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 Robert Heinemanns PSPICE-Seiten |
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Beispiel O4:
Operationsverstärker als Differenzierer |
Bild 1 zeigt die Schaltung eines als Differenzierer beschalteten Operationsverstärkers. Als
Eingangsquelle dient eine Quelle VPWL, die so programmiert ist, dass sie das gleiche Signal liefert,
wie es der Integrierer (Beispiel Op8) an seinem Ausgang liefert.
Der Differenzierer von Bild 1 besitzt
im Eingangszweig einen Dämpfungswiderstand R2, der den Maximalwert der Verstärkung auf ca. 12 begrenzt.
Ohne R2 besäße der Differenzierer eine Verstärkung, deren Betrag bis zu beliebig hohen Werten proportional
zur Frequenz ansteigt. Das führt bei gegengekoppelten Verstärkern fast immer zu unerwünschten Schwingungen.
Es kann nicht schaden, das zu prüfen, indem man R2 während einer Simulation entfernt.
Bild 1: Als Differenzierer beschalteter Operationsverstärker
Bild 2 zeigt den Zeitverlauf der Eingangsspannung (oben) und der Ausgangsspannung (unten).
Bild 2: Zeitverlauf der Ein- und Ausgangsspannung des Differenzierers
Aus den Diagrammen von Bild 2 erkennt man, dass die Ausgangsspannung (bis auf einen
konstanten Faktor -R1*C2 = - 1/10000) zu jedem Zeitpunkt gleich der Steigung des Graphen
der Eingangsspannung ist: Die Schaltung arbeitet offensichtlich als Differenzierer.
Download der Dateien zur Simulation des Differenzierers:
Falls Sie die Schaltung simulieren möchten, sich aber vor der Zeichenarbeit
scheuen, oder falls Sie mit dem Simulationssetup nicht
zurecht kommen, können Sie hier die Schaltung mit fertigem Simulationssetup im
SCHEMATICS- oder im CAPTURE-Format herunterladen.
Zur Simulation benötigen Sie die Euromodifikationen zu PSpice,
die Bestandteil meines Buches sind.
Damit Sie nach der Simulation automatisch die vorgefertigten Probe-Diagramme erhalten,
müssen Sie vor dem Start der Simulation in SCHEMATICS die Option
ANALYSIS/PROBE SETUP/RESTORE LAST PROBE SESSION wählen, bzw in CAPTURE im Fenster
SIMULATION SETTINGS die Option PROBE WINDOW/SHOW/LAST PLOT.
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Für CAPTURE ab V10:
Laden Sie die unten angebotene selbstex- trahierende ZIP-Datei differenzierer_cap. exe
herunter und starten Sie dann die Entpackung durch Doppelklick auf den Dateinamen.
Das Entpackprogramm schlägt Ihnen zum Aufbewahren der entpackten Dateien den Ordner
PSpice-Beispiele vor. Ein guter Vorschlag. Starten Sie anschließend aus CAPTURE
heraus differenzierer.opj:
Laden Sie hier differenzierer_cap.exe (35 kB)
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Für SCHEMATICS:
Laden Sie die unten angebotene selbstex- trahierende ZIP-Datei differenzierer_sch. exe herunter
und starten Sie dann die Entpackung durch Doppelklick auf den Dateinamen. Das Entpackprogramm schlägt Ihnen zum Aufbewahren
der entpackten Dateien den Ordner PSpice-Beispiele vor. Ein guter Vorschlag. Starten Sie dann aus SCHEMATICS
heraus differenzierer.sch:
Laden Sie hier differenzierer_sch.exe (28 kB)
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