Das eBook Angewandte Mikroelektronik wurde von Hans Lohninger zur Unterstützung verschiedener Lehrveranstaltungen geschrieben. Weitere Informationen finden sie hier. |
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Gleichrichter
Legt man in den Gegenkopplungszweig eine Diode, so bekommt man einen Gleichrichter, der je nach der Polung der Diode entweder nur die positive oder nur die negative Halbwelle durchlässt. Die Schleusenspannung der Diode wird durch den Verstärker kompensiert, so dass nur Gleichrichtungsfehler in der Größenordnung von Ud auftreten.
Ein Problem dieser Schaltung besteht jedoch darin, dass der Ausgang der Schaltung hochohmig wird, wenn die Diode in Sperrichtung betrieben wird. Um dem abzuhelfen, muss an den Ausgang ein Lastwiderstand gegen Masse angeschlossen werden. Dadurch wird der Ausgang auf Massepotential gezogen wenn die Diode sperrt. Ein weiterer Nachteil ist, dass der Verstärker während des Betriebs der Diode in Sperrichtung übersteuert wird, und dadurch eine gewisse Zeit braucht, bei einem Signalwechsel die Diode von der sperrenden in die leitende Richtung zu schalten. Je nach Typ des Operationsverstärkers kann diese Zeit mehrere μs betragen, so dass die Gleichrichtung eines Signals mit mehr als ein paar hundert Hertz mit großen Signalverzerrungen verbunden ist. Eine etwas umfangreichere Schaltung, die den oben erwähnten Nachteil der Übersteuerung nicht hat, zeigt die folgende Abbildung. Falls die Eingangsspannung Uin negativ ist, wird die Diode D1 in Vorwärtsrichtung betrieben und die Ausgangsspannung Uout ist gleich der Eingangsspannung Uin. Bei positiver Eingangsspannung sperrt D1 und der Ausgang des Operationsverstärkers versucht gegen die negative Versorgungsspannung zu gehen. Bei -0.6 V wird jedoch D2 leitend und verhindert damit eine Übersteuerung des Operationsverstärkers.
Die gezeigte Schaltung invertiert das Signal und erzeugt ein positives
Ausgangssignal. Möchte man ein negatives Ausgangssignal, so müssen
die Dioden in der Polarität geändert werden.
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