Das hat nun viele Vorteile gegenüber der herkömmlichen Methode mit Transistoren oder gar mit Röhren Verstärker herzustellen.
Zu einem haben integrierten Bauteile alle die gleichen Umgebungsbedingungen wie Feuchtigkeit , Temperatur usw , zum anderen sind außerdem alle Leitungswege
kurz und verlustarm hergestellt.
Der erster hergestellte Operationsverstärker hatte die Bezeichnung uA709 und wurde 1965 von der Firma Fairchild hergestellt.
Später dann um 1970 wurde der legendäre uA741 hergestellt der heute noch zum Standard Bauteil gehört.
die bei speziellen Anwendungen durchaus sinnvoll sind aber im Hobby Bereich kaum eine Rolle spielen.
In den meisten Fällen kommt man mit den Standard IC 741 aus.
Er gehört auch zu den Preiswerteren und ist außerdem sehr robust.
Das sind Gehäuse meist aus Plastik die zwei Anschlussreihen besitzen daher auch der Name DIL ( Dual In Linie ) "Dual" steht für zwei ,
"In" für In , und "Linie" für Reihe , also zwei in Reihe , damit sind die Anschlüsse gemeint.
Bild 1In diesen Gehäuse befinden sich mindestens ein Operationsverstärker manchmal auch zwei oder vier Stück.
In Bild 1 sehen wir so ein Gehäuse , dort steht als Bezeichnung 8-DIP , damit ist gemeint das es sich um 8 poliges Gehäuse handelt ,
die Bezeichnung DIP besagt uns (D=Dual , I= Inlinie , P= Plastik) also ein Plastik Gehäuse mit Zwei Anschluss Reihen.
Wenn man das Gehäuse von oben betrachtet befindet sich auf dem Gehäuse eine kleiner Punkt oder eine Ausbuchtung welches den
ersten Anschluss kennzeichnet, sollte ein solcher Punkt nicht vorhanden oder erkennbar sein haben diese Gehäuse noch eine Ausbuchtung
in Form einer halben Bohrung seitlich angebracht.
Wenn wir dann diese Bohrung zur linken Seite drehen befindet sich unterhalb auf der linken Seite der Anschluss mit der Nr. 1 ,
die restlichen Anschlüsse sind dann entgegen dem Uhrzeigersinn Fortlaufend nummeriert.
und übersichtlich zu halten.
Diesem Symbole ordnet man meist nur die wichtigsten Anschlüsse zu.
In der Symbolzeichnung sehen wird die Anschlüsse der beiden Eingänge 2 und 3 und den Ausgang 6, dort hat man die Anschlüsse
für die Versorgungsspannung der einfacher halber weg gelassen.
Zwingend notwendig ist nämlich noch der Anschluss 7 für die Positive Versorgungsspannung und Anschluss 4 für die Negative Versorgung.
was im manchen Plänen alles eingezeichnet werden müsste , wenn keine Symbole dafür benütz würden.
einer der mit einem Positiv Zeichen und einer der mit einen Negativ Zeichen gekennzeichnet ist.
Ein Signal angelegt am Positiven Eingang , würde verstärkt wieder am Ausgang 6 abgegeben werden.
Wird ein Signal am Negativ Eingang angelegt wird das Signal Invertiert ( herumgedreht) am Ausgang abgegeben ,
mann spricht dann von einer Phasenverschiebung um 180 °.
Unter Verstärker können sich die meisten etwas vorstellen, aber was sind Operationen ?
Unter Operation versteht man beispielsweise das der Operationsverstärker der ja zwei Eingänge aufweist damit zwei unterschiedliche Spannungen addieren ,
oder subtrahieren kann .Aber dazu später mehr, erst einmal einige Grundschaltungen als Verstärker
Das ist die Voraussetzung dafür das ein Wechselspannungssignal am Eingang in beide Richtungen verstärkt werden kann, also sowohl ins Positive wie auch ins Negative.
Der Nachteil ist, wenn auch nicht erheblich, ein ständig fließender Strom durch R1 und R2.
Es handelt sich in dem hier vorliegenden Fall zwar nur um wenige uA, aber bei einer durch eine Batterie gespeisten Schaltung kann es schon ins Gewicht fallen.
