Welche Funktion haben die Zenerdioden in dieser Schaltung?
Also eine invertierende Schaltung (oben - unten +) und die Zenerdioden lassen den Strom in eine Richtung fließen. Aber was machen die Dioden genau in Zusammenhang mit dem Opv?
2 Antworten
Beide Zenerdioden begrenzen (nennt sich auch Clipping) die Ausgangsspannung.
Eine Zenerdiode hat in Flussrichtung einen Spannunsabfall von 0,7V, egal welche Z-Spannung sie hat. Denn in Flussrichtung benimmt sie sich wie eine normale Siliziumdiode.
Hingegen in Sperrrichtung die Z-Spannung.
D2 hat Uz = 6,2V
D1 hat Uz = 10,? V (Foto ist total unscharf, Annahme es sei Uz 10,3V)
Also wir:
ein positiver Output des OP auf die positive Spannung 6,9 V begrenzt, denn
D1 hat in Flussrichtung 0,7V und D2 in Sperrrichtung 6,2V
Reihenschaltung D1 + D2 ist: 0,7V + 6,2V = 6,9 V
Und:
ein negativer Output des OP auf die negative Spannung -11,0V begrenzt, denn
D2 hat in Flussrichtung 0,7V und D1 in Sperrrichtung 10,3V
Reihenschaltung D2 + D1 ist: -0,7V - 10,3V = -11 V (negative Begrenzung)
Fazit:
Der Ausgang (Output) der Schaltung wird begrenzt zwischen -11,0V und +6,9V
Viel Erfolg!
Aufgabe b) wie bestimmen?:
Der Output wird somit maximal positiv 6,9V erreichen.
Diese positive 6,9V werden über den Spannungsteiler aus R1 R2 im Verhältnis R2/(R2+R1) auf den positiven OP-Eingang geführt. Diese Spannung "über R2" ist dann eine von zwei Schaltschwellen.
Die negative -11V werden (auch) über den Spannungsteiler aus R1 R2 ....(vgl. oben)... Es ist dann die zweite Schaltschwelle.
Es ist ja bekannt:
Der OP verstärkt jegliche Spannung zwischen +/- Eingang des OP bis das zwischen +/- Eingang genau 0V ist. Es fließt kein Strom in die +/- Eingänge eines OP, der Innenwiderstand des OP ist theoretisch (auch rechnerisch) unendlich.
Viel Erfolg!
Bei b) hab ichs nicht ganz verstanden.
Wenn ich den spannungsgeiler anwende, bekommen ich raus:
U2/UE= R2/ (R1+R2)
Kann ich dann statt Ue die 6,9V nehmen und dann lös ich nach U2 auf?
Du benutzt/nennst es UE , ich würde es Uges oder Uoutput (kurz Uout) nennen.
Ja, der Spannungsteiler ist ja eine Reihenschaltung aus R1 und R2.
Für unbelasteten Spannungsteiler (ist hier ja der Fall, da kein Strom in den OP-Eingang fließt) gilt doch allgemeingültig:
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0201111.htm
U2 = Uges * R2/(R1+R2)
U2 ist die Spannung die an R2 anliegt und auch am OP-Eingang anliegt. Es ist die gesuchte Ausschaltschwelle bzw. Einschaltschwelle in Aufgabe b).
Uges ist gesamte Spannung über beiden Widerständen U1+U2=Uges
Uges ist in unserem Fall Uout = 6,9V
Ja, du kannst deine Formeln nach U2 umstellen und benutzen. Wenn ich es umstellen erhalte ich.
U2 = Schaltschwelle = Uges*R2/(R1+R2) = 6,9V * R2/(R1+R2) = ... V
Es gibt 2 gesuchte Situationen, die Einschaltschwelle und die Ausschaltschwelle, welche mit welchen der beiden Fälle berechnet wird (Fall1 positive Begrenzung bzw. Fall2 negative Begrenzung) muss du bitte selber herausfinden, sonst ist das hier nur Abschreiben. Bitte selber mal nachdenken, was ein Differenzverstärker (=Operationsverstärker) macht, wenn eine Spannung an E+ und E- angelegte wird. Er verstärkt diese Differenz unendlich (es ist ein Differenzverstärker).
Viel Erfolg!
Kann ich leider nicht sagen, da die Werte von R1 (?K) und R2 (15K?) im Foto nicht/kaum zu erkennen sind. Auch die Z-Spannung von D1 ist unkenntlich.
Ich werde es nicht nachrechnen, du kannst es selber durchdenken, sonst wirst du den Operationsverstärker nicht verstehen.
Viel Erfolg!
R1= 1k
R2 = 1.5k
Ueaus = Uamax* R2/ (R1 + R2) = 4,14V
Ueein= Uamin* R2/ (R1 + R2) = -6,6V
passen wenigstens die Formeln?
Sie begrenzen die Ausgangsspannung des OPv.
Ändert sich etwas an der Rechnung oder Skizze durch die Dioden
Danke, sehr gut erklärt