User manual

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8 Operationsverstärker
Ein Operationsverstärker (OPV) ist eine komplexe Schaltung zur Ausführung
analoger Rechenoperationen. Eine Eingangsspannung um einen genauen Faktor
zu verstärken entspricht der Rechenoperation Multiplikation. Aber auch andere
Operationen wie Addition und Subtraktion lassen sich mit Operationsverstär-
kern mit großer Genauigkeit ausführen. Ursprünglich wurden diese Schaltungen
für Analogrechner entwickelt, die Vorgänger heutiger Computer. Heute sind sie
Universalbausteine für die unterschiedlichsten Aufgaben. Das Lernpaket enthält
einen zweifachen Operationsverstärker (OPV) vom Typ LM358. Jeder dieser
Verstärker ist eine komplexe integrierte Schaltung mit ca. 50 Transistoren. Viele
Aufgaben lassen sich mit einem OPV wesentlich einfacher lösen als mit Einzel-
halbleitern. In diesem Kapitel sollen die wichtigsten Schaltungen mit Operations-
verstärkern vorgestellt und erprobt werden.
8.1 Den kleinen Unterschied verstärken
Der Differenzverstärker hat zwei Eingänge und zwei Ausgänge. Die Schaltung soll
hier mit Einzeltransistoren aufgebaut werden, um die Grundfunktion des Opera-
tionsverstärkers zu beleuchten. Kleinste Differenzen zwischen den Eingängen
werden erheblich verstärkt. Der Strom durch den gemeinsamen Emitterwider-
stand teilt sich in Abhängigkeit von der Ansteuerung auf beide Transistoren auf.
Der rechte Transistor erhält in diesem Beispiel eine durch zwei Si-Dioden stabili-
sierte Eingangsspannung. Der linke Transistor erhält seine Eingangsspannung
von einem einstellbaren Spannungsteiler. Die verstärkte Differenzspannung
erscheint zwischen den beiden Kollektoren.
Abb. 8.1: Ein einfacher
Differenzverstärker