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circuit_design:uebung_3.5.2 [2021/11/11 16:39] – slinncircuit_design:uebung_3.5.2 [2023/06/26 14:04] (aktuell) – mexleadmin
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-<WRAP pagebreak></WRAP> <panel type="info" title="Aufgabe 3.5.2. Variationen des nicht-invertierenden Verstärkers"> <WRAP group><WRAP column 2%>{{fa>pencil?32}}</WRAP><WRAP column 92%>+<WRAP pagebreak></WRAP> <panel type="info" title="Exercise 3.5.2. Variations of the non-inverting amplifier"> <WRAP group><WRAP column 2%>{{fa>pencil?32}}</WRAP><WRAP column 92%>
  
-<wrap noprint>Below you will find circuits with an ideal operational amplifier, which are similar to the non-inverting amplifier and whose voltage gain $A_V$ must be determined.+Below you will find circuits with an ideal operational amplifier, which are similar to the non-inverting amplifier and whose voltage gain $A_V$ must be determined.
  
-__Annahmen__+__Assumptions__
  
    * $R_1 = R_3 = R_4 = R$    * $R_1 = R_3 = R_4 = R$
   * $R_2 = 2 \cdot R$   * $R_2 = 2 \cdot R$
-  * $U_E$ entstammt einer niederohmigen Quelle +  * $U_\rm I$ comes from a low-resistance source 
-  * $U_A$ liegt an einem hochohmigen Verbraucher an+  * $U_\rm O$ is due to a high-resistance consumer
  
-__Aufgaben__+__Exercises__
  
-  - Geben Sie für jede Schaltung die Spannungsverstärkung $A_V$ an. Eine detaillierte Rechnung wie bisher ist nicht notwendig. +  - Enter the voltage gain $A_\rm V$ for each circuit. A detailed calculation as before is not necessary. 
-  - Geben Sie für die Abbildung 7 an, wie die Spannungsverstärkung ermittelt werden kann. +  - For Figure 7, indicate how the voltage gain can be determined. 
-  - Verallgemeinern Sie mit Begründung wie +  - Generalize with the following justifications: 
-      - ein Kurzschluss der beiden OPV Eingänge zu berücksichtigen ist, +      - How has a short circuit of the two OPV inputs must be taken into account? 
-      - Widerstände zu berücksichtigen sind, wenn diese +      - How do resistances have to be considered in the following cases: 
-        - mit einer Klemme ("auf einer Seite") direkt und ausschließlich an einem OPV Eingang liegen, +        - with one terminal (so "one connector") directly and exclusively on an OPV input, 
-        - mit je einer Klemme direkt an einem OPV Eingang liegen. +        - with both terminals each directly connected to an OPV input. 
-  - In welchen Schaltungen stellen die Widerstände $R_3$ und $R_4$ einen unbelasteten Spannungsteiler dar?+  - In which circuits do resistors $R_3$ and $R_4$ represent an unloaded voltage divider?
  
-Um sich den Problemen zu nähern, sollten Sie versuchen die Kenntnisse aus dem invertierenden Verstärker nutzen. Es kann sich anbieten die Schaltungen über [[http://www.falstad.com/circuit/|Falstad-Circuit]] oder Tina TI zu simulieren. Als Unterstützung sind in den ersten beiden Schaltungen Tipps unter der Abbildung zu sehen. \\+To approach the problems, you should try to use the knowledge from the inverting amplifier. It can be useful to simulate the circuits via [[http://www.falstad.com/circuit/|Falstad-Circuit]] or Tina TI. In the first two circuits, tips can be seen under the illustration as support. \\
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-**__Wichtig__** : Wie immer im Studium sollten Sie versuchen die Kenntnisse aus der Aufgabe zu verallgemeinern.+**__Important__**: As always in your studies, you should try to generalize the knowledge gained from the task.
  
 <WRAP onlyprint> **Tipps** <WRAP onlyprint> **Tipps**
  
-  * Wie groß ist der Stromfluss in den invertierenden und nicht invertierenden Eingang bei einem idealen Operationsverstärker? Welchen Spannungsabfall würde es also an einem Widerstand geben, dessen einer Anschluss nur zu einem Eingang des Operationsverstärkers führt? +  * How big is the current flow into the inverting and non-inverting input of an ideal operational amplifier? So what voltage drop would there be across a resistor whose one connection only leads to one input of the operational amplifier ($R_3$)? 
-  * Der Operationsverstärker versucht stets soviel Strom am Ausgang auszugeben, damit sich zwischen invertierendem und nicht invertierendem Eingang die benötigte minimale Spannung $U_D$ ergibt. Wie groß kann $U_D$ angenommen werden? Kann diese Spannung auch über einen Widerstand aufgebaut werden? +  * The operational amplifier always tries to output as much current at the output that the required minimum voltage $U_\rm D$ results between the inverting and non-inverting input. How high can $U_\rm D$ be assumed? Can this voltage also be built up via a resistor ($R_4$)? 
-  * Können verschiedene Widerstände (z.b. weil diese zwischen den gleichen Knoten liegen) zusammengefasst werden?+  * Can different resistors (e.g. because they are between the same nodes) be combined?
  
