Operationsverstaerker invertierender Differenzierer

Ein Operationsverstärker mit Kondensator wird zur Differenzierschaltung

Schema	So funktionierts:
	Der invertierende Differenzierer mit Operationsverstärker leitet hohe Frequenzen und sperrt tiefe Frequenzen. Er zeigt das Verhalten eines Tiefpasses. Der Kondensator bzw. sein Blindwiderstand ist in der Verstärkerformel unter dem Bruchstrich, weshalb die Verstärkung bei zunehmender Frequenz abnimmt. Ist der Betrag vom Blindwiderstand gleich gross wie der Rückkopplungswiderstand, beträgt die Verstärkung 1. Wird der Blindwiderstand grösser, hat die Schltung einen dämpfenden Übertragungsfaktor. Wenn bei steigender Frequenz der Blündwiderstand kleiner wird als der Rückkopplungswiderstan, dann hatt der Diffenenzierer mit Operationsverstärker eine verstärkende Charakteristik. Die Signalquelle wird vom Kondensator gegen die virtuelle Masse am invertierenden Eingang belastet. Der Eingangswiderstand ist somit gleich dem Blindwiderstand. Der Kondensator und der Invertierende Verstärker sorgen für eine Phasenverschiebung vom Ausgang zum Eingang, die +90° beträgt.

Parametereingabe		Berechnete Werte

R₁=		V_out=

C₁=		φ_Vout=

V_in=		I_R1=

f_Vin=		φ_IR1=

		Vout/Vin=

		a_VoutVin=

		f_@G=1=

Eingangs- und Ausgangswiderstand.

Der Eingang der Schaltung geht gegen die virtuelle Masse am invertierenden Eingang des Operationsverstärkers. Der Eingangswiderstand ist frequenzabhängig, entspricht immer dem Blindwiderstand des Kondensators und produziert einen Strom, der in R1 weitergeleitet wird. An R1 wird der Strom in eine Spannung umgesetzt, die am Ausgang erscheint. Der Ausgangwiderstand entspricht dem Ausgangswiderstand des Operationsverstärkers und ist sehr klein. Der Operationsverstärker kann neben dem Strom für R1 auch Strom für weitere, angehängte Schaltungen liefern.

Phasenverschiebung

Da der Blindwiderstand vom Kondensator eine Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom bewirkt, ist die Phase vom Strom durch R1 um +90° zur Eingangsspannung verschoben. Da die Verstärkerschaltung das Signal zusätzlich um 180° phasenverschiebt, ergibt sich am Ausgang eine Phasendrehung von +90°