- [What is an operational amplifier? (youtube.com)](https://www.youtube.com/watch?v=lJDjWZqhpVc)
- Pins
- Inputs: v+ (non-inverting), v- (inverting)
- Supply: +V, -V (manchmal zusätzlicher GND, wird oft nicht dargestellt)
- Output: vo
- Übliche Schaltung
- +V = 12V, -V = -12V
- vo wird relativ zu 0V gemessen (zwischen positiver und negativer Supply)
- Intern: 20-50 Transistoren, manchmal auch Kapazitäten
- Eigenschaften
- i = 0 (idealer Op-Amp) -> Es fließt kein Strom in die Eingänge (es wird nur die Spannung gefühlt)
- vo = A · (v+-v-) = A · vin
- A = gain, üblicherweise 105 <= A <= 106
- Häufig genutzte Typen
- LM324
## Nicht-invertierter Verstärker
[Non-inverting op-amp circuit (youtube.com)](https://www.youtube.com/watch?v=_Ut-nQ535iE)
$$
v_o = \frac{R_1 + R_2}{R_2} v_{IN}
$$
-> Der Gain des Verstärkers hat keinen Einfluss
### Praktisches Beispiel
0..3V3 -> 0..10V (D1 und R4 zur Visualisierung)
### Abwandlung: 4-20mA Output
[4-20mA Transmitter Explained using an Op Amp (youtube.com)](https://www.youtube.com/watch?v=ZqJxdBCpb6c)
- Spannung an Eingängen ist gleich (im eingeschwungenen Zustand)
- Strom wird durch Vi und R1 bestimmt (unabhängig von RL!)
- Warum Signalübertragung als Strom?
- Für Übertragung als Spannung RL idealerweise sehr groß (damit Innenwiderstand von Spannungsquelle und Kabel keinen Einfluss haben)
- Dann hat aber eine externe Störquelle (z.B. elektrisches Feld) einen sehr großen Einfluss
- Bei Übertragung als Strom kann RL klein gewählt werden, da Strom unabhängig von Widerstandswerten überall gleich
- Somit ist auch Einfluss von externer Störquelle gering
## Summierender Verstärker (für Audio)
N parallele, gleich aufgebaute Op-Amp Schaltungen, welche am Ende summiert werden. Jede Op-Amp Schaltung fügt Rauschen hinzu. Bei der Summierung verstärkt sich das Signal welches auf allen Kanälen gleich ist, wohingegen das Rauschen stochastisch ist und sich gegenseitig aufhebt.
$$
Reduktion = \sqrt{Anzahl\ parallele\ Schaltungen\ N}
$$
- Nur relevant, wenn das zu verstärkende Signal sehr schwach ist (z.B. bei Phono-Audio-Verstärkern).
- Schaltungen müssen dabei sehr gleich sein (Toleranzen in Widerständen und Co beachten, ggf. einzeln einmessen).
- ["Input Offset Voltage"](https://www.ti.com/lit/an/sloa059b/sloa059b.pdf?ts=1734505475015) (Spannungsdifferenz durch Fertigungsfehler zwischen Op-Amp Terminals) sollte deutlich kleiner als Amplitude von Signal sein -> kann ausgemessen werden (siehe Videolink unten)
[Mastergroove repair by Mend it Mark & an honest message to Tom Evans audio - YouTube](https://youtu.be/6hVe_spuJQI?feature=shared&t=1037)