Witam.

Jak sprawniej ograniczyć napięcie wyjściowe wzmacniacza operacyjnego
nieodwracającego?

Muszę ograniczyć do 5V, a wychodz z niego od 0 do 9V.
Na wejściu (-) mam opornik R1=4,7k, a w pętli sprzężenia regulowany R2 od
22k do 44k.

Dając opornik R3 4,7k na wyjście i za nim diodę zenera 5,1V do masy jest
ograniczenie, ale widać wpływ opornika R3
w momencie gdy napięcie zbliżone jest do napięcia odcięcia. Dioda zaczyna
przewodzić powstaje spadek napięcia
na rezystorze i odcięcie nie jest tak ostre. Zmniejszenie opornika natomiast
powoduje że wzrasta prąd diody
co może ją uszkodzić.

Dzięki za pomoc
Paweł

do góry

pawel pisze:
> Witam.
>
> Jak sprawniej ograniczyć napięcie wyjściowe wzmacniacza operacyjnego
> nieodwracającego?
>
> Muszę ograniczyć do 5V, a wychodz z niego od 0 do 9V.
> Na wejściu (-) mam opornik R1=4,7k, a w pętli sprzężenia regulowany R2 od
> 22k do 44k.
>
> Dając opornik R3 4,7k na wyjście i za nim diodę zenera 5,1V do masy jest
> ograniczenie, ale widać wpływ opornika R3
> w momencie gdy napięcie zbliżone jest do napięcia odcięcia. Dioda zaczyna
> przewodzić powstaje spadek napięcia
> na rezystorze i odcięcie nie jest tak ostre. Zmniejszenie opornika natomiast
> powoduje że wzrasta prąd diody
> co może ją uszkodzić.
>
> Dzięki za pomoc
> Paweł
>
>

Daj rezystor 200Ohm i diodę shottky do +5V. Trochę przekroczysz 5V (o
Vf) ale układy z wejściem 5V mają z reguły tolerancję np VCC + 03V. Z
zenerkiem to faktycznie dziadostwo w dodatku zależy od temperatury.

--
Pozdrawiam
MD

do góry

pawel pisze:
> Witam.
>
> Jak sprawniej ograniczyć napięcie wyjściowe wzmacniacza operacyjnego
> nieodwracającego?
>
> Muszę ograniczyć do 5V, a wychodz z niego od 0 do 9V.
> Na wejściu (-) mam opornik R1=4,7k, a w pętli sprzężenia regulowany R2 od
> 22k do 44k.
>
> Dając opornik R3 4,7k na wyjście i za nim diodę zenera 5,1V do masy jest
> ograniczenie, ale widać wpływ opornika R3
> w momencie gdy napięcie zbliżone jest do napięcia odcięcia. Dioda zaczyna
> przewodzić powstaje spadek napięcia
> na rezystorze i odcięcie nie jest tak ostre. Zmniejszenie opornika natomiast
> powoduje że wzrasta prąd diody
> co może ją uszkodzić.

A próbowałeś wziąć sprzężenie zwrotne zza rezysotra R3?? Ewentualnie
zmniejsz też R3 (gdyby obcinał za wcześnie). Powinno pomóc, choć to nie
jest najlepsze wyjście ;)... . Zastosuj je tylko jeśli nie chcesz za
bardzo przerabiać układu albo dla testów. Lepszym rozwiązaniem jest
włączenie tej zenerki w obwód sprzężenia zwrotnego, równolegle do R2,
bez żadnego rezystora szeregowego. Maksymalny prąd jaki popłynie tą
diodą, to (Uwe/R1 - Uzenerki/R2) :). Aha, jak nie wiesz w którą stronę
podłączyć zenerkę - to przyjmij, że wejście odwracające (-) wzmacniacza
operacyjnego to masa ;)...

Pozdrawiam
Konop

do góry

> A próbowałeś wziąć sprzężenie zwrotne zza rezysotra R3?? Ewentualnie
> zmniejsz też R3 (gdyby obcinał za wcześnie). Powinno pomóc, choć to nie
> jest najlepsze wyjście ;)... .
Właśnie spróbowałem i chyba działa. Dioda obcina wyraźniej niż przedtem.
A dlaczego to nie jest najlepsze rozwiązanie?

> Zastosuj je tylko jeśli nie chcesz za bardzo przerabiać układu albo dla
> testów.
Nie problem.


> Lepszym rozwiązaniem jest włączenie tej zenerki w obwód sprzężenia
> zwrotnego, równolegle do R2, bez żadnego rezystora szeregowego. Maksymalny
> prąd jaki popłynie tą diodą, to (Uwe/R1 - Uzenerki/R2) :). Aha, jak nie
> wiesz w którą stronę podłączyć zenerkę - to przyjmij, że wejście
> odwracające (-) wzmacniacza operacyjnego to masa ;)...
>
Tak już próbowałem obcina się jeszcze gorzej. W zasadzie wcale nie widać
obcięcia.

Chyba ten pierwszy sposób będzie dobry.

Dzięki
Paweł

do góry

>> A próbowałeś wziąć sprzężenie zwrotne zza rezysotra R3?? Ewentualnie
>> zmniejsz też R3 (gdyby obcinał za wcześnie). Powinno pomóc, choć to nie
>> jest najlepsze wyjście ;)... .
> Właśnie spróbowałem i chyba działa. Dioda obcina wyraźniej niż przedtem.
> A dlaczego to nie jest najlepsze rozwiązanie?

