTIONSWEISE DES INVERTIERENDEN V
ERSTAERKERS. 10
2.1.4 BEISPIELE ZUM INVERTIERENDEN V ERSTAERKER
.
15
2.1.5 UEBUNG UND VERTIEFUNG ZUM INVERTIERENDEN VERSTAERKER
.
17
2.2 DIE A
DDIERSCHALTUNG.
19
2.2.1 L EM Z IE
LE.
19
2.2.2 DIE FUNKTIONSWEISE DER
ADDIERSCHALTUNG. 19
2.2.3 BEISPIELE ZUM A D D
IERER.
20
2.2.4 UEBUNGEN UND VERTIEFUNG ZUM INVERTIERENDEN VERSTAERKER
UND A
DDIERER.
23
2.3 DIE
KONSTANTSTROMQUELLE.
27
2.3.1 L EM Z IE LE. 27
2.3.2 DIE FUNKTIONSWEISE DER KONSTANTSTROMQUELLE
.
27
2.3.3 BEISPIELE ZUR KONSTANTSTROM QUELLE
.
28
2.3.4 UEBUNGEN UND VERTIEFUNG ZUR KONSTANTSTROMQUELLE
.
32
2.4 DER DIFFERENZVERSTAERKER
.
35
2.4.1 L E M Z IE LE
.
35
2.4.2 DIE FUNKTIONSWEISE DES DIFFERENZVERSTAERKERS
.
35
2.4.3 B E ISP IE LE
.
39
2.4.4 UEBUNG UND V ERTIEFUNG
.
41
2.5 DER INTEGRIERENDE
VERSTAERKER.
44
2.5.1 L E M Z IE LE
.
44
2.5.2 GMNDSCHALTUNG DES INTEGRIERENDEN
VERSTAERKERS. 44
2.5.3 STROM- UND SPANNUNGSVERLAEUFE AM KONDENSATOR
.
45
2.5.4 RECHTECKFOERMIGE SPANNUNG AM INTEGRATOR
.
46
2.5.5 BEISPIEL ZUM INTEGRATOR MIT KONSTANTSTROMEINSPEISUNG
.
48
2.5.6 UEBUNGEN UND VERTIEFUNG ZUM INTEGRATOR
MIT KONSTANTSTROMAUFLADUNG DES
KONDENSATORS. 49
2.5.7 SINUSFOERMIGE SPANNUNG AM INTEGRATOR
.
51
2.5.8 DARSTELLUNG DES FREQUENZGANGS IM B ODE-D IAGRAM M
.
53
2.5.9 BEISPIEL ZUM INTEGRATOR AN SINUSSPANNUNG
.
55
2.5.10 UEBUNGEN UND VERTIEFUNG ZUM IN TE G RIE RE
R. 56
2.6 DER
DIFFERENZIERER.
58
2.6.1 L E M Z IE LE
.
58
2.6.2 DIE FUNKTIONSWEISE DES D
IFFERENZIERERS. 58
2.6.3 DREIECKFOERMIGE SPANNUNG AM
DIFFERENZIERER. 60
2.6.4 SINUSFOERMIGE SPANNUNG AM D IFFERENZIERER
.
61
2.6.5 BEISPIEL ZUM DIFFERENZIERER AN
SINUSSPANNUNG. 62
2.6.6 UEBUNG UND VERTIEFUNG ZUM DIFFERENZIERER
.
63
2.7 DER NICHTINVERTIERENDE VERSTAERKER UND DER IMPEDANZWANDLER
.
65
2.7.1 L E M Z IE LE
.
65
2.7.2 DAS PRINZIP DER GEGENKOPPLUNG BEIM NICHTINVERTIERENDEN
VERSTAERKER.
65
2.7.3 FUNKTIONSWEISE UND BERECHNUNGSGRUNDLAGEN
ZUM NICHTINVERTIERENDEN V
ERSTAERKER. 67
2.7.4 BEISPIELE ZUM NICHTINVERTIERENDEN VERSTAERKER
.
70
2.7.5 UEBUNGEN UND VERTIEFUNG ZUM NICHTINVERTIERENDEN VERSTAERKER . . . 74
3 M ITGEKOPPELTE S
CHALTUNGEN.
79
3.1 KOMPARATOR OHNE H
YSTERESE.
79
3.1.1 L E M Z IE LE
.
79
3.1.2 FUNKTIONSW EISE
.
79
3.1.3 BEISPIEL ZUM KOMPARATOR OHNE H
YSTERESE. 81
3.1.4 UEBUNGEN UND VERTIEFUNG ZUM KOMPARATOR OHNE HYSTERESE
.
