Operationsverstärker Einführung, Grundlagen Technik und Anwendungen

4. Aktive Gleichrichterschaltungen

Neben den bekannten passiven Gleichrichtern, können mit Operationsverstärkern sogenannte aktive Gleichrichter realisiert werden. Diesen haben gegenüber den Passiven den Vorteil, dass die Einflüsse einer realen Diode, nahezu vollständig unterdrückt werden. Genauer bedeutet das, der Durchlasswiderstand der Diode, sowie deren nichtlineare Kennlinie verändern das Ausgangssignal nicht.

4.1 Halbwellengleichrichter

Der aktive Halbwellengleichrichter gibt die positive Halbwelle einer Wechselspannung invertiert am Ausgang aus. Die negative Halbwelle wird ausgeblendet. Daher ergibt sich folgender Spannungsverlauf:

Eingangsspannung ue:

Ausgangsspannung ua:

 

4.2 Vollwellengleichrichter

Neben dem aktiven Halbwellengleichrichter lässt sich auch ein aktiver Vollwellengleichrichter realisieren. Diese Schaltung wird auch Präzisionsgleichrichter genannt, und hat die gleichen Vorteile gegenüber einem Passiven wie der aktive Halbwellengleichrichter.

Auch hier haben die Dioden keinen Einfluss auf die Ausgangsspannung. Die positive Halbwelle wird unverändert ausgegeben, die Negative invertiert. Damit erreicht man folgenden Spannungsverlauf:

Eingangsspannung ue:

Ausgangsspannung ua:

 

4.3 Spitzenwertgleichrichter

Um den Scheitelwert ein zeitlich veränderten Größe zu messen wird ein Spitzenwertgleichrichter benötigt. Auch hier wird durch Verwendung eines OPs der Einfluss der Diode ausgeblendet.

Bei dieser Grundschaltung darf der Ausgang nicht belastet werden, da sich der Kondensator sonst sofort entlädt. Daher ist diese Schaltung nur für sehr Hochohmige Spannungsmesser geeignet. Besser geeignet ist folgende Schaltung, bei der dem Spitzenwertgleichrichter ein Impedanzwandler nachgeschaltet ist.

Jetzt wird em Kondensator auch bei Belastung des Ausganges kaum Ladung entzogen. Allerding ergibt sich damit das Problem, dass der Kondensator abgesehen von Leckströmen und dem minimalen Stromfluss durch den OP keinerlei Ladung mehr verliert, und damit sehr lange Zeit geladen bleibt. Soll nun erneut gemessen werden, muss der Kondensator zunächste wieder entladen werden. Dazu muss ein Taster dem Kondensator parallel geschaltet werden, über den dieser entladen werden kann.

Neueste Artikel
Anzeigen:
Aktuelle Newsbeiträge
Sie sind Besucher Nr. 1092182