Die Größe der beiden Widerstände sind allerdings nicht ganz unerheblich,
wenn beide Widerstände nicht absolut gleiche Werte besitzen kann es zu erheblichen Spannungsdifferenzen kommen und der Ausgang Pin 6 wird nicht exakt auf die halbe Betriebsspannung ausgegeben.
Wähle ich kleinere Widerstände z.B. R1 und R2 beide gleich 10 Kilo Ohm
so würde eine höhere Dauerstrom fließen und unserer Batterie belasten.
Wenn aber die Widerständes zu groß gewählt werden machen sich kleinste Störungen
auf der Betriebsspannung da sie ja verstärkt werden am Ausgang bermerkbar .
Es gilt also dort ein vernünftiges Mittelmaß zu finden.
Dann nämlich befindet sich parallel zum Widerstand R2 der Innenwiderstand
des wie hier im Beispiel angeschlossenen Mikrofon.
Und wenn zwei Widerstände parallel angeschlossen werden ist der Gesamtwiderstand der beiden Widerstände stets kleiner als jeder der einzelnen Widerstände.
Und damit verringert sich die Spannung an Pin 3.
Um diesen verschobenen Spannungspegel aus zu gleichen empfiehlt es sich R1 durch einen Trimmer zu
ersetzen, so das die Spannungen bei Bedarf wieder angeglichen werden können.
Um die Verstärkung zu drosseln werden noch zwei Widerstände benötigt,
P2 und R2.
Das Verhältnis dieser beiden Widerstände gibt in etwa die Verstärkung an.
| Die genaue Formel |
| Verstärkung= 1+ ( P2/R2) |
Im Beispiel hier ist das Verhältnis von 47 Kilo Ohm zu 10 Kilo Ohm ungefähr fünf.
Also wird das Eingangssignal 5 mal verstärkt am Ausgang ausgegeben.
Der Kondensator C2 ist nötig um die am Ausgang anliegende Gleichspannung aus zu koppeln.
Genau wie die Kondensatoren C1 und C3 .
Es sei denn das der Verstärker als Messverstärker gedacht ist und die Verstärkung der anliegenden Gleichspannung gewünscht wird, dann können die drei Kondensatoren entfallen.
aufgebaut.
Weil hier der Eingang Pin 3 und der Ausgang auf Null Potenzial liegt, können hier die Kondensatoren weg gelassen werden.
Bei Eingangsspannungen unter 2,7 Volt ist durch eine sehr hohe Verstärkung der Ausgang bei ca 8,4 Volt,
also nahe der Betriebsspannung.
Kompletter Verstärker
eingestellt.
Mit P2 wird dann die Verstärkung eingestellt.
Die Verstärkung liegt bei 10 bis ??? fach
P2 auf Rechtsanschlag = Verstärkung 10
Der Frequenzgang ist abhängig der eingestellten Verstärkung und beträgt bei einer Verstärkung von 10
(10Hz bis 20 KHz).
Bei einer Verstärkung von ca 66 fach, beträgt der Frequenzgang nur noch 10 Hz bis 13 KHz.
Das sind natürlich nur ganz theoretische Werte.
In der Praxis ist der Verstärker bedingt durch die Kapazitäten C2-C1- und C3 natürlich stark Frequenzabhängig.
Um die Eingangsempfindlichkeit zu erhöhen, kann der LM 741 gegen einen Pin kompatiblen TL 071 ausgetauscht werden.
Der Ausgang kennt also keine Zwischenwerte , sondern nur den Zustand 0 Volt oder 12 Volt, besser gesagt 0 Volt oder die Betriebsspannung.
Da die Spannung am Anschluss 2 gleich Null Volt beträgt, wird der Ausgang umgeschaltet sobald die Spannung an Pin 3 ungleich Null Volt ist.
Bei einem Sinus Eingangssignal ( rot) ergibt die gelbe Kurve das Ausgangssignal.
Mit P1 ist die Verstärkung einstellbar zwischen 1 und 100 fach.
Auf Grund der einfachen Spannungsversorgung werden nur positive Spannungen verstärkt.
P1 auf Rechtsanschlag ergibt die größte Verstärkung.