81
3.2 NICHTINVERTIERENDER KOMPARATOR MIT H Y STE RE SE
.
83
3.2.1 L E M Z IE LE
.
83
3.2.2 FUNKTIONSW
EISE.
83
3.2.3 BEISPIELE ZUM NICHTINVERTIERENDEN
KOMPARATOR. 87
3.2.4 UEBUNG UND VERTIEFUNG ZUM NICHTINVERTIERENDEN KOMPARATOR. . . . 90
3.3 INVERTIERENDER KOMPARATOR MIT HYSTERESE
.
93
3.3.1 L EM Z IE
LE.
93
3.3.2 FUNKTIONSW
EISE.
93
3.3.3 BEISPIEL ZUM INVERTIERENDEN KOMPARATOR
.
97
3.3.4 UEBUNG UND VERTIEFUNG ZUM INVERTIERENDEN KOMPARATOR
.
98
4 VERTIEFUNGSUEBUNGEN ZU O P -S CH ALTU N G EN
.101
4.1 O P-G
RUNDSCHALTUNGEN.101
4.1.1 MIT- UND GEGENGEKOPPELTE GRUNDSCHALTUNGEN
.
101
4.1.2 ZUORDNUNG DER AUSGANGSSPANNUNG
BEI VORGEGEBENEM EINGANGSSIGNAL
.
103
4.2 MESSSCHALTUNG ZUR TEMPERATUR- UND HELLIGKEITSANZEIGE
.
105
4.2.1 FUNKTIONSBESCHREIBUNG ZUR TEMPERATURMESSSCHALTUNG
.
105
4.2.2 DIMENSIONIERUNGSGESICHTSPUNKTE
.
106
4.2.3 FUNKTIONSBESCHREIBUNG ZUR HELLIGKEITSMESSSCHALTUNG
.
107
4.2.4 DIMENSIONIERUNGSGESICHTSPUNKTE
.
107
4.2.5 B EISP
IELE.108
4.2.6 UEBUNGEN UND VERTIEFUNG
.
112
4.3 TTL-LOGIK-TESTER MIT OPERATIONSVERSTAERKERN
.
114
4.3.1 SIGNALZUSTAENDE VON L O G IK G ATTEM
.
114
4.3.2 HINWEISE ZUM TTL-LOGIK-TESTER
.
116
4.3.3 FUNKTIONSWEISE DES
LOGIKTESTERS.116
4.3.4 DIM
ENSIONIERUNG.
117
4.3.5 UMRECHNUNG AUF EINE ANDERE BETRIEBSSPANNUNG
.
118
4.3.6 DER UEBERSPANNUNGSSCHUTZ
. 119
4.3.7 UEBUNGEN UND VERTIEFUNG
.
120
4.4 UNIVERSELLE MESSSCHALTUNG
.
121
4.4.1 UMWANDLUNG DES LOGIKTESTERS ZUR UNIVERSELLEN MESSSCHALTUNG . . 121
4.4.2 UEBUNGEN UND VERTIEFUNG
.
123
4.5 ANALOGVERSTAERKER-SCHALTUNGEN
.
124
4.5.1 DIE KONZEPTION VON R ECHENVERSTAERKEM
.
124
4.5.2 DER EINGANGS WIDERSTAND EINES RECHENVERSTAERKERS
.
124
4.5.3 DIE BEEINFLUSSUNG DES AUSGANGSSIGNALES DURCH EINE L A S T
.
126
4.5.4 BEISPIELE ZU
RECHENVERSTAERKERSCHALTUNGEN.129
4.5.5 UEBUNGEN UND VERTIEFUNG
.
133
4.6 DIGITAL-ANALOG-UMSETZER UND ANALOG-DIGITAL-UMSETZER
.
142
4.6.1
DA-PRINZIP.142
4.6.2 BEISPIEL ZUM
DA-SUMMIERVERSTAERKER.145
4.6.3 UEBUNG UND VERTIEFUNG ZUM SUMMIERVERSTAERKER ALS DA-WANDLER . 146
4.6.4 DA-WANDLER-PRINZIP MIT R-2R-N ETZW
ERK.148
4.6.5 BEISPIEL ZUM R -2R -N ETZW
ERK. 149
4.6.6 UEBUNGEN UND
VERTIEFUNG.150
4.6.7 AD-PRINZIP IM FLASH-W ANDLER
.
