OP koppling med zenerdioder... (vilken funktion har dom?)

[PeterH]

Har en koppling som jag aldrig sett förut och försöker förstå vad den gör. Så frågan är om någon här vet vad kopplingen kallas (så att man kan söka efter info på nätet) eller kan förklara hur kopplingen arbetar. Själv är jag inne på att det är en "limiter", alltså en begräsning för utgångsnivån. Jag tänker att återkopplingen begränsar när spänningen på utgången stiger över diodernas framspänning+backspänningen på zenerdioden (i detta fall ca: 1,3V+2,7V dvs. ca: 4V)

Tänker jag fel, finns det en annan funktion för kopplingen?

zener_op.jpg

[RoPa]

Du tänker rätt!

[prototypen]

Varifrån får du 1,3 volt?
Zenrar brukar ha brantare framspänningskaraktär än vanliga dioder.

Protte

[PeterH]

Från databladet för dioden (BZX55C2V7) där det står framspänning max 1,5V, står inget om typisk eller minimal så jag nöp till med 1,3V eftersom det ligger inom toleranserna...

[Rolf Zetterberg]

Zenerdioder beter sig ungefär som en vanlig diod i framriktningen och fig 7 i databladet visar en kurva på det.
T.ex vid 1mA blir det 0,65V.
Du råkade ta maxvärdet vid 200mA.
http://www.vishay.com/docs/85604/bzx55-se.pdf

[PeterH]

Okej, spelar inte så stor roll för att förstå funktionen, att det är 3,35V istället för 4V är inte det jag funderade över utan mer vad kopplingen kallas så att man kunde läsa på lite mer om den

Edit: Det spelar naturligtvis roll eftersom en högre ström innebär en högre nivå innan det begränsar, men det var i första hand att förstå hur dioderna användes jag ville lära mig.

[RoPa]

Kopplingen är ett av flera sätt att skapa en klippning av signal nivå, amplitud limiter, eller vad man nu vill kalla det.
Dioder av olika typ i kombination med resistorer används ofta för att skapa ljudeffekter som t.ex. distande "rör" stärkare.
Din krets har "hård klippning" den kommer att skapa ett tak som signalen slår i "hårt" men med andra dioder (germanium) och signal nivåer (via resistorer) kan man skapa en "mjuk klippning" som ger ett varmare ljud då signalen "böjs av" sarare än slår i taket.
Googla på limiter. klipping device eller liknande.

[PeterH]

Tack, ska söka lite och se vad jag hittar

[E Kafeman]

Limiter med två zenerdioder ger stabilare symmetri i klippningen när man vill ha ett par volt i svinget jämfört med en radda med kisel-dioder och något hårdare klippning jämfört med vanliga kisel-dioder. Temperaturdriften för klippnivån kommer att bli relativt temperatur-stabil.
Vanligt förekommande i Wienbrygge-oscillatorer för amplitudstabilisering istället för glödlampa. Förekom även i bandspelare som utstyrningsbegränsare.
För mjukare klippning kan svartmålade lysdioder användas och flera olika typer av lysdioder+lagom motstånd kan användas parallellt i motkopplingen för flerstegs dynamik-begränsning.
Som gitarr-limiter är designen mindre bra eftersom man då hellre vill ha lite asymmetrisk klippning för att gynna jämna övertoner.
Germanium-dioder är nämnda som mjukare begränsare. Liknande klippning kan åstadkommas med CMOS-trissor. CdS (foto-resistor)+glödlampa har en tröghet som ofta nyttjas i mik-limiters för komradio.
Genom att överlagra en högfrekvent triangel-signal kan man få än mjukare klippning. Triangelssignalen filtreras bort efter limiter-steget.
Ett snarlikt zenerdiod-exempel på Wien-oscillator.

[PeterH]

Oj, tack för ett utförligt svar, att det finns så många sätt att lösa samma problem... I detta fall sitter inte kopplingen för audio utan till en mätsignal, så jag vet inte om det behövs vara "mjukare" klippning.

En annan fundering, det sitter ett 4K7 motstånd på den positiva ingången, jag har tänkt att den är till för att höja offset på kretsen? Påverkar detta på något vis signalen eller blir det bara en ändring av "nollnivån"? Kunde man lika gärna valt att sätta en pot till den andra OP:n för att kunna justera "offset" efter behov?

[Klas-Kenny]

Motståndet på den icke-inverterande ingången är till för ta bort den offset som introduceras tack vare att ingångarna drar en liten ström.

Tänk dig att du ger noll volt till ingången, men OP'n drar en ström på den inverterande ingången.
Om då den icke-inverterande ingången är dragen direkt till jord så försöker ju OP'n att åstadkomma 0V även till den inverterande ingången. Hur ska den åstadkomma detta om det är 0V på förstärkarens ingång, men den inverterande pinnen drar en liten ström? Enda sättet är att höja utspänningen en liten aning.

Det gör alltså att du har en liten spänning på utgången, trots att du ger 0V in. Och detta gäller oavsett inspänning, du får en liten offset i utspänningen.
Lösningen: Lägg en liten DC-offset på den icke-inverterande ingången. Och det enkla sättet för detta är, tack vare att ingångsströmmen generellt sett är lika stor på båda OP'ns ingångar, att sätta ett motstånd där, av samma resistans som det den inverterande ingången "ser". Dvs. de två motstånden till den inverterande ingången, parallellt.

Där av är ju det motståndet 4,7k, det är ungefär lika med två 10k parallellt. Så nära man kommer i vanlig E12-serie.

Edit: Så kort sagt, det är för att skapa en offset, men ändå inte.
Skapa en offset på OP'ns ingång, för att ta bort offset på utgången.

[PeterH]

Okej, tack för förklaringen. Och om jag vill kunna justera offset något, är det då idé att sätta en pot till den andra (signalföljande) OP:n eller finns bättre sätt?

[Pedalosaurus]

Förstår inte riktigt din förklaring.... Den icke inverterade ingången sätter väl förstärkarens referenspunkt? När man kör enkelmatning till OP förstärkare så skapar man ju en spänningsdelare av två motstånd så att den får en referensspänning som är halva matningsspänningen. I schemat ovan så är ju 0 volt exakt hälften av +V och -V.
Eller är jag helt fel ute?

[prototypen]

Om du använder enkla OP så finns de med anslutningar för offsetjustering.
Titta på 741 men använd något modernare.

Protte

[prototypen]

Om J1 i bilden ansluts till 0V så flyter det alltid lite ström på ingången till OPn.
I många fall behöver man inte bry sig om det.
Är det en mätkrets så kan det ha betydelse.

Om kretsen drar lite ström så kommer ingången att hamna liiiite minus om nollan.
Sätter man ett motstånd på plusingången så drar ingången lite ström den med och ska hamna liiite minus om nollan den med.

SAS man måste vara rättvis

Protte