Sono uno studente di ingegneria elettrica e trovo questo circuito in uno schema di amplificatore per chitarra, e in sostanza, mi chiedo solo cosa fa e come si potrebbe fare per capire cosa fa. Ad esempio, quale approccio segui quando ti trovi di fronte a questo tipo di problema.
PS Le fonti di alimentazione per l'amplificatore operazionale sono in realtà 16 V, non 15 V.
Risposte:
Nei circuiti di feedback opamp, si tratta della corrente che scorre nella rete di feedback, che deve bilanciare la corrente che scorre dall'ingresso. Chiaramente, i transistor hanno lo scopo di modificare il modo in cui la rete di feedback passa corrente, quindi la domanda è capire come lo fanno.
Il feedback di base è fornito dalla stringa di resistori nel mezzo, che passano la corrente in base alla differenza di tensione divisa per la resistenza totale. Finché la tensione attraverso uno dei resistori da 22 K è inferiore a circa 0,6 V, nessuno dei due transistor si accenderà e si avrà un amplificatore di inversione di base con un guadagno di circa -10.
Tuttavia, se la tensione di uscita supera circa + 14 V (si noti che l'ingresso "-" dell'opamp è mantenuto su "terra virtuale"), il transistor inferiore inizierà ad accendersi. Questo passerà ulteriore corrente attraverso la rete di feedback, riducendo complessivamente il guadagno dell'amplificatore. In termini di applicazione, ciò fornisce una funzione di "ritaglio morbido" o "limitazione". L'altro transistor conduce quando l'uscita tenta di superare -14V, rendendo l'operazione simmetrica.
Si noti che i diodi sono necessari per impedire alla corrente di fluire nella direzione "errata" attraverso la resistenza 22K e la giunzione BC del transistor corrispondente.
Distorsione da ritaglio. La quantità di corrente che attraversa R4 è sempre Vin / R4 (poiché l'ingresso invertente è terra virtuale) e nessuna corrente entra nei terminali dell'amplificatore operazionale. Senza transistor e diodi, tutta la corrente proveniente da R4 passerebbe quindi attraverso i tre resistori nel percorso di feedback centrale. I percorsi transistor / diodi rubano corrente da questo percorso. In una prima approssimazione, questa sarebbe una clip in entrambe le direzioni al valore assoluto di Vout maggiore del Vce dei transistor più una caduta di diodi. La realtà sarebbe una clip più morbida quando i transistor raggiungono la saturazione.
Il circuito limiterà l'ampiezza dell'uscita dall'amplificatore operazionale a circa 20 V da picco a picco I. Potrebbe essere un po 'più alto come ha suggerito uno dei precedenti commentatori.
Non vedo che il suo scopo principale sia quello di fornire una funzione di distorsione, piuttosto che proteggere qualsiasi circuito che si collega alla sua uscita.