151
4.6.8 BEISPIEL ZUM FLASH-A D -W
ANDLER.154
4.6.9 UEBUNG UND V
ERTIEFUNG.154
4.7 FUNKTIONSGENERATOREN MIT A NWENDUNGSBEISPIELEN
.
155
4.7.1
RECHTECK-DREIECK-GENERATOR.155
4.7.2
PULSWEITENMODULATION.160
4.7.3 LEISTUNGS-PWM
.
165
4.7.4 PWM MIT STANDARDISIERTEM ASTABILEN M ULTIVIBRATOR
.
170
4.8
TRIGGERSCHALTUNGEN.182
4.8.1 NETZSYNCHRONER
SAEGEZAHNGENERATOR.
182
4.8.2 KOMPARATOR-SCHALTUNG: EINSTELLBARER T
RIGGER.189
5 OP-ANWENDUNGEN IN S TROM
VERSORGUNGSGERAETEN.191
5.1 KONVENTIONELLE NETZGERAETE MIT
SERIENSTABILISIERUNG.191
5.1.1 DIE FUNKTIONSWEISE DER SERIENSTABILISIERUNG
NACH REGELUNGSTECHNISCHEN G
ESICHTSPUNKTEN.191
5.1.2 AUFBAU UND WIRKUNGSWEISE EINES SERIENSTABILISIERTEN NETZGERAETES
192
5.1.3
BERECHNUNGSGRUNDLAGEN.193
5.1.4 VOR- UND NACHTEILE DER ANALOGEN SERIENSTABILISIERUNG
.
194
5.1.5 BEISPIEL ZU EINEM STROMVERSORGUNGSGERAET MIT SERIENSTABILISIERUNG
194
5.1.6 UEBUNG UND V
ERTIEFUNG.196
5.2 STROMVERSORGUNGSGERAET MIT SYMMETRISCH-BIPOLARER AUSGANGSSPANNUNG .
197
5.2.1 FUNKTIONSWEISE UND DIMENSIONIERUNGSGESICHTSPUNKTE
.
197
5.2.2 UEBUNG UND VERTIEFUNG ZUM NETZTEIL
MIT BIPOLARER
SPANNUNGSVERSORGUNG.201
5.3 STANDARD-STROMVERSORGUNGSGERAETE MIT OPERATIONSVERSTAERKERN
.
202
5.3.1 AUFBAU DER
STANDARD-SCHALTUNG.202
5.3.2 DIE DYNAMISCHEN EIGENSCHAFTEN DES STANDARD-NETZTEILES
.
204
5.3.3 UEBUNGEN UND VERTIEFUNG
.
214
5.4 SEKUNDAER GETAKTETE NETZGERAETE MIT FREILAUFENDER SCHALTFREQUENZ
.
217
5.4.1 DIE FUNKTIONSWEISE SEKUNDAER GETAKTETER NETZGERAETE MIT FREILAU
FENDER
TAKTFREQUENZ.217
5.4.2 FUNKTIONSWEISE UND REALISIERUNG EINES SEKUNDAER-SCHALTNETZTEILES
MIT FREILAUFENDER
SCHALTFREQUENZ.
219
5.4.3 UEBUNG UND VERTIEFUNG ZUM FREILAUFENDEN S CHALTNETZTEIL
.
224
5.5 SEKUNDAER-SCHALTNETZTEIL MIT FESTER SCHALTFREQUENZ
.
225
5.5.1 SEKUNDAER GETAKTETES STROMVERSORGUNGSGERAET
MIT FESTER
SCHALTFREQUENZ.225
5.5.2 DER SCHALTREGLER L4960 UND SEINE
BESCHALTUNG.226
5.5.3 BEISPIELE ZUM
SEKUNDAER-SCHALTREGLER.230
5.5.4 UEBUNG UND VERTIEFUNG
.
233
5.6 PRIMAER GETAKTETE STROMVERSORGUNGSGERAETE
.
233
5.6.1 DIE FUNKTIONSWEISE EINES PRIMAER GESCHALTETEN
STROMVERSORGUNGSGERAETES
.
233
5.6.2 BEISPIEL ZUM PRIMAER GETAKTETEN SCHALTNETZTEIL
.
235
5.6.3 UEBUNG UND VERTIEFUNG ZU PRIMAER GETAKTETEN N ETZTEILEN
.
239
6 UE BERTRAGUNGSVERFAHREN NACH DEM FREQUENCY-SHIFT-KEYING-PRINZIP .
243
6.1 ALLGEMEINES ZUM FREQUENCY-SHIFT-KEYING-VERFAHREN
.
