¿Por qué no hay resistencia en la entrada en el circuito del amplificador operacional a continuación que convierte la onda sinusoidal en cuadrado?

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Debajo del circuito parece utilizar retroalimentación negativa de una manera extraña. No hay resistencia de entrada en el terminal - y, en lugar de colocar una resistencia en la rama de realimentación, ponen dos diodos Zener 4.3V . Entiendo un poco por qué la salida puede ser una 5V onda cuadrada. Pero realmente no estoy tan seguro de eso ya que dos cosas me están echando:

1) La entrada es una fuente de voltaje sin resistencia. Dado que la entrada + del amplificador operacional está en el suelo, el amplificador operacional debe intentar tirar de la entrada - también a tierra. ¿No es esto realmente corto la fuente de voltaje de entrada a tierra y un flujo de corriente infinito?

2) ¿Es legal colocar diodos Zener en la rama de realimentación como se muestra en la figura?

    
pregunta rsadhvika

3 respuestas

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Tienes razón, has detectado una falla en este circuito. El circuito se basa en una resistencia que estará presente en serie con Vin. Si aplicáramos +25 mV (desde una fuente de voltaje ideal) a Vin, entonces el opamp intentaría tirar de su entrada a 0 voltios (nivel del suelo). El opamp lo hará reduciendo su voltaje de salida al nivel más bajo que pueda alcanzar. Eso es -15 V, no -5 V. Una corriente infinita fluirá (intentará) a través de los 2 zenerdiodes. Pero al final, la entrada del opamp nunca alcanzará los 0 V y la fuente de voltaje ideal "ganará".

Como se dibuja, puede fluir mucha corriente y esto podría romper los diodos opamp y / o zener.

Así que tienes razón, es necesario que haya una serie de resistencia presente para limitar la corriente a Vin. Eso también limitará la corriente que fluye a través de los dos diodos zener y la corriente de salida del opamp.

No hay una "ley" para evitar que uses esos dos diodos zener en anti series :-) Así que, perfectamente legal.

El resultado es un diodo zener bidireccional de 5 V. En este caso, lo que significa que juntos los diodos bajarán 5 V cuando una corriente fluya a través de ellos. Así, la corriente puede fluir en ambas direcciones. Cuando se utiliza un diodo Zener, se obtienen 4.3 V en sentido inverso y 0.7 V en avance.

    
respondido por el Bimpelrekkie
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tal vez el diseñador de este circuito esté confiando en la impedancia de salida del circuito de fuente de voltaje sinusoidal (no hay una fuente de voltaje ideal, cada fuente de voltaje tiene una impedancia de salida equivalente) creo que es por eso que el voltaje de entrada es muy bajo para obtener una corriente baja adecuada para los zeners debido a que la impedancia de salida es generalmente baja, por ejemplo, si la señal sinusoidal proviene de un generador de funciones que tiene una impedancia de salida igual a 50 ohms (común), entonces la corriente a través de los zeners será solo de .5 mA (pieza de pastel para los zeners)

    
respondido por el isam
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Los Zeners ya tienen un Zz = 9Ω @ 58mA y Zzt = 400 Ω @ 1mA o el valor de umbral.

La suma para Vf = 0.7V y Vz = 4.3 se suma a 5.0V para obtener una señal recortada regulada de +/- 5V.

La tolerancia Vz es de +/- 5% a 58 mA, pero aumentaría 9mV / mA con más corriente y disminuiría en 400mV / mA a Vzt. Por eso, se prefiere una operación estable que utilice más corriente hacia la corriente nominal.

Además, nadie usa zeners para esto debido a las características de limitación suave que usan un Zener para cambiar la ganancia y limitar el voltaje.

¿Por qué es un ejemplo de diseño terrible?

  • no hay especificaciones para la tolerancia de voltaje y la cuadratura de los picos.
  • Para comenzar, los zeners tienen poca tolerancia debido a la curva exponencial VI
  • La impedancia de la fuente debe ser más alta que los Zeners para reducir el límite de ganancia y, por lo tanto, la salida de voltaje, por lo tanto, la corriente es baja y la rodilla está muy redondeada
  • el voltaje Zener cae muy por debajo del Vz nominal en más del 10%, por lo que nunca será de 4.3 + 0.7 = 5V, más bien como 4.4V con una fuente de 1K

  • En este punto, debería estar reexaminando los requisitos y especificaciones reales.

    ¿Por qué necesito esto?
    ¿Por qué damos por sentado que los ejemplos en libros y sitios web son perfectos? Confiar pero verificar. Nunca asuma a menos que esté seguro.

respondido por el Tony EE rocketscientist

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