Spannungsverstärker (Voltage Amplifiers): Wie sie Signalspannung erhöhen

In einfachen elektronischen Begriffen: Ein Spannungsverstärker (Voltage Amplifier) ist jeder Verstärker, dessen Ausgangsspannung höher ist als die eingangsseitig zugeführte Spannung. Unterschied zum Leistungsverstärker (Power Amplifier), der eine leistungsstärkere Ausgabe als das Eingangssignal liefert. Ein Spannungsverstärker wird benötigt, wenn eine höhere Spannung über längere Leitungen oder größere Bereiche übertragen werden muss. Er ähnelt einem Transformator, da er die Spannung erhöht. Vergleichbar mit einer Schlauchdüse: die Wassermenge im Schlauch wird an der Düse in Kraft verstärkt.

Funktion & Abgrenzung

Ein Spannungsverstärker liefert keine Leistung, sondern erhöht nur die im Kreis verfügbare Spannung für ein gewünschtes Ergebnis. Nicht zum Antrieb von Motoren geeignet, sondern um Signale von Sensoren oder Steuerungen auslesbar zu machen. Beispiel: Niedrigvolt-Sensor für Lambdasonde (Sauerstoff im Abgas) oder Drehmoment eines Elektromotors braucht Spannungsverstärker, um genügend Spannung für korrekte Messung zu erhalten.

Schaltungsaufbau

Ein Spannungsverstärkerschaltung ist einfach: meist zwei Widerstände und ein Operationsverstärker (Op-Amp). Kombination ergibt einen einfachen Verstärker für diverse Aufgaben. Verschiedene Typen: invertierende und nicht-invertierende Verstärker (kehren die Sinuswelle des Eingangsstroms um oder nicht – je nach gewünschtem Ausgang). Auch Differenzverstärker (Voltage Difference Amplifiers) – verstärken die Spannungsdifferenz in einem Kreis, damit diese ausgelesen und analysiert werden kann.

Entscheidungshilfe

Wichtig: das angestrebte Ergebnis genau verstehen, bevor man den Verstärkertyp wählt. Nach Entwurf des elektrischen Kreises für Soll-Ein-/Ausgangsspannung lässt sich feststellen, ob und welche Spannungsverstärkung nötig ist, damit die elektronischen Bauelemente korrekt arbeiten.