Frage zu Operationsverstärker - Elektrotechnik?
Die folgende Schaltung zeigt das Funktionsprinzip eines DA-Wandlers mit Digital-Logikgattern, Transistoren und Operationsverstärkern. Die Eingänge des DA-Wandlers sind mit der Bitmusterwertigkeit 2^0, 2^1, 2^2 und 2^3
gekennzeichnet. Pro Bitsprung am Eingang ändert sich die Ausgangsspannung Ua um 0,1V. Bei den Eingängen handelt es sich um TTL-Gatter. Am Eingang wird als Low-Signal eine Spannung zwischen 0 ... 0,8V akzeptiert. Als High-Signal wird am Eingang eine Spannung zwischen 2 ... 5V akzeptiert.
Frage:
- Bei der angegebenen Bitkombination 0001 beträgt die Ausgangsspannung Ua=100mV. Berechnen Sie die in der Schaltung gekennzeichneten Ströme l1,I2, l3 und l4.
der Lehrer hat nur I1 gerechnet. Aber warum?
und was sind diese 0001. sind das die eingänge, also ganz oben ist eingang 0, es wird inverstiert zu 1. zweite und dritte reihe das selbe.
und letzte reihe ist eingang 1 aber es wird zu einer 0.
2 Antworten
Du hast 4 Bit, jedes Bit sorgt für einen Strom:
- Bit 0 beeinflusst I1
- Bit 1 beeinflusst I2
- Bit 2 beeinflusst I3
- Bit 3 beeinflusst I4
Wenn das Eingangsbit 0 ist, wird der Ausgang durch den Inverter positiv. Das sorgt dafür, dass der jeweilige Transistor (NPN) leitend wird. Der Strom fließt dann von Vref durch den jeweiligen 3,3kOhm-Widerstand durch den Transistor nach GND. Die Diode ist dann in Sperrrichtung, der entsprechende Strom Ix (mit x=1..4 für das jeweilige Bit) ist 0.
Wenn der Eingang 1 ist, sperrt der Transistor. Der Strom kann also von Vref durch den jeweiligen 3,3kOhm-Widerstand, die anderen Widerstände, die Diode ... fließen. Die Diode ist in Durchlassrichtung.
Da die Eingangskombination 0001 ist, sind I4 bis I2 gleich Null, nur I1 ist größer als Null.
Da die Ströme I1-I4 ja exakt der Wertigkeit des entsprechenden Bits entsprechen müssen, reicht es, wenn du I1 kennst und kannst die Ströme für die weiteren Bits einfach durch multiplizieren errechnen:
(I1 = 1 * I1)
I2 = 2 * I1
I3 = 4 * I1
I4 = 8 * I1
Damit der Wandler am Ende richtig funktioniert, müssen alle Potentiometer so eingestellt werden, dass die o.g. Gleichungen erfüllt sind.