Bo wzmacniacz się nasyca przy obcięciu. Nic mu się nie stanie od tego,
ale przy wyższych częstotliwościach to trochę może przeszkadzać. Poza
tym, wzmocnienie wzmacniacza to tak naprawdę -(R2+R3)/R1. I może się
okazać, że wzmacniacz się nasyci i nie wyrobi tych 5V na wyjściu,
ograniczenie będzie niżej ;P... receptą na to jest zmniejszenie R3, ale
wówczas, gdy zwiększysz prąd diody przy wyższym zasilaniu, co też może
jej zaszkodzić ;)... Maksymalne napięcie na wyjściu wzmacniacza to od
Vcc-1,5 do nawet Vcc (zależy od układu). Więc sobie policz jaki prąd
popłynie przy maksymalnym zasilaniu, a z drugiej strony - przy jakim
minimalnym zasilaniu układ zadziała. Pamiętaj, że obciążenie czymś tego
układu zwiększy prąd płynący przez R3 i pogorszy sytuację! Tzn. będzie
potrzebne wyższe napięcie na wyjściu wzmacniacza.
Może się okazać, że w Twojej aplikacji to nie przeszkadza, ale jest to
rozwiązanie "nieeleganckie", z tego względu, że jego
działanie/niedziałanie zależy bardzo od zasilania i od obciążenia...


>> Lepszym rozwiązaniem jest włączenie tej zenerki w obwód sprzężenia
>> zwrotnego, równolegle do R2, bez żadnego rezystora szeregowego. Maksymalny
>> prąd jaki popłynie tą diodą, to (Uwe/R1 - Uzenerki/R2) :). Aha, jak nie
>> wiesz w którą stronę podłączyć zenerkę - to przyjmij, że wejście
>> odwracające (-) wzmacniacza operacyjnego to masa ;)...
>>
> Tak już próbowałem obcina się jeszcze gorzej. W zasadzie wcale nie widać
> obcięcia.

Hmmm... a to dziwne... bo moim zdaniem ten sposób powinien być idealny
;)... co to znaczy "nie widać obcięcia"?? Dzieje się to zbyt łagodnie,
czy napięcie przekracza 5V?? Możesz zapodać jaknajdokładniejszy schemat
tego obwodu i jak podłączyłeś diodę??

Pozdrawiam
Konop

do góry

> Hmmm... a to dziwne... bo moim zdaniem ten sposób powinien być idealny
> ;)... co to znaczy "nie widać obcięcia"?? Dzieje się to zbyt łagodnie, czy
> napięcie przekracza 5V?? Możesz zapodać jaknajdokładniejszy schemat tego
> obwodu i jak podłączyłeś diodę??
>

Tu jest schemat z diodą zenera w sprzężeniu
http://www.bravo.republika.pl/sh1.jpg
a tu są przebiegi napięcia z symulacji w rzeczywistości prawie nie odbiegają
od tych
Wejściowe amplituda 1V. Wzmocnienie ok. 10.
http://www.bravo.republika.pl/sh1.pdf

Tu schemat z rezystorem na wyjściu wzmacniacz
http://www.bravo.republika.pl/sh2.jpg
i przebiegi
http://www.bravo.republika.pl/sh2.pdf

Różnica jest widoczna, no chyba że źle włączyłem tą zenerkę.
Jeśli chodzi o częstotliwości to są niskie sieciowe 50Hz.
Wyjście wzmacniacza ma wejść na przetwornik A/C atmegi8. Nie wiem natomiast
jaka jest rezystancja wejściowa tego przetwornika.

Pozdrawiam
Paweł

do góry

Dodam jeszcze w rzeczywistości nie ma problemu z napięciami ujemnymi jak na
wykresach bo zamiast źródła napięcia 1V jest wyjście i innego wzmacniacza
(prostownika liniowego).

Paweł

do góry

> Tu jest schemat z diodą zenera w sprzężeniu
> http://www.bravo.republika.pl/sh1.jpg
> a tu są przebiegi napięcia z symulacji w rzeczywistości prawie nie odbiegają
> od tych
> Wejściowe amplituda 1V. Wzmocnienie ok. 10.
> http://www.bravo.republika.pl/sh1.pdf

O masakra, ja miałem chyba pomroczność jasną ;)... nie wiem dlaczego
myślałem, że robisz wzmacniacz ODWRACAJĄCY :P... Tak zrobiony układ
działa, ale obcina do poziomu Uwe + Uzenera ;)... zwiększ wzmocnienie i
zobaczysz, że przebieg się prawie nie zmieni ;)... . No więc jeśli znasz
napięcie wejściowe, to możesz dać mniejszą zenerkę ;)...
Ale w sumie jeśli nie przeszkadza Ci nasycanie się wzmacniacza, to
faktycznie, rozwiązanie drugie może być, tylko przemyśl sobie to, co
pisałem w poprzednim poście i dobierz odpowiednio R3.

Pozdrawiam
Konop

PS A jeśli to ograniczenie 5V wynika z tego, że chcesz to podać na jakąś
logikę dalej, to serio pomysł kolegii Mario jest chyba nejlepszy :).

do góry