Operationsverstärker-Spannungsreferenz mit Emitterfolger

Der Zweck dieser Schaltung (vom Minimoog übernommen) besteht darin, stabile -5 V über den 100R-Lastwiderstand bereitzustellen, die so genau wie die -10-V-Versorgung und das Verhältnis der 5K-Widerstände im Spannungsteiler ist und in der Lage ist, mehrere zehn mA zu senken . So wie ich es verstehe, ist der Transistor als Emitterfolger konfiguriert, und eine negative Rückkopplung um den Operationsverstärker stellt sicher, dass die ferngesteuerte Lastspannung mit der Referenzspannung übereinstimmt.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Ich denke, die Schaltung würde weiterhin funktionieren, wenn einer oder beide der gezeigten 4,7-k-Widerstände durch Drähte ersetzt würden. Warum wurden sie aufgenommen und wie wirken sie sich auf die Leistung der Schaltung aus?

Für R5 würde ich vorschlagen, dass es hilft, die Offsetspannung [verursacht durch den Eingangsvorspannungsstrom des Operationsverstärkers] an den beiden Eingängen des Operationsverstärkers anzupassen, aber ich bin verwirrt, weil der Potentialteiler eine Thevenin-Ersatzschaltung hat ist -5 V in Reihe mit 2,5 k, also wäre ein besserer Wert für R5 (sagen wir) 2,2 k.

Antworten (1)

Ja, die Schaltung würde ohne einen der Widerstände funktionieren, aber es kann Vorteile geben, sie zu haben. Die Bias-Ströme in die Eingänge des rostigen alten 741 betragen etwa 100 nA und dies erzeugt einen Fehler zusätzlich zu den 5 V, die von R1 und R2 erzeugt werden, aber nur etwa 0,25 mV, so dass der Versuch, diesen Strom mit R5 auszugleichen, keine große Sache ist.

Allerdings schützt R5 den Eingang des 741 etwas vor unbekannten Belastungseffekten am Ausgang. Sie sagen, dass diese Schaltung im Minimoog verwendet wird, aber wenn diese 5 V auch als Ausgang verfügbar wären, könnte R5 dem 741 einen gewissen Schutz vor externen Problemen bieten.

Dito R3 - Wenn jemand die -5-V-Schiene kurzschließt, würde R3 den vom 741 in die Basis aufgenommenen Strom begrenzen und ihm ein gewisses Maß an Schutz bieten. R3 begrenzt auch den Strom, der auch am Emitter von Q1 geliefert werden kann.

Das Hauptproblem dabei ist, dass diese Schaltung keinen Kontext hat und das in den späten 60ern / frühen 70ern, wer weiß, was dem Designer durch den Kopf ging. Operationsverstärker wurden allmählich kommerziell genutzt, aber ihr Ruf war nicht so gut wie heute, und vielleicht dachte der Designer mehr darüber nach, das Gerät vor unvernünftigen „Was-wäre-wenn“-Szenarien zu schützen, als wir es heute tun würden.

Der Kontext ist (teilweise), dass die 100R-Last eine Widerstandskette darstellt, die eine Steuerspannung für andere Schaltkreise erzeugt, und (wie ich mit dem gepunkteten Kästchen zu zeigen versucht habe) sie außerhalb des Boards liegt. Daher ist es für den Designer sinnvoll, zu versuchen, die Schaltung vor Kurzschlüssen an den Anschlüssen zu schützen. Aber Sie haben den Nagel auf den Kopf getroffen: Wir können die Argumentation nicht wirklich rekonstruieren; Teile wurden möglicherweise aus Gründen der Billigkeit oder der einfachen Lieferung ausgewählt oder einfach, weil eine große Anzahl bereits auf Lager war; und schließlich könnten einige Elemente der Schaltung Spuren des Kopierens von einem anderen Design sein.
Operationsverstärker-Spannungsreferenz mit Emitterfolger
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