243
6.2 BLOCKSCHALTBILD UND FUNKTIONSPRINZIP DES
FSK-EMPFAENGERS.244
6.3 FUNKTIONSBESCHREIBUNG ZUR
FREQUENZAUSWERTESCHALTUNG.244
6.3.1 OPERATIONSVERSTAERKERVI-VORVERSTAERKER
.
244
6.3.2 OPERATIONSVERSTAERKER V
2
UND VZ - AKTIVE B A N D FILTE R.246
6.3.3 BERECHNUNGSBEISPIEL FUER EIN AKTIVES B ANDFILTER
.
250
6.3.4 DIE D EM
ODULATION.
253
6.3.5 SIGNALAUFBEREITUNG DES DEMODULIERTEN SIGNALES
.255
6.4 AKTIVE FILTER MIT OPERATIONSVERSTAERKER
.259
6.4.1 DAS
TIEFPASSFILTER.260
6.4.2 DAS B
ANDFILTER.
261
6.5 UEBUNG UND VERTIEFUNG ZUR
FREQUENZAUSWERTESCHALTUNG.265
6.6
FREQUENZUMTASTUNG.269
6.7
BERECHNUNGSGRUNDLAGEN.270
6.8 UEBUNG UND VERTIEFUNG
.
274
7 KENNDATEN UND ANWENDUNGSHINWEISE ZUM REALEN O P
.
277
7.1 KENNDATEN ZUM OPERATIONSVERSTAERKER
.
277
7.1.1 DIE WICHTIGEN KENNGROESSEN DES OPERATIONSVERSTAERKERS
.
277
7.1.2 TABELLARISCHE UEBERSICHT UEBER DIE WICHTIGEN K ENNGROESSEN
.
278
7.1.3 KENNDATEN DES OPERATIONSVERSTAERKERS PA741
.
280
7.2 VERSTAERKUNG UND Z
EITVERHALTEN.
291
7.2.1 FREQUENZGANG DES OPERATIONSVERSTAERKERS
.
291
7.2.2 DIE SLEWRATE ODER
ANSTIEGSFLANKE.296
7.2.3 BEEINFLUSSUNG DES FREQUENZGANGS
DURCH GEGENKOPPLUNGSBESCHALTUNG
.
299
7.2.4 UEBUNG UND
VERTIEFUNG.303
7.3 STABILITAETSKRITERIEN VON BESCHALTETEN OPERATIONSVERSTAERKERN
.
306
7.3.1 STABILITAETSKRITERIEN NACH DEM BODE-DIAGRAM M
.
306
7.3.2 STABILITAETSKRITERIEN ZUM PHASEN- UND A M PLITUDENGANG
.
309
7.3.3 STABILISIERUNGSKRITERIEN ZUM INVERTIERENDEN VERSTAERKER
UND D
IFFERENZIERER.
311
7.3.4 UEBUNG UND VERTIEFUNG .
.
.
317
7.4
EINGANGSGROESSEN.
318
7.4.1 EINGANGSGROESSEN UND IHRE OFFSETS
.
318
7.4.2 UEBLICHE MASSNAHMEN ZUR OFFSETSPANNUNGSKOMPENSATION
.
324
7.4.3 DIE OFFSETKOMPENSATION AM INTEGRIERENDEN V ERSTAERKER
.
324
7.5 RAIL-TO-RAIL-OPERATIONSVERSTAERKER
.
330
7.5.1 DIE RAIL-TO-RAIL-KONZEPTION
.
330
7.5.2 AUSGANGSSTUFEN VON
STANDARD-OPERATIONSVERSTAERKERN.330
7.5.3 AUSGANGSSTUFENKONZEPTION VON RAIL-TO-RAIL-
OPERATIONSVERSTAERKEM
.
332
7.5.4 ANWENDUNGSBEISPIELE ZU EINEM
RAIL-TO-RAIL-OP.333
7.5.5 UEBUNG UND V
ERTIEFUNG.
352
8 DIE AUSTAUSCHBARKEIT VON K OM PARATOR- UND OP-ICS UNTEREINANDER .
355
8.1 PROBLEM
STELLUNG.355
8.2 DER STANDARD-KOMPARATOR LM339
.
356
8.3 STANDARD-KOMPARATORSCHALTUNG MIT KOMPARATOR-ICS UND O P -IC S
.
357
8.4 KOMPARATOREN MIT H Y STE RE SE
.
359
8.4.1 NICHTINVERTIERENDER KOMPARATOR MIT H YSTERESE
.
.
