Ein Operationsverstärker (Abk.: OPV; auch englisch: OpAmp) ist ein Verstärker mit einem sehr hohen Verstärkungsfaktor.
Durch äußere Beschaltung lassen sich viele verschiedene Funktionen festlegen. Damit sind Operationsverstärker
Universalbausteine der signalverarbeitenden Analog-Elektronik. Sie sind als integrierter Schaltkreis günstig herzustellen
und als elektronisches Bauelement weit verbreitet.
Bekannte Typen sind, z.B. der LM358, LM324, TL072, TL081, NE5532
oder der LF351.
Ein Operationsverstärker hat zwei hochohmige Eingänge, einen invertierenden Eingang, der mit einem negativen oder Minuszeichen (-) gekennzeichnet ist, und den nicht-invertierenden Eingang, der mit einem positiven oder Pluszeichen (+) markiert ist. Der dritte Pin ist der Ausgang des Operationsverstärkers, der sowohl eine Spannung als auch einen Strom liefern kann, je nach Beschaltung.
In den folgenden Schaltungen wird der LM358 verwendet, der folgende Anschlüsse besitzt:
Bei dieser Anwendung des OPV werden die beiden Eingangsspannungen verglichen und je nachdem, welche davon
größer ist, der Ausgang entsprechend geschaltet. Bei dieser Schaltung wird der Anschluss (-) mit der
Referenzspannung versorgt, die hier durch den Spannungsteiler von R1 und R2 auf die Hälfte der
Betriebsspannung festgelegt wird. Am Anschluss (+) liegt die zu prüfende Spannung an, die sich mit dem
Potentiometer R3 regeln lässt.
Der OPV vergleicht die beiden Eingangsspannungen miteinander und wird die LED an- bzw. ausschalten, wenn das
Potentiometer ca. in der Mitte ist. Dadurch, dass dies in der Realität niemals ein exakter Punkt mit einer
exakten Spannung ist, kann es bei dem Schwellenwert passieren, dass die LED schnell an- und ausgeht.
Um dies zu verhindern, muss man eine Hysterese hinzufügen in Form von zwei weiteren Widerständen hinzufügen,
wie die folgende Schaltung zeigt.
Hier wird dafür gesorgt, dass die LED am Ausgang erst bei recht hoher Spannung geschaltet wird, und entsprechend bei recht niedriger Spannung wieder ausgeht. Bei dieser Schaltung wurde durch eine Rückkopplung des Ausgangs auf den positiven Eingang eine Hysterese hinzugefügt. Diese Schaltungsart nennt man positive Rückkopplung. Die Größe der Hysterese wird vom Verhältnis von R5 und R6 bestimmt.
Eine mögliche Anwendung mit dem OPV als Komparator und einem LDR wird im Beitrag Hell- und Dunkelsteuerung mit OPV vorgestellt.
Der OPV-Multivibrator ist ein astabiler Oszillator-Schaltkreis, der eine rechteckige Ausgangswellenform mit Hilfe eines RC-Glieds erzeugt. Er hat zwei Zustände, von denen keiner stabil ist, da er ständig zwischen diesen beiden Zuständen hin- und herschaltet, wobei die Zeit, die in jedem Zustand verbracht wird, durch das Laden oder Entladen des Kondensators über einen Widerstand gesteuert wird.
In einem Bausatz eines sog. "Breathing Light" war ein Schaltplan enthalten, der ebenfalls ein LM358 verwendet, um eine oder mehrere LED(s) ein- und auszublenden.
