# Operationsverstärker Grundschaltungen

### Eigenschaften eines Operationsverstärkers

- Hoher Eingangswiderstand
- Geringer Ausgangswiderstand
- Differenzverstärker im Eingang
- Spannungsverstärkung ohne Rückkopplungkopplung :arrow_right: Unendlich (Beim idealen OP)

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### Invertierender Verstärker:

<center> <img src="https://i.imgur.com/WrPk2yN.jpg" width="400"></center>

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#### Eigenschaften:

| Rückkopplung | Phasenverschiebung | Verstärkung | Eingangssignal |
| -------- | -------- | -------- |-------- |
| Gegenkopplung | 180 ° | auch < 1 möglich | auf den invertierenden Eingang |

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#### Formeln:
$$v = -(\frac{R_2}{R_1}) $$
$$U_A = -(\frac{R_2}{R_1}) \cdot U_E $$

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### Nichtinvertierenden Verstärker:

<center> <img src="https://i.imgur.com/qRUQTwQ.jpg" width="350"></center>

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#### Eigenschaften:

| Rückkopplung | Phasenverschiebung | Verstärkung | Eingangssignal |
| -------- | -------- | -------- |-------- |
| Gegenkopplung | 0 ° | nur >= 1 möglich | auf den nichtinvertierenden Eingang |

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#### Formeln:

$$v = 1+\frac{R_1}{R_1+R_2} $$
$$U_A = U_E \cdot(1+\frac{R_1}{R_1+R_2}) $$

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### Impedanzwandler

<center> <img src="https://i.imgur.com/pLzJkyN.png" width="350"></center>

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#### Eigenschaften:

| Rückkopplung | Phasenverschiebung | Verstärkung | Eingangssignal |
| -------- | -------- | -------- |-------- |
| Gegenkopplung | 0 ° | = 1 | auf den nichtinvertierenden Eingang |

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#### Anwendung:

Beim Impedanzwandler ist das Ausgangssignal gleich dem Einganssignal, das lässt sich auch mit der Formel zeigen:

$$v = 1+\frac{R_1}{R_1+R_2} $$

- R~1~ ist annähernd Null, da sich nur der Leiterwiderstand zwischen Ausgang und invertierendem Eingang befindet.
- R~2~ ist annähernd Unendlich, da sich keine Verbindung zwischen dem invertierendem Eingang und Masse befindet.

$$v = 1+\frac{0}{unendlich} = 1 + 0 = 1$$

Der Impedanzwandler wird genutzt, wenn das Eingangssignal nicht belastet werden soll.

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### Komperator:

<center> <img src="https://i.imgur.com/f4Yqphk.png" width="350"></center>

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#### Eigenschaften:

| Rückkopplung | Phasenverschiebung | Verstärkung | Eingangssignal |
| -------- | -------- | -------- |-------- |
| nicht Vorhanden |/ | (ideal) Betriebsspannung wird ausgegeben | auf den beliebigen Eingang |

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#### Anwendung:

Der Komperator hat keine Rückkopplung und dementsprechend eine Verstärkung von unendlich, also gibt er annähernd die Betriebsspannung aus. Wie der Name verrät, vergleicht er beide Eingangssignale. Hat das Signal am invertierenden Eingang ein höheres Potenzial, wird die negative Ausgangsspannung ausgegeben. Ist das Potenzial am nichtinvertierenden Eingang höher, wird die positive Ausgangsspannung ausgegeben.