Ermitteln der Ausgangsspannung für die Operationsverstärkerschaltung

Ich habe diese SchaltungGeben Sie hier die Bildbeschreibung ein

und ich möchte die Ausgangsspannung finden U A . Wir erhalten die Werte der Widerstände, die Eingabe U E und die "liefernde" Spannung U v (was hier nicht gezeichnet ist):

U E = 10 v ; U v = ± 15 v ;

R 1 = R 2 = 3 , 9 k Ω ; R 3 = 8 , 2 k Ω ; R 4 = 2 , 2 k Ω

Davon sollten wir ausgehen U E − = 0 Und ICH E − = ICH E + = 0

Lösungsversuch:

Von KCL kenne ich das: ICH 1 = ICH 2 + ICH 3 und auch das ICH 2 = ICH 4

Von KVL kenne ich das: U E − U R 1 − U R 2 = 0

Und: U E − U R 1 − U R 3 − U R 4 = 0

Allerdings weiß ich nicht was passiert ICH 3 . Ist ICH 3 Nur ICH 4 oder ICH 3 = ? ? + ICH 4 und wie das alles zusammenhängt U A (es sei denn U A = U R 4 aber ich bin mir nicht sicher).

Da U_E+ geerdet ist, ist die Spannung U_A nur die Spannung, die Sie über R4 erhalten

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So würde ich es machen: -

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Sobald Sie die Spannung an dieser Verbindungsstelle gefunden haben (nennen Sie sie Vx), ist das Problem einfach: -

U A = v X − R 4 R 2

Wie finde ich Vx?

Konvertieren Sie Ue und Ua möglicherweise wie folgt in aktuelle Quellen: -

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Dann ist der durch die Parallelkombination von R1, R2 und R3 fließende Nettostrom: -

U E R 1 − U A R 3

Dieser Strom multipliziert mit R1||R2||R3 ist Vx

Kannst du es von hier nehmen?

Folgendes sollten Sie tun: Schreiben Sie die Knotengleichung für die Knoten e und A wie folgt:

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  • e: (eA)/R3 + e/R2 + (eE)/R1 = 0
  • A: A/R4 + (Ae)/R3 = 0

Die Variable A steht für das Potential U_A. Jetzt können Sie nach Potential am Knoten A auflösen.

Nur damit ich es richtig verstehe: Ihre Gleichungen sind ICH 1 = ICH 2 + ICH 3 Und ICH 3 + ICH 4 = 0 rechts (ausgedrückt in Spannungsabfall dividiert durch Widerstand). Vielen Dank übrigens
Ja, eigentlich
Ok danke, so sollten wir das auch lösen :)
Nur eine kleine Frage: Ich habe jetzt nach A aufgelöst und bekomme immer eine Spannung, die unter der Eingangsspannung liegt U E . Macht das in diesem Fall Sinn? Ich dachte, ein Operationsverstärker würde die Eingangsspannung verstärken
Nein, abhängig von Ihrem Ziel kann es eine Menge Dinge tun. Es dient nicht nur zur Verstärkung von Spannungen.

Hier kommt eine alternative Methode, die einfacher zu sein scheint, da der gesamte Prozess in zwei Teile geteilt ist:

1) Den Operationsverstärker-Ausgangsknoten erden und die Spannung am invertierenden Operationsverstärkerknoten (Vorwärtsfunktion Hf) ermitteln, die durch den Eingang VE verursacht wird (siehe erstes Diagramm).

2) Erden Sie den Eingangsknoten und finden Sie die Spannung am invertierenden Knoten des Operationsverstärkers (Rückgabefunktion Hr), die durch die Ausgangsspannung VA des Operationsverstärkers verursacht wird (siehe zweites Diagramm).

3.) Das Verhältnis (-Hf/Hr) ergibt die gewünschte Gesamtübertragungsfunktion. Dies ergibt sich einfach aus der bekannten Rückkopplungsformel (H. Black) für unendliche Verstärkung.

schematisch

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