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-<WRAP right><panel type="default"> Abb. 1 \\ {{drawio>pic3_5_2_Aufgabe1 }} </panel></WRAP> \\  \\  \\  \\  \\  \\  \\  \\ <WRAP noprint>+<WRAP right><panel type="default"> Abb. 1 \\ {{drawio>pic3_5_2_Aufgabe1.svg}} </panel></WRAP> \\  \\  \\  \\  \\  \\  \\  \\ <WRAP noprint>
  
-++++ Tipps|+++++ Hints|
  
-  * Wie groß ist der Stromfluss in den invertierenden und nicht invertierenden Eingang bei einem idealen Operationsverstärker? Welchen Spannungsabfall würde es also an einem Widerstand geben, dessen einer Anschluss nur zu einem Eingang des Operationsverstärkers führt ($R_3$)? +  * How high is the current flow into the inverting and non-inverting input of an ideal operational amplifier? What voltage drop would there be across a resistor whose one connection only leads to one input of the operational amplifier? ($R_3$)? 
-  * Der Operationsverstärker versucht stets soviel Strom am Ausgang auszugeben, damit sich zwischen invertierendem und nicht invertierendem Eingang die benötigte minimale Spannung $U_D$ ergibt. Wie groß kann $U_D$ angenommen werden? Kann diese Spannung auch über einen Widerstand ($R_4$) aufgebaut werden?+  * The operational amplifier always tries to output enough current at the output so that the required minimum voltage is between the inverting and non-inverting input $U_\rm D$ results. How big can $U_\rm D$ be accepted? Can this voltage also via a resistor ($R_4$) being constructed?
  
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-<WRAP right><panel type="default"> Abb. 2 \\ {{drawio>pic3_5_2_Aufgabe2 }} </panel></WRAP>+<WRAP right><panel type="default"> Abb. 2 \\ {{drawio>pic3_5_2_Aufgabe2.svg}} </panel></WRAP>
  
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-++++ Tipps|+++++ Hints|
  
-  * Wieviel Strom muss über $R_4 = R$ fließen, damit sich die erwartete Spannung $U_4$ ergibt? +  * How much current must flow through $R_4 = R$ so that the expected voltage $U_4$ results? 
-  * Wieviel Strom muss entsprechend über $R_2 = 2 \cdot R$ fließen? +  * How much current must flow through $R_2 = 2 \cdot R$ fließen? 
-  * Wieviel Strom fließt also durch $R_1 = R$? welche Spannung ergibt sich also an $R_1$?+  * How much current must flow through $R_1 = R$? How high is the voltage at $R_1$?
  
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-<WRAP right><panel type="default"> Abb. 3 \\ {{drawio>pic3_5_2_Aufgabe3 }} </panel></WRAP> </WRAP><WRAP half column>+<WRAP right><panel type="default"> Abb. 3 \\ {{drawio>pic3_5_2_Aufgabe3.svg}} </panel></WRAP> </WRAP><WRAP half column>
  
-<WRAP right><panel type="default"> Abb. 4 \\ {{drawio>pic3_5_2_Aufgabe4 }} </panel></WRAP> </WRAP></WRAP>+<WRAP right><panel type="default"> Abb. 4 \\ {{drawio>pic3_5_2_Aufgabe4.svg}} </panel></WRAP> </WRAP></WRAP>
  
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-<WRAP right><panel type="default"> Abb. 5 \\ {{drawio>pic3_5_2_Aufgabe5 }} </panel></WRAP> </WRAP><WRAP half column>+<WRAP right><panel type="default"> Abb. 5 \\ {{drawio>pic3_5_2_Aufgabe5.svg}} </panel></WRAP> </WRAP><WRAP half column>
  
-<WRAP right><panel type="default"> Abb. 6 \\ {{drawio>pic3_5_2_Aufgabe6 }} </panel></WRAP> </WRAP></WRAP>+<WRAP right><panel type="default"> Abb. 6 \\ {{drawio>pic3_5_2_Aufgabe6.svg}} </panel></WRAP> </WRAP></WRAP>
  
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-<WRAP right><panel type="default"> Abb. 7 \\ {{drawio>pic3_5_2_Aufgabe7 }} </panel></WRAP> </WRAP><WRAP half column>+<WRAP right><panel type="default"> Abb. 7 \\ {{drawio>pic3_5_2_Aufgabe7.svg}} </panel></WRAP> </WRAP><WRAP half column>
  
-<WRAP right><panel type="default"> Abb. 8 \\ {{drawio>pic3_5_2_Aufgabe8 }} </panel></WRAP> </WRAP></WRAP>+<WRAP right><panel type="default"> Abb. 8 \\ {{drawio>pic3_5_2_Aufgabe8.svg}} </panel></WRAP> </WRAP></WRAP>
  
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-<WRAP right><panel type="default"> Abb. 9 \\ {{drawio>pic3_5_2_Aufgabe9 }} </panel></WRAP> </WRAP><WRAP half column> </WRAP></WRAP>+<WRAP right><panel type="default"> Abb. 9 \\ {{drawio>pic3_5_2_Aufgabe9.svg}} </panel></WRAP> </WRAP><WRAP half column> </WRAP></WRAP>
  
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