Grundlagen der Operationsverstärkung (Seite 3)

Blinklicht

Das Blinklicht (Abbildung 5, oben links) funktioniert recht einfach. Die Frequenz bestimmen der Widerstand R1 und der Kondensator C1. Wenn sich der Kondensator bis zu einer bestimmten Schwelle auflädt (Spannung am Minus-Eingang > Spannung am Plus-Eingang), dann schaltet der OP am Ausgang auf negative Betriebsspannung, was den Kondensator entlädt. Damit die Leuchtdioden keinen Schaden nehmen, begrenzen die Widerstände vor den LEDs den Ausgangsstrom des OPs. Die restlichen Widerstände dienen zum Erzeugen einer Schaltschwelle und zur Rückkopplung.

Nicht invertierender Schmitt-Trigger

Als Schmitt-Trigger (Abbildung 5, oben rechts) bezeichnet man eine Schaltung, die bei einer bestimmten Eingangsspannung den Ausgang anschaltet. Um ihn wieder abzuschalten, muss die Eingangspannung unter einen bestimmten Wert sinken. Üblicherweise liegen An- und Abschaltspannung einige Volt auseinander, was ein sicheres Schalten gewährleistet.

Man spricht hierbei auch von einer Schalthysterese. Das Verhältnis der Widerstände R1 und R2 legt deren Verhalten fest. Da sich die genaue Berechnung eines Schmitt-Triggers etwas kompliziert gestaltet, verweist der Autor auf eine Beschreibung dazu im Netz [7]. Beachten Sie, bei den Experimenten Potentiometer mit linearer Charakteristik zu verwenden.

Monoflop

Eine Monoflop-Schaltung (Abbildung 5, unten links) lässt sich am ehesten mit einem Treppenhauslicht vergleichen: Drückt man auf den Taster, geht das Licht an, nach einer Weile erlischt es von selbst wieder. Die Leuchtdauer bestimmen der Widerstand und der Kondensator. Der Poti gibt lediglich vor, ab welcher Entladespannung das Licht wieder ausgeht.

Berührungssensor

Als Berührungssensor (Abbildung 5, unten rechts) bezeichnet man einen Schalter, der auf Berührung reagiert. Dazu muss man wissen, dass der menschliche Körper einen bestimmten Widerstand besitzt. Diese Schaltung prüft lediglich, ob sich ein Widerstand zwischen den zwei Kontakten befindet. Ist das der Fall, schaltet sie die LED an. Das klappt aber nur, weil OPs eine so extrem hohe Verstärkung aufweisen.

Fazit

Dieser Artikel gibt Ihnen das Rüstzeug, um OPs in Ihren eigenen Schaltungen einzusetzen. Es gibt noch viel mehr Schaltungen, die sich mit einem MCP3424 aufbauen lassen – im Internet finden Sie dafür reichlich Beispiele. Mit dem 4-Kanal-Spannungsmesser lassen sich die Schaltungen untersuchen, um genau zu sehen, wie sie arbeiten.