Opamp schakeling berekenen

[Chris10]

Stel:
Een gelijkspanningsbron ( - zijde aan aarde ) van +0,3 V zit via een weerstand van 1 kOhm aan de - ingang van een opamp. De - ingang zit weer via een weerstand van 4 kOhm aan de uitgang van de opamp. De + ingang van de opamp zit aan aarde. De opamp mag aan de uitgang worden beschouwd als een niet ideale afhankelijke spanningsbron A(U+ - U-) met inwendige weerstand Ro = 50 ohm. A = 1000

- Bepaal met de opdrukmethode de Theveninweerstand tussen uitgang en aarde, en de Theveninspanning.
- Nb.: Ingangsweerstand opamp tussen U+ en U- is oneindig.

De schakeling moet er volgens mij zo uitzien:


Ik wil dus een vervangingsnetwerk tussen U2, maar ik weet niet helemaal wat ik met die interne weerstand aanmoet. Hopelijk weet iemand met een technische achtergrond de oplossing.
Alvast hartelijk dank!

[Hillie]

Huiswerkvraagjes mogen niet. En ik kan je er verder ook niet mee helpen. Maar zoek es op internet ofzo.

[JoeCool]

Het probleem zit in het feit dat de opamp mag worden beschouwd als niet ideaal

Normaal gesproken mag de inwendige weerstand (Ri) van de opamp worden beschouwd als on-eindig, en de uitgangs weerstand (Ro)= 0. men gaat dan uit van de ideale opamp.
Op deze manier kan met goede benadering de gewenste waarden worden berekend.

Ik weet niet of ik je er veel me geholpen heb, maar misschien begrijp je het probleem beter.

[Vaagharses]

Je moet de opamp vervangen door een model van een verschilversterker. Dus een spanningsgestuurde spanningsbron (als ik het goed heb)

dan wordt het zo:

code:

_   ___---Rout---___
 |     |  ----------
| |   / \
|R|  /   \
|i|  \   /V=b*Vrin
|n|   \ /
| |    |
_|     |________________

Zo was volgens mij het vervangingsschema voor een Opamp: als je het zeker wil weten kijk dan in je boek, staat ie vast in: ik heb er nu geen zin... ben een beetje moe en heb het een beetje gehad

Dit vervangingsschema zet je in de plaats van de opamp en je zou hem door moeten kunnen rekenen (check je boek elektrische netwerken )

[Verwijderd]

simpel, negatieve terugkoppeling=> + en - klem gelijk, dus 0.3/1000 A door weerstand, vloeit naar uitgang door 4K, dus uitgang = 0.3*4/(4+1)= 0.24V!


als ie ideaal mag zijn, anders ist 0.3*4.05/5.05= ong 0.24

[Jag]

Ik heb deze draad naar een vriend van mij gestuurd die 3e jaard elektrotechniek is aan de TUE. Hij zal je vast haarfijn kunnen uitleggen.

[Verwijderd]

Ik heb nu even geen tijd om het uit te rekenen (intro in Eindhoven), en ik heb ook ff geen P-Spice bij de hand, maar je kan gewoon een vervangingsschema maken met een spanningsgestuurde spanningsbron. Dan krijg je een stelsel van drie vergelijkingen met drie onbekenden. Ik zal vanavond of morgen even een uitgewerking posten.

Het vervangingsschema wat er uiteindelijk uitkomt is dan een spanningsbron met interne weerstand.

[Chris10]

Op zondag 19 augustus 2001 22:11 schreef Vaagharses het volgende:
Je moet de opamp vervangen door een model van een verschilversterker. Dus een spanningsgestuurde spanningsbron (als ik het goed heb)

dan wordt het zo:

code:

_   ___---Rout---___
 |     |  ----------
| |   / \
|R|  /   \
|i|  \   /V=b*Vrin
|n|   \ /
| |    |
_|     |________________

Zo was volgens mij het vervangingsschema voor een Opamp: als je het zeker wil weten kijk dan in je boek, staat ie vast in: ik heb er nu geen zin... ben een beetje moe en heb het een beetje gehad

Dit vervangingsschema zet je in de plaats van de opamp en je zou hem door moeten kunnen rekenen (check je boek elektrische netwerken )

Met dat probleem zit ik nou juist. Je hebt U+ en U- en die versterking van A=1000. Hoe zet je dat nou precies om samen met die weerstand van 4k in een vervangingsschema?
Want dan heb je een k, en is die hetzelfde als die A? En waar blijven U+ en U- dan?
Hopelijk kan iemand mij daar opheldering over geven
Voor de rest bedank jullie alvast voor de tips en opheldering!
En Entil'Zha, kan je dat P-Spice model ook even mailen als je dat uitgerekend hebt? Alvast erg bedankt. En suggesties over een andere berekeningswijze zijn ook welkom

[Chris10]

Ik heb een vervangingsschema gemaakt:



Er komt dezelfde waarde uit als bij de opamp schakeling (+/- -1,2 Volt). Weet iemand of dit schema correct is en hoe je nu de vervangingsweerstand uitrekend?

