Als Symbol in einem Schaltplan nutzen wir für den Operationsverstärker das Dreieck. Es gibt 5 Anschlüsse für Ein- und Ausgänge:
Um eine Signalamplitude zu verstärken wird i. A. Energie benötigt. An die positive und die negative Versorgung werden Spannungen angelegt, über die der Verstärker mit Energie versorgt wird. Der Wert dieser Spannungen begrenzt die Ausgangsspannung. Die Ausgangsspannung kann nicht größer als die positive Versorgungsspannung und nicht kleiner als die negative Versorgungsspannung sein. Deshalb wählen wir gerne hohe Spannungen, damit der OP am Ausgang einen weiten Spannungsbereich abdeckt.
Es kommt vor, dass die Eingänge in Darstellungen von OPs anders angeordnet sind. Manchmal wird der nicht-invertierende (+) Eingang oben und der invertierende (-) Eingang unten gezeichnet.
Im Labor werden üblicherweise +12V an der positiven und -12V an der negativen Versorgung angeschlossen. Die Spannungen erzeugen Sie mit idealen Spannungsquellen, die in der Praxis z. B. mit Batterien oder Labornetzteilen realisiert werden können:
Mit einem Labornetzteil können Sie positive und negative Spannungen bezogen auf Masse erzeugen. Für eine positive Spannung stecken Sie das Kabel mit Massepotential in den schwarzen Ausgang des Netzteils, an dem das niedrigere Potential ausgegeben wird. Das Kabel, an dem die positive Spannung anliegt, wird in den roten Ausgang des Netzteils gesteckt, an dem das höhere Potential ausgegeben wird.
Wenn Sie eine negative Spannung erzeugen wollen, dann vertauschen Sie einfach beide Anschlüsse. Die folgende Abbildung zeigt, wie Sie die Versorgungsspannungen von ±20V eines OPs aus einem Labornetzteil erzeugen können:
Die Masse benötigen Sie nicht für die Versorgung der Schaltung, sondern später für die Signalverstärkung.
Im Datenblatt eines OPs ist unter dem Begriff „Supply Voltage“ beschrieben, wie hoch die Spannungen maximal und minimal sein dürfen. Hier finden Sie auch den Parameter „Maximum Output Voltage Swing“, der beschreibt, wie hoch die Ausgangsspannung maximal sein kann.
Im Praktikum arbeiten Sie mit dem OP „LM324“ von Texas Instruments. Das Datenblatt finden Sie unter folgendem Link. Die Versorgungsspannung dieses OPs darf maximal ±16V betragen.
Die Versorgung eines OPs begrenzt seine Ausgangsspannung, sie ist aber für seine Funktion in der Schaltung oft unerheblich. Deshalb wird die Versorgung im Schaltplan oft weggelassen und das Symbol des OPs wird auf ein Dreieck mit drei Anschlüssen reduziert.
