Ursprünglich hat D.W. Slaughter eine Röhrenschaltung mit zwei Röhren als Operationsverstärker veröffentlicht. Mit zwei Transistoren wird daraus folgende Schaltung:
Bei vollkommener Symmetrie der Transistoren erhält man als Ausgangsspannung die verstärkte Eingangs-Spannungs-Differenz. Daher kommt die Bezeichnung: |
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Die innere Schaltung (siehe oben) lässt sich in drei Teile gliedern:
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Gegentaktendstufe: |
Zweck des Operationsverstärkers ( = OP) ist es, den idealen Vorstellungen von einem Verstärker möglichst nahe zu kommen.
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Der OP hat zwei Eingänge:
Werden beide gleich angesteuert, ist die Spannungsdifferenz am Eingang UD = 0. In diesem Fall wird der OP im Gleichtakt ( = common mode) betrieben. Die Ausgangsspannung UQ wäre theoretisch ebenfalls 0. Das Verhältnis zwischen der idealen Verstärkung (V0 = ∞) und der Verstärkung im common mode (VCM = 0) heißt Gleichtaktunterdrückung G. Sie wäre im Idealfall also "unendlich" (G = ∞ siehe oben).
Damit der OP in positiver und negativer Spannungsrichtung voll ausgesteuert werden kann, wird eine symmetrische Spannungsversorgung angeschlossen (meist ±15 V)
Da der OP bereits bei sehr kleiner UD ( ≈ 0) voll verstärkt, ist der "-" Eingang gleich dem "+" - Eingang, also "Masse". Für die Spannungsverhältnisse gilt daher die bekannte "Spannungssteilerregel". Es ist die Verstärkung V also: Invertierend heisst: Die Spannungen sind 180° phasenverschoben oder besitzen umgekehrtes Vorzeichen. |
Es gilt wieder UD ≈ 0. Die Anwendung der Spannungsteilerregel wird in dieser Schaltung offensichtlich. Die Verstärkung V ist hier: Das sich am Eingang immer UD ≈ 0 einstellt, wird die Eingangsspannung U1 der Ausgangsspannung UQ selbsttätig nachgestellt. Man spricht auch von der rückgeführten Teilspannung U1. |
Es gibt unzählige Anwendungen: