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Nichtinvertierender Verstärker

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Beim Impedanzwandler haben wir schon das Konzept der Gegenkopplung kurz angesprochen. Während beim Impedanzwandler die gesamte Spannung gegengekoppelt wird, verwendet der Nichtinvertierender Verstärker nur einen Bruchteil. Der Spannungsteiler aus R1 und R2 teilt die Ausgangsspannung herunter, gemäß der Standardformel, und koppelt sie auf den invertierenden Eingang zurück:

U_{-} = U_{Ausgang}\cdot\frac{R_1}{R_1+R_2}

Der Operationsverstärker gehorcht nach wie vor der Formel

U_{Ausgang} = (U_{+} - U_{-} ) \cdot G_{gv}

Die sich dann umstellen lässt auf

U_{Ausgang} = (U_{+} - U_{Ausgang}\cdot\frac{R_1}{R_1+R_2}) \cdot G_{gv}

Durch Umformen bekommt man schließlich folgenden Ausdruck für die Ausgangsspanunng:

U_{Ausgang} = \frac{U_{+}(R_1+R_2)}{\frac{R_1}{G_{gv}} + \frac{R_2}{G_{gv}}+R_1}

Auch hier nutzen wir aus, das die Geradeausverstärkung G_{gv} im allgemeinen recht groß ist, weswegen sich der Nenner vereinfachen lässt:
U_{Ausgang} = U_{+} (1 +\frac{R_{2}}{R_{1}})

Anhand der Formel sehen wir schon einmal, dass die Verstärkung niemals kleiner sein kann als 1. Eine weitere Eigenschaft ist ein sehr hoher Eingangswiderstand, das das Eingangssignal direkt auf den nichtinvertierenden Eingang des OPVs anliegt. Je nach Operationsverstärker kann es gewissen Grenzen geben für die Werte von R2 und R1, das sind aber Spezialfälle die man bei neuen Verstärkerbaureihen nicht mehr häufig findet.

Der hohe Eingangswiderstand ist äußerst praktisch für das Verstärken von Sensorsignalen, da diese nicht belastet werden.

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