¿Cómo uso un Zener de recorte en la entrada de un amplificador inversor Opamp?

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tengo un V i norte señal para la cual no puedo garantizar que tenga un límite superior. Quiero recortar esta señal de entrada a un límite (por ejemplo, 8,2 V) con un circuito como el anterior.

¿Está bien este circuito? ¿Existe un mejor circuito Opamp para este propósito?

Este circuito modificado no es un amplificador inversor estándar. ¿Cuál es la relación/formulación entrada-salida en este circuito cuando V i norte < 8.2 V ?

Respuestas (2)

Eso funcionaría, pero no necesitas RL. Además (por supuesto), Vout será negativo para Vin positivo.

Sus dos resistencias de 10 kohm hacen que el zener vea la mitad de V i norte . Entonces, el punto de viaje para V i norte no es el voltaje zener en sí mismo, sino el doble (16,4 V). La ecuación para V i norte < 16,4 V es exactamente lo mismo que si no estuviera el zener. Entonces, tendrías dos resistencias de 10 kohm en serie.

V o tu t = V i norte 100 , 000 20 , 000 = 5 V i norte , para V i norte < 16,4 voltios

Si V i norte >= 16.4 V, entonces solo tienes una fuente de voltaje constante, de 8.2 V, aplicada a un amplificador con G=-10.

V o tu t = 82 para V i norte >= 16,4 V (suponiendo que el opamp pudiera entregar ese voltaje de salida, que no es el caso habitual).

(Observe que las dos ecuaciones convergen, por V i norte =16,4 V.)

También si V i norte puede ser alto, pero no muy muy alto, puede que no necesites un diodo, porque las resistencias de entrada (20 kohm en tu caso) limitan la corriente de entrada, y por tanto el daño que le podrías hacer al circuito. ¿Cuál es el Vin máximo con el que te gustaría trabajar?

Muy buena explicación, muchas gracias. "¿Cuál es el Vin máximo con el que te gustaría trabajar?" > Estoy tratando de detectar la corriente en una resistencia de 33,33 mOhm (3 x 0,1 ohmios conectados en paralelo) que se conectará en serie a una línea de alimentación de 220 V CA. Hmm, mientras escribía este comentario, me di cuenta de que realmente no necesito una parte de recorte de voltaje en la etapa de entrada; para llegar a 8,2 V en la resistencia, debe pasar 250 A, lo que no es posible en la práctica; el disyuntor debe haber cortado la corriente mucho antes de alcanzar ese nivel de corriente. De nuevo, gracias por tu respuesta.
@hkBattousai Gracias. Es posible que tenga problemas si las resistencias de detección de corriente tienen clasificaciones de potencia que se pueden exceder en su caso práctico. Si los sopla, su circuito verá un alto voltaje de entrada. Tenga suficiente margen para esas clasificaciones de potencia o planifique un mecanismo de protección de voltaje.
@hkBattousai si quisiera estar seguro, puede usar su topología actual, pero necesitaría insertar un filtro de almacenamiento en búfer en el nodo donde existe el diodo zener. Esto le dará esa característica de recorte sin que se preocupe por el dibujo actual.

La topología de su circuito de recorte se ve bien, pero el valor de 8.2V tal vez debería ajustarse. La mayoría de los amplificadores operacionales no quieren ver entradas fuera de su rango de potencia. Esto significa que el voltaje de recorte debe ser menor que el voltaje de suministro positivo. Tenga en cuenta también que el diodo zener conducirá hacia adelante como un diodo normal, por lo que efectivamente está recortando aproximadamente el rango de -0.5 a +8.2 voltios.

No necesita recortar más de lo que se necesitaría para causar la salida negativa más grande. Esto depende de la tensión de alimentación negativa y del hecho de que hay una ganancia de -10 desde la tensión zener hasta la salida. Por ejemplo, si el suministro negativo es de solo -20 V, entonces podría recortar a 2 V y tener la misma señal de salida. Por supuesto, no hay necesidad de recortar tanto, y es una buena idea mantenerse un poco alejado de la rodilla zener para que no cargue las señales que desea. Debe tener un rango de posibles voltajes de recorte, desde el mínimo para conducir el amplificador a una salida totalmente negativa hasta el voltaje de entrada máximo permitido después de la atenuación por el divisor R2-R3. Quizás 8.2V esté dentro de este rango y todo esté bien. Sin conocer los voltajes de la fuente de alimentación, no podemos saberlo.