Verstärkerschaltung#
Gegeben sei die in der Abbildung dargestellte Verstärkerschaltung mit \(R_1 = 1\,\mathrm{k\Omega}\), \(R_3 = R_1 || R_2\), wobei der Operationsverstärker eine Temperaturempfindlichkeit von \(|U_\mathrm{OS} / \Delta \vartheta | = 2{,}5\mathrm{\mu V / K}\) hat.
Verstärkerschaltung mit Operationsverstärker.#
Berechnen Sie die Widerstände für eine Verstärkung von 40dB.
Tipp
40dB ist als Verstärkungsfaktor gegeben, d.h. es gilt \(k = 40\,\mathrm{dB}\). Welcher Verstärkung entspricht dies in nicht-dB Einheiten? Zur Umrechnung benutzen Sie \(v = 20\cdot \log k\). Außerdem können Sie die Verstärkung in Abhängigkeit von den Widerständen \(R_1\) und \(R_2\) angeben (\(k = R_2/R_1\)).
Wie groß darf die Spannung am Eingang maximal werden, wenn die Ausgangsspannung auf 12V begrenzt ist?
Tipp
Für die Verstärkung gilt allgemein: \(k = U_a / U_e\)…
Der Verstärker soll in einem Temperaturbereich von \(20^\circ\mathrm C\) bis \(80^\circ\mathrm C\) zum Einsatz kommen. Ermitteln Sie den kleinstmöglichen Messbereich, bei dem der Offsetfehler höchstens 1% vom Messbereichsendwert ausmacht.
Tipp
Wie groß ist das gewünschte Temperaturintervall \(\Delta \vartheta\)? Was für einen maximale Abweichung (in \(\mu \mathrm V\)) begehen Sie für die angegebene Temperaturempfindlichkeit \(|U_\mathrm{OS} / \Delta \vartheta | = 2{,}5\mathrm{\mu V / K}\)? Was bedeutet dies für die Abweichung bei Ausgangsspannung, \(\Delta U_a = k \cdot \Delta U_e\)? Diese Abweichung gegenüber dem Ausgangsmessbereich soll kleiner sein als 1%, also \(\Delta U_a / U_{a,\mathrm{min.Messbereich}} < 1%\)…