[Chris10]

Ik heb nu de uitgangsspanning kunnen berekenen (-1,19 Volt), alleen wil ik nog de uitgangsimpendantie berekenen. Met de eerder genoemde opdrukmethode. Dus de bron van 0,3 Volt uitschakelen, een bron op de uitgang zetten van bv 10 Volt (tussen + en -) bij het netwerk van de gestuurde bron, en dan kijken wat voor stroom er gaat lopen.
Op deze manier dus: (er staat 0 V, maar dat kan je dus 10 V maken)

De gestuurde bron laat geen stroom door, maar hoe reageert hij hier nu op? En wat voor stroom gaat er nu lopen door V1 en wat wordt de uitgangsimpendantie??
Alvast hartelijk dank voor degene die dit voor mij kan oplossen/ophelderen!

[Chris10]

Zijn alle elektrotechneuten nog op vakantie?
Als iemand een idee heeft, of weet hoe ik het moet berekenen, post het dan of mail me op: [e-mail]

[Verwijderd]

Die spanningsbron V1 hoort daar niet. Het vervangingsschema daarboven klopt wel. Kijk met doorrekenen wel uit dat je de weerstanden ed niet kortgesloten hebt. Bijvoorbeeld bij R1 heb je 2 contactpunten erin die een kortsluiting weergeven. Kort gezegd: er ligt nog een draadverbinding achter de weerstand waardoor de weerstand bij berekenen gewoon nutteloos wordt. Knooppunten mogen alleen weergegeven worden als er 3 of meer contactpunten bij elkaar komen.

Maar even over de uiteindelijke uitkomst: Dat wordt een spanningsbron met de spanning die uit bovenstaand vervangingsschema berekend kan worden. De inwendige weerstand is dan de weerstand die je aan de ingang naar aarde ziet bij nulstelling alle bronnen oftewel 50 Ohm parallel geschakeld aan 5 kOhm. Dat is dus
(50 Ohm * 5 kOhm) / (50 Ohm + 5 kOhm) = 49,5 Ohm

Ik zal de precieze oplossing nog wel posten (echt!) als ik wat meer tijd heb.. Vanavond ALV, en vanmiddag nog een progopdracht.. Morgenmiddag, of overmorgen, ok?

[Verwijderd]

Ok, daar komt hij dan:
Het vervangingsschema zoals Chris10 dat had gemaakt klopt inderdaad voor dit model. Ik heb het ook ingevoerd in P-Spice, En het op een voor mij iets overzichtelijker manier gerangschikt. Dan komt er dit uit:



In dit schema zijn 3 onbekende spanningen aanwezig, die je kunt berekenen, door er een stelsel vergelijkingen mee te bouwen. Dit stelsel ziet er dan als volgt uit:

{ (V1 - 0,3) * G2 + (V1 - V2) * G1 = 0
{ (V2 - V1) * G1 + (V2 - V3) * Gout = 0
{ V3 = -1000 * V1

Let wel: G1 = 1 / R1, ofwel de G'tjes zijn de geleidingen, niet de weerstanden. Deze zijn de inverse van de weerstanden. Dit stelsel kun je oplossen, dat heb ik dan ook gedaan. Er komt uit: V2 = -1.1939555. Bij doorrekenen door P-Spice komt eruit V2 = -1.194, dus het klopt ook nog met elkaar.

Dan zou normaal de volgende stap om de uitgangsweerstand te berekenen. Daarvoor stellen we alle spannings- en stroombronnen nul, daardoor worden spanningsbronnen gelijk aan kortsluitingen en stroombronnen gelijk aan open verbindingen. Vervolgens kijken we welke weerstand naar aarde te zien is van buitenaf. Dit is weergegeven in het volgende plaatje:



Helaas is dit schema niet geldig voor gestuurde spanningsbronnen, omdat de spanning die eruit wordt beinvloed door wat je aan de uitgang aansluit. Hier had ik even geen rekening mee gehouden in mijn vorige post. Dan moet het dus toch zoals Chris10 al zei op een andere manier. De opdrukmethode krijgen wij hier op de universiteit niet aangeleerd, maar ik kan me er wel wat bij voorstellen. Gewoon een paar spanningsbronnen eraan hangen en kijken welke stroom gaat lopen. In ieder geval komt er als interne weerstand ongeveer 0,25 Ohm uit. Dat lijkt vrij laag, maar is geen onwaarschijnlijke waarde.

Maar goed uiteindelijk hou je dus het volgende vervangingsschema over:



Dus je had de uitkomsten al goed, dus eigenlijk heb ik al dat werk voor niets gedaan..
Maar goed, toch ff voor de zekerheid narekenen kan nooit kwaad natuurlijk..