359
8.4.2 INVERTIERENDER KOMPARATOR MIT H Y STE RE SE
.362
8.5 TYPISCHE KOMPARATOR-ANWENDUNGEN MIT KOMPARATOREN UND O P S
.
364
8.5.1 VORTEILE DES OPEN-COLLECTOR-AUSGANGS BEI KOM PARATOREN
.
364
8.5.2 SIGNALZUSTANDSANZEIGEN VON KOMPARATOREN-SCHALTUNGEN
.
365
8.6 KOMPARATOREN ALS ANALOGE V ERSTAERKER
.
368
8.6.1 DER NICHTINVERTIERENDE V
ERSTAERKER. 368
8.6.2 DER INVERTIERENDE ANALOGVERSTAERKER
.
372
8.7 GRUNDSAETZLICHES ZUR AUSTAUSCHBARKEIT VON OPS UND KOMPARATOREN .
375
8.8 UEBUNG UND VERTIEFUNG ZUM KOMPARATOR LM339
. 377
9 SCHALTUNGSSIMULATION M IT DEM P C
.
381
9.1 DIE VORTEILE IN DER ANWENDUNG VON SIMULATIONSPROGRAMMEN
.
381
9.2 DER PREISWERTE ZUGANG ZU SIMULATIONSPROGRAMMEN
.
381
9.3 KURZBESCHREIBUNG ZUM PROGRAMM LTSPICELV/SW CADIII
.
382
9.3.1
INSTALLATION.382
9.3.2 KURZANLEITUNG ZUM P ROGRAM M
.
382
9.4 UMFANGREICHERE UND KOMPLEXERE SCHALTUNGEN IN LTSPICE IV/SWCADIII 390
9.4.1 DIE FREQUENZAUSWERTESCHALTUNG AUS KAP. 6 CHAPTER
.390
9.4.2 GRUNDSAETZLICHES ZUR PROGRAMMIERUNG
.393
9.5
EMPFEHLUNG.394
10 PROJEKTIERUNG EINES LADE-SCHALTREGLERS FUER L I-ION-A
KKUS.397
10.1 E IN FUE H RU N G
.397
10.2 DIE LADETECHNIK EINES LI-ION-AKKUS
.
398
10.3 DAS FUNKTIONSSCHALTBILD DES LADE-SCHALTREGLERS FUER LI-ION-AKKUS
. 400
10.4 DIE FUNKTIONSBESCHREIBUNG ZUM LADE-SCHALTREGLER
.
402
10.4.1 DIE
REFERENZSPANNUNGSGEWINNUNG.403
10.4.2 DER
FUNKTIONSGENERATOR.406
10.4.3 DER PWM-KOMPARATOR MIT
LEISTUNGSTEIL.408
10.4.4 DIE STROM BEGRENZUNG
.
419
10.4.5 MESSUMFORMER MIT I-R E G LE
R.421
10.5 DIE FUNKTIONSBESCHREIBUNG ZUM ANZEIGETEIL
.
422
10.5.1 DIE LED-KASKADE FUER DIE STROMBEREICHSANZEIGE
.
424
10.5.2 TEMPERATURUEBERWACHUNG UND VERSORGUNGSSPANNUNGSKONTROLLE . . 428
10.6 BAUTEILE-EMPFEHLUNGEN
.
430
10.6.1 OPERATIONSVERSTAERKER UND TRANSISTOREN
.
430
10.6.2 DIE BEDINGUNGEN ZUR VERWENDUNG EINES TASTERS IM LEISTUNGSTEIL 431
10.7 ANHAENGE ZUM PROJEKT LI-ION-REGLER
.
434
10.7.1 DIE VERWENDUNG DES LEISTUNGSTEILS ALS LI-ION-LADEREGLER
OHNE A N Z EIG
ETEIL.
434
10.7.2 DIE VERWENDUNG DES LEISTUNGSTEILS ZUR AUFLADUNG
VON SM ARTPHONES
.
434
10.7.3 DIE GESAMTSCHALTUNG DES A NZEIGENTEILES
.
437
10.7.4 EIN BEISPIEL FUER DIE GESAMTSCHALTUNG
AUF EINER
EURO-LOCHSTREIFENPLATINE.439
10.7.5 DIE PRAKTISCHE AUSFUEHRUNG DES LI-ION-LADEREGLERS
.
441
10.7.6 DAS SCHLUSSWORT ZUM
PROJEKT.442
LOESUNGSANHANG.445
INFORMATIVE INTERNETADRESSEN ZUM THEMENBEREICH DES OPERATIONSVERSTAERKERS
. 569
SACHVERZEICHNIS.571 |
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