Circuito de sujeción de diodo OP-Amp

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Estoy trabajando en actualizar nuestros productos, pero hay una serie de restricciones. TL; DR No puedo cambiar las partes que harían esto realmente fácil.

Tenemos dispositivos que interactúan con nuestro panel de control mediante un sistema de tres cables. +24 VDC, 0 VDC y una línea de señal (bidireccional) que varía aproximadamente de 0 a 5 VDC. La gente hace todo tipo de cosas divertidas en el campo y obtenemos más del voltaje asignado en la línea de señal (~ > 5 VDC). No puedo protegerme contra todo, pero sé cuáles son las fallas comunes y puedo trabajar para evitar que eso sea un problema. Estoy pensando que puedo usar un circuito de sujeción de diodos op-amp para obtener lo que quiero (un clipper / clamper máximo). Quiero que el voltaje varíe de 0 VDC a 7 VDC, y cualquier cosa de más de 7 VDC a + 24 VDC solo me da 7 VDC fuera del amplificador operacional. Puedo escalar eso de vuelta al rango de 0 VDC a 3.3 VDC para el micro ADC. Esto me permite una serie de cosas:

  1. Tengo una resolución suficiente para distinguir los niveles de voltaje que necesito.
  2. +24 VDC en la línea de señal ya no es un problema.
  3. Al ampliar el rango de sujeción del diodo y la escala descendente, tengo un nuevo estado en el que podemos determinar si el instalador lo hizo mal (y se pueden ver otros modos de falla).

Así que construí este circuito en una tabla de circuitos hoy, los voltajes no son los exactos, solo son una prueba de concepto y estoy limitado en las fuentes de alimentación disponibles (no voy a entrar en el falla al equipar la tienda correctamente).

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Por lo que encontré en línea, esto debería funcionar simplemente bien, pero no lo hace. El op-amp es de riel a riel dentro y fuera. Toda la literatura muestra que esto debería variar de 0 VDC a 12 VDC sin problemas, luego sujetar a 12 VDC y no cambiar más allá de eso hasta los rieles. Obtengo alrededor de 7 VDC del op-amp sin entrada.

Estoy haciendo algo mal o esto no está bien, y no soy lo suficientemente inteligente como para entender por qué. Mi conocimiento es mío, ya que mi educación estaba bien y ha pasado casi una década entre graduarme y tener que hacer cualquier trabajo que requiera comprensión.

Ideas?

    

2 respuestas

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Un enfoque diferente podría ser usar un zener para limitar / sujetar la tensión máxima y el amplificador operacional como un seguidor de ganancia unitaria (buffer).

La salida del amplificador operacional simplemente seguirá cualquier voltaje de entrada por debajo de 6V8 (es decir, Vout = Vin) porque el zener no conduce. Bajo la condición de falla (V > 7) el zener sujeta la tensión a su tensión nominal. Entre 6V8 y 24 V, la entrada no inversora 've' solo un pequeño cambio en el voltaje alrededor de 6V8 y la salida del amplificador operacional permanece en el mismo nivel.

C1 es un pequeño capacitor para suavizar cualquier ruido.

Supongo que aquí 7 V es una figura arbitraria y no crítica en algún lugar por encima de los 5 V pero no mucho más. Los zeners vienen con clasificaciones de voltaje / potencia particulares, por lo que un tipo de 6V8, 400mW debería ser suficiente.

Si desea acercarse al nivel de 5V, simplemente reemplace el zener con un valor apropiado (por ejemplo, 5V1)

    
respondido por el JIm Dearden
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El circuito se ajustará a la tensión de referencia cuando el diodo Schottky en el circuito original se invierta en polaridad.

    
respondido por el Bill

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