Schaltungsanalyse von Operationsverstärkern

In der folgenden Schaltung muss ich die Ausgangsspannung V o im Verhältnis zur Eingangsspannung V in finden . Wir gehen davon aus, dass beide Dioden, D1 und D2, gleich sind und einen Abfall von 0,7 V haben, wenn sie leiten, und Operationsverstärker ideal sind.

Ich denke, dass zu Beginn, bevor ein Eingang angelegt wird, sowohl D1 als auch D2 in Sperrrichtung vorgespannt sind und kein Strom in der Schaltung fließt. Wenn ein positiver Eingang angelegt wird (V in > 0), wird Operationsverstärker 1 sofort an der negativen Versorgung (V -> V+) gesättigt, was bedeutet, dass V' negativ ist und D1 leitet, wenn D2 in Sperrrichtung vorgespannt wird.

Wenn andererseits ein negativer Eingang angelegt wird (V in < 0), wird Operationsverstärker 1 sofort an der positiven Versorgung (V- < V+) gesättigt, was bedeutet, dass V' positiv ist und D2 leitet, wenn D1 in Sperrrichtung vorgespannt wird . Dann haben wir in beiden Fällen eine Schaltung mit Operationsverstärkern mit geschlossenem Regelkreis und negativen Rückkopplungen. So kann ich mit dem Kirchhoffschen Gesetz die Ausgangsspannung im Verhältnis zur Eingangsspannung definieren, da ich weiß, dass keine Ströme in oder aus den Eingängen der Operationsverstärker fließen.

Ist dieser Prozess richtig?

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Antworten (1)

Ja, du bist auf dem richtigen Weg.

Wenn V in > 0, D1 = vorwärts vorgespannt, D2 = rückwärts vorgespannt

Wir haben jetzt zwei kaskadierte invertierende Verstärker.

V out wird also sein:

v Ö u T = v ich N ∗ ( − R / R ) ∗ ( − R / R ) = v ich N

Wenn V in < 0, D1 = rückwärts vorgespannt, D2 = vorwärts vorgespannt

Dies bedeutet, dass der nicht invertierende Anschluss des zweiten Operationsverstärkers eine gewisse Spannung V' hat und dieselbe Spannung auch am invertierenden Anschluss vorhanden wäre.

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Dies steht im Gegensatz zum ersten Fall, wo beide Anschlüsse des zweiten Operationsverstärkers auf '0' waren. So konnten wir das V o direkt finden.

Versuchen wir nun, V in diesem Fall zu finden.

Am Knoten A können wir, da Spannung = 0 ist, eine KCL-Gleichung schreiben:

v ' 2 R + v ich N R + v ' R = 0
⟹ v ' = − 2 3 v ich N

Der zweite Operationsverstärker ist jetzt nichts als eine nicht invertierende Konfiguration.

∴ v Ö u T = v ' ( 1 + R 2 R ) = − v ich N

Die Schlussfolgerung ist also, dass diese Schaltung als Präzisions-Vollwellengleichrichter fungiert. Die Analyse bleibt gleich, selbst wenn 0,7-V-Abfälle berücksichtigt werden, da die Diodenabfälle an den Ausgängen des Operationsverstärkers kompensiert werden. Es wird immer noch die gleiche Ausgabe erhalten. Daher die Bezeichnung „Präzisions-Vollwellengleichrichter“, der mit idealen Dioden als Gleichrichter wirkt.

Danke! Ist mein Gedanke zur Sättigung beim Start richtig? Ich meine, sättigt der Operationsverstärker 1 sofort, wenn ein Eingang (positiv oder negativ) angelegt wird, und kommt dann in einen linearen Bereich, sodass V + = V-?
Ja, cz, es ist zunächst eine offene Schleife. Dann wird später eine -ve-Rückkopplung durch eine Diode hergestellt.
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