Por que não há resistor na entrada abaixo do circuito op amp que converte a onda senoidal em quadrado?

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O circuito abaixo parece usar feedback negativo de uma maneira estranha. Não há resistor de entrada em - terminal, e em vez de colocar um resistor no ramo feedback, eles colocaram dois 4.3V diodos zener. Eu meio que entendo por que a saída pode ser uma onda quadrada de 5V . Mas eu realmente não tenho tanta certeza disso, pois duas coisas estão me deixando louco:

1) A entrada é uma fonte de tensão sem resistor. Como a entrada + do amplificador operacional está no terra, o amplificador operacional deve tentar puxar a entrada - também para o terra. Isso realmente não reduz a fonte de tensão de entrada ao terra e ao fluxo de corrente infinito?

2) É legal colocar diodos zener no ramo de feedback, como mostra a figura? insira a descrição da imagem aqui

AgentS
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Quase a forma mais pura de um detector de cruzamento zero de amplificador operacional.
Longa Pham
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Sim, acho que é um detector de cruzamento zero, apenas o balanço de saída é menor. A supressão destes diodos zener, ele oscila entre +15 e -15 ..
agentes
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Na verdade, você pode usá-lo como um detector de cruzamento zero, limitador (as informações de amplitude são removidas) ou "mais quadradas". Nomes basicamente diferentes para o mesmo circuito. É mais o contexto em que você o usa que determina como o chamaríamos.
Bimpelrekkie
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É legal, talvez não em Utah embora
PlasmaHH

Respostas:

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Você está certo, você viu uma falha neste circuito. O circuito depende de um resistor para estar presente em série com Vin. Se aplicarmos +25 mV (de uma fonte de tensão ideal) em Vin, o opamp tentará puxar sua entrada - para 0 Volt (nível do solo). O opamp fará isso baixando sua tensão de saída para o nível mais baixo possível. Isso é -15 V, não -5 V. Uma corrente infinita (tentará) fluir através dos 2 zenerdiodos. Mas, no final, a entrada do opamp nunca alcançará 0 V e a fonte de tensão ideal "vencerá".

Como extraída, muita corrente pode fluir e isso pode interromper os diodos opamp e / ou zener.

Então, você está certo, precisa haver alguma resistência em série presente para limitar a corrente em Vin. Isso também limitará a corrente que flui através dos dois diodos zener e a corrente de saída do opamp.

Não existe uma "lei" para impedir que você use esses dois diodos zener na série anti :-) Então, sim, perfeitamente legal.

O resultado é um diodo zener bidirecional de 5 V., o que significa que juntos os diodos caem 5 V quando uma corrente flui através deles. Assim, a corrente pode fluir nas duas direções. Ao usar um diodo zener, você obtém 4,3 V no sentido inverso e 0,7 V no avanço.

Bimpelrekkie
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Ahh, então o resistor de entrada é necessário para limitar a corrente. Que alívio! Obrigado. Eu gostaria que eles tivessem colocado essa estrutura de diodo zenar paralela à saída. (Eu não posso deixar de sentir que o autor quer mostrar o quão inteligente ele é usando o terreno virtual no - . Input) Thanks again :)
agentes
3
Colocar os diodos Zener no circuito de retroalimentação tem a enorme vantagem de impedir que o próprio opamp sature, o que preserva seu desempenho. Muitos opamps levam muito tempo para sair da saturação, o que pode levar a um desempenho muito ruim no circuito geral.
Dave Tweed
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de fato, e um loop de feedback depende da saída poder influenciar a entrada de alguma maneira. Se isso não for possível, não será um feedback. Esse resistor esquecido torna possível a influência. Sem o resistor, não pode haver feedback "adequado". É uma pena que não tenha sido incluído porque é essencial.
Bimpelrekkie
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talvez o projetista desse circuito esteja confiando na impedância de saída do circuito da fonte de tensão sinusoidal (não existe uma fonte de tensão ideal, toda fonte de tensão tem uma impedância de saída equivalente) eu acho que é por isso que a tensão de entrada é muito baixa para obter uma corrente baixa adequado para os zeners porque a impedância de saída é geralmente baixa, por exemplo, se o sinal sinusoidal vier de um gerador de funções com uma impedância de saída igual a 50 ohms (comum), a corrente através dos zeners será de apenas 0,5 mA (pedaço de bolo para o zeners)

é sou
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Os Zeners já possuem Zz = 9Ω a 58mA e Zzt = 400 Ω a 1mA ou o valor limite.

A soma para Vf = 0,7V e Vz = 4,3 somam 5,0V, produzindo um conveniente sinal regulado +/- 5V.

A tolerância Vz é de +/- 5% a 58mA, mas aumentaria 9mV / mA com mais corrente e diminuiria 400mV / mA em Vzt. Portanto, para operação estável, usar mais corrente na direção da corrente nominal é o preferido.

Além disso, ninguém realmente usa zeners para isso devido às características de limitação suave usando um Zener para alterar o ganho e limitar a tensão.

Por que esse é um exemplo terrível de design?

  • não há especificações para tolerância de voltagem e esquadria de picos.
  • Os Zeners têm pouca tolerância, devido à curva VI exponencial
  • A impedância da fonte deve ser maior que os Zeners para reduzir o limite de ganho e, portanto, a saída de tensão, portanto a corrente é baixa e o joelho é muito arredondado
  • a tensão do Zener cai bem abaixo de Vz nominal em mais de 10%, portanto nunca será 4,3 + 0,7 = 5V, mais parecido com 4,4V com fonte de 1K
  • Nesse ponto, você deve reexaminar os requisitos e especificações reais.

    Por que eu preciso disso?
    Por que tomamos por exemplos concedidos em livros e sites são perfeitos? Confie mas verifique. Nunca assuma a menos que você tenha certeza.

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
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