Tại sao không có điện trở ở đầu vào bên dưới mạch op amp chuyển đổi sóng hình sin thành hình vuông?


8

Dưới đây mạch dường như sử dụng phản hồi tiêu cực một cách kỳ lạ. Không có điện trở đầu vào tại - đầu cuối, và thay vì đặt một điện trở trong nhánh phản hồi, họ đặt hai điốt zener 4.3V . Tôi kinda được lý do tại sao sản lượng có thể một 5V sóng vuông. Nhưng tôi thực sự không chắc lắm về điều đó vì hai điều đang làm tôi thất vọng:

1) Đầu vào là nguồn điện áp không có điện trở. Vì đầu vào + của op amp ở trên mặt đất, op amp nên cố gắng kéo đầu vào - xuống đất. Điều này có thực sự rút ngắn nguồn điện áp đầu vào xuống dòng và dòng vô hạn không?

2) Có hợp pháp khi đặt điốt zener trong nhánh phản hồi như trong hình không? nhập mô tả hình ảnh ở đây


1
Hầu như là hình thức tinh khiết nhất của máy dò chéo op amp.
Long Phạm

1
Vâng, tôi nghĩ rằng nó một máy dò xuyên không, chỉ có swing đầu ra là nhỏ hơn. Loại bỏ các điốt zener, nó dao động trong khoảng từ +15 đến -15 ..
Đặc vụ

1
Thật vậy, bạn có thể sử dụng điều này như một máy dò chéo, bộ giới hạn (thông tin biên độ được loại bỏ) hoặc "squarer". Về cơ bản tên khác nhau cho cùng một mạch. Chính bối cảnh mà bạn sử dụng nó sẽ quyết định cái mà chúng ta sẽ gọi nó.
Bimpelrekkie

1
Đó là hợp pháp, có lẽ không phải ở Utah
PlasmaHH

Câu trả lời:


7

Bạn đã đúng, bạn đã phát hiện ra một lỗ hổng trong mạch này. Mạch không dựa vào một điện trở để có mặt trong chuỗi với Vin. Nếu chúng ta sẽ áp dụng +25 mV (từ một nguồn điện áp lý tưởng) tại Vin thì opamp sẽ cố gắng kéo đầu vào của nó về 0 Volt (mức mặt đất). Opamp sẽ làm điều đó bằng cách hạ điện áp đầu ra xuống mức thấp nhất có thể đạt được. Đó là -15 V, không phải -5 V. Một dòng điện vô hạn sẽ (cố gắng) chảy qua 2 zenerdiodes. Nhưng cuối cùng - đầu vào của opamp sẽ không bao giờ đạt đến 0 V và nguồn điện áp lý tưởng sẽ "thắng".

Khi được vẽ quá nhiều dòng điện có thể chảy và điều này có thể phá vỡ opamp và / hoặc điốt zener.

Vì vậy, bạn đã đúng, cần phải có một số kháng cự hàng loạt để giới hạn dòng điện vào Vin. Điều đó sau đó cũng sẽ hạn chế dòng điện chạy qua hai điốt zener và dòng đầu ra của opamp.

Không có "luật" nào để ngăn bạn sử dụng hai điốt zener đó trong loạt chống :-) Vì vậy, hoàn toàn hợp pháp.

Kết quả là một diode zener hai hướng trong trường hợp này 5 V. Có nghĩa là các điốt cùng nhau sẽ giảm 5 V khi một dòng điện chạy qua chúng. Như thế này, dòng điện có thể chảy theo cả hai hướng. Khi sử dụng một diode zener, bạn nhận được 4,3 V ngược và 0,7 V về phía trước.


Ahh vì vậy điện trở đầu vào là phải hạn chế dòng điện. Thật là nhẹ nhõm! Cảm ơn bạn. Tôi ước họ đã đặt cấu trúc diode zenar đó song song với đầu ra. (Tôi không thể cảm thấy rằng tác giả muốn thể hiện sự thông minh của mình bằng cách sử dụng mặt đất ảo tại - đầu vào.) Cảm ơn một lần nữa :)
Đặc vụ

3
Việc đưa các điốt Zener vào vòng phản hồi có lợi thế rất lớn trong việc ngăn chặn opamp tự bão hòa, giúp duy trì hiệu suất của nó. Nhiều opamp mất nhiều thời gian để đi ra khỏi bão hòa, điều này có thể dẫn đến hiệu suất rất kém trong mạch tổng thể.
Dave Tweed

1
thực sự và một vòng phản hồi phụ thuộc vào đầu ra có thể ảnh hưởng đến đầu vào theo một cách nào đó. Nếu điều đó là không thể thì đó không phải là phản hồi. Điện trở bị lãng quên đó làm cho ảnh hưởng có thể. Không có điện trở thì không thể có phản hồi "thích hợp". Đó là một sự xấu hổ nó không được bao gồm bởi vì nó là thiết yếu.
Bimpelrekkie

2

có lẽ người thiết kế mạch này đang dựa vào trở kháng đầu ra của mạch nguồn điện áp hình sin (không có nguồn điện áp lý tưởng, mọi nguồn điện áp đều có trở kháng đầu ra tương đương) tôi nghĩ rằng tại sao điện áp đầu vào rất thấp để có dòng điện thấp thích hợp cho các zener trở kháng đầu ra thường là thấp, ví dụ nếu tín hiệu hình sin đến từ một bộ tạo chức năng có trở kháng đầu ra bằng 50 ohms (phổ biến) thì dòng điện qua các zener sẽ chỉ là 0,55 (miếng bánh cho zitters)


2

Các Zeners đã có Zz = 9Ω @ 58mA và Zzt = 400 @ 1mA hoặc giá trị ngưỡng.

Tổng cho Vf = 0,7V và Vz = 4,3 thêm tối đa 5,0V mang lại tín hiệu cắt +/- 5V được điều chỉnh thuận tiện.

Dung sai Vz là +/- 5% ở 58mA nhưng sẽ tăng 9mV / mA với dòng điện nhiều hơn và giảm 400mV / mA tại Vzt. Vì vậy, hoạt động ổn định bằng cách sử dụng nhiều dòng điện hơn đối với dòng định mức được ưu tiên.

Ngoài ra, không ai thực sự sử dụng các zener cho điều này do các đặc tính giới hạn mềm sử dụng Zener để thay đổi mức tăng và giới hạn điện áp.

Tại sao đây là một ví dụ thiết kế khủng khiếp?

  • không có thông số kỹ thuật cho dung sai điện áp và độ vuông góc của các đỉnh.
  • Zeners có khả năng chịu đựng kém khi bắt đầu do đường cong VI theo cấp số nhân
  • Trở kháng nguồn phải cao hơn Zeners để giảm giới hạn khuếch đại và do đó đầu ra điện áp, do đó dòng điện thấp và đầu gối rất tròn
  • điện áp Zener giảm xuống dưới 10% so với Vz, vì vậy nó sẽ không bao giờ là 4,3 + 0,7 = 5V, giống như 4,4V với nguồn 1K
  • tại thời điểm này bạn nên kiểm tra lại các yêu cầu và thông số kỹ thuật thực sự.

    Tại sao tôi cần cái này?
    Tại sao chúng ta lấy ví dụ được cấp trong sách và trang web là hoàn hảo? Tin tưởng nhưng xác minh. Không bao giờ giả sử trừ khi bạn biết chắc chắn.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.