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Il circuito sottostante sembra usare un feedback negativo in un modo strano. Non vi è alcun resistore di ingresso sul terminale - e, invece di inserire un resistore nel ramo di retroazione, inseriscono due diodi zener da 4,3 V. I kinda capito perché l'uscita può essere un 5V onda quadra. Ma non ne sono così sicuro perché due cose mi stanno buttando giù:

1) L'ingresso è una sorgente di tensione senza resistenza. Poiché l' ingresso + dell'amplificatore operazionale è a terra, l'amplificatore operazionale dovrebbe tentare di spostare l' ingresso - anche a terra. Questo in realtà non mette in corto circuito la sorgente di tensione di ingresso a massa e il flusso di corrente infinito?

2) È legale mettere i diodi zener nel ramo di feedback come mostrato nella figura?

operational-amplifier

— aGENTI
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Quasi la forma più pura di rilevatore zero-crossing dell'amplificatore operazionale.

— Long Pham,

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Sì, penso che sia un rilevatore a zero-crossing, solo l'oscillazione dell'uscita è più piccola. Rimuovendo quei diodi zener, oscilla tra +15 e -15 ..

— Agente

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In effetti è possibile utilizzarlo come rilevatore di attraversamento zero, limitatore (le informazioni sull'ampiezza vengono rimosse) o "squadratore". Nomi sostanzialmente diversi per lo stesso circuito. È più il contesto in cui lo usi che determina come lo chiameremmo.

— Bimpelrekkie,

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È legale, forse non nello Utah, però

— PlasmaHH,

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Hai ragione, hai notato un difetto in questo circuito. Il circuito si basa su un resistore per essere presente in serie con Vin. Se applichiamo +25 mV (da una fonte di tensione ideale) a Vin, allora l'opamp proverebbe a portare il suo - ingresso a 0 Volt (livello di terra). L'opamp lo farà abbassando la tensione di uscita al livello più basso che può raggiungere. Cioè -15 V, non -5 V. Una corrente infinita (tenterà di) fluire attraverso i 2 zenerdiodi. Ma alla fine l'ingresso - dell'opamp non raggiungerà mai 0 V e la sorgente di tensione ideale "vincerà".

Quando viene assorbita troppa corrente, può fluire e questo potrebbe rompere l'opamp e / o i diodi zener.

Quindi hai ragione, ci deve essere qualche resistenza in serie presente per limitare la corrente in Vin. Ciò limiterà quindi anche la corrente che fluisce attraverso i due diodi zener e la corrente di uscita dell'opamp.

Non esiste una "legge" che ti impedisca di usare quei due diodi zener in anti serie :-) Quindi sì, perfettamente legale.

Il risultato è un diodo zener bidirezionale in questo caso 5 V. Ciò significa che insieme i diodi lasceranno cadere 5 V quando una corrente li attraversa. In questo modo, la corrente può fluire in entrambe le direzioni. Quando si utilizza un diodo zener, si ottengono 4,3 V in retromarcia e 0,7 V in avanti.

— Bimpelrekkie
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Ahh, quindi la resistenza di ingresso è un must per limitare la corrente. Che sollievo! Grazie. Vorrei che avessero messo quella struttura a diodi zenar parallela all'uscita. (Non posso evitare di pensare che l'autore vuole mostrare quanto intelligente che è quello di utilizzare il terreno virtuale allo - . Ingresso) Grazie ancora :)

— Agenti

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Mettere i diodi Zener nel circuito di retroazione ha l'enorme vantaggio di impedire la saturazione dell'opamp stesso, preservandone le prestazioni. Molti opamp richiedono molto tempo per uscire dalla saturazione, il che può portare a prestazioni molto scarse nel circuito complessivo.

— Dave Tweed,

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infatti e un circuito di retroazione si basa sull'uscita in grado di influenzare l'input in qualche modo. Se ciò non è possibile, non si tratta di feedback. Quel resistore dimenticato rende possibile l'influenza. Senza il resistore non può esserci un feedback "corretto". È un peccato che non sia stato incluso perché è essenziale.

— Bimpelrekkie,

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forse il progettista di questo circuito fa affidamento sull'impedenza di uscita del circuito della sorgente di tensione sinusoidale (non esiste una sorgente di tensione ideale, ogni sorgente di tensione ha un'impedenza di uscita equivalente) penso sia per questo che la tensione di ingresso è molto bassa per ottenere una corrente bassa adatto per gli zener poiché l'impedenza di uscita è generalmente bassa, ad esempio se il segnale sinusoidale proviene da un generatore di funzioni che ha un'impedenza di uscita uguale a 50 ohm (comune), la corrente attraverso gli zener sarà di soli 0,5 mA (pezzo di torta per zeners)

— ISAM
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Gli Zener hanno già uno Zz = 9Ω @ 58mA e Zzt = 400 Ω @ 1mA o il valore di soglia.

La somma per Vf = 0,7 V e Vz = 4,3 si sommano a 5,0 V producendo un comodo segnale regolato +/- 5V.

La tolleranza Vz è +/- 5% a 58 mA, ma aumenterebbe di 9 mV / mA con più corrente e scenderebbe di 400 mV / mA a Vzt. Pertanto è preferibile un funzionamento stabile utilizzando più corrente verso la corrente nominale.

Inoltre, nessuno usa davvero gli zener per questo a causa delle caratteristiche di limitazione soft che usano uno Zener per cambiare guadagno e limitare la tensione.

Perché questo è un terribile esempio di design?

non ci sono specifiche per la tolleranza di tensione e la quadratura dei picchi.
Per cominciare, gli Zeners hanno una scarsa tolleranza a causa della curva esponenziale del VI
L'impedenza della sorgente deve essere superiore a quella degli Zeners per ridurre il limite del guadagno e quindi l'uscita di tensione, quindi la corrente è bassa e il ginocchio è molto arrotondato
la tensione di Zener scende ben al di sotto del valore nominale di Vz di oltre il 10%, quindi non sarà mai 4.3 + 0.7 = 5V, un po 'più simile a 4.4V con sorgente 1K
a questo punto dovresti riesaminare i requisiti e le specifiche reali.

Perché ne ho bisogno?
Perché diamo per scontato esempi in libri e siti Web perfetti? Fidarsi ma verificare. Non dare mai per scontato se non lo sai per certo.

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
fonte

Perché non c'è alcuna resistenza all'ingresso nel circuito di amplificazione operazionale inferiore che converte l'onda sinusoidale in quadrato?

Perché questo è un terribile esempio di design?