Wie verwende ich einen Clipping-Zener am Eingang eines invertierenden Opamp-Verstärkers?

Das würde funktionieren, aber Sie brauchen kein RL. Auch (natürlich) Vout ist negativ für positive Vin.

Ihre beiden 10-kOhm-Widerstände bewirken, dass der Zener die Hälfte sieht$V_{in}$. Also, der Ausflugspunkt für$V_{in}$ist nicht die Zenerspannung selbst, sondern das Doppelte davon (16,4 V). Die Gleichung für$V_{in}$< 16,4 V ist genau das gleiche, als ob der Zener nicht da wäre. Sie hätten also zwei 10-kOhm-Widerstände in Reihe.

$V_{out}=-V_{in}\dfrac{100,000}{20,000}=-5V_{in}$, für$V_{in}$< 16,4 V.

Wenn$V_{in}$>= 16,4 V, dann haben Sie nur eine Konstantspannungsquelle von 8,2 V, die an einen Verstärker mit G = -10 angelegt wird.

$V_{out}=-82$V, für$V_{in}$>= 16,4 V (vorausgesetzt, der Operationsverstärker konnte diese Ausgangsspannung liefern, was nicht der übliche Fall ist).

(Beachten Sie, dass die beiden Gleichungen konvergieren, z$V_{in}$=16,4 V.)

Auch wenn$V_{in}$hoch sein kann, aber nicht sehr, sehr hoch, benötigen Sie möglicherweise keine Diode, da die Eingangswiderstände (in Ihrem Fall 20 kOhm) den Eingangsstrom und damit den Schaden begrenzen, den Sie der Schaltung zufügen könnten. Was ist die maximale Vin, mit der Sie arbeiten möchten?

Ihre Clipping-Schaltkreistopologie sieht gut aus, aber der 8,2-V-Wert sollte möglicherweise angepasst werden. Die meisten Operationsverstärker möchten keine Eingänge außerhalb ihres Leistungsbereichs sehen. Das bedeutet, dass die Clipping-Spannung kleiner als die positive Versorgungsspannung sein sollte. Beachten Sie auch, dass die Zenerdiode wie eine normale Diode vorwärts leitet, sodass Sie effektiv auf etwa den Bereich von -0,5 bis +8,2 Volt begrenzen.

Sie müssen nicht höher beschneiden, als es erforderlich wäre, um die größte negative Ausgabe zu erzeugen. Dies hängt von der negativen Versorgungsspannung und der Tatsache ab, dass es eine Verstärkung von -10 von der Zenerspannung zum Ausgang gibt. Wenn die negative Versorgung beispielsweise nur -20 V beträgt, könnten Sie bei 2 V begrenzen und dasselbe Ausgangssignal haben. Natürlich ist es nicht nötig , so tief zu clippen, und es ist eine gute Idee, ein wenig vom Zenerknie entfernt zu bleiben, damit es nicht die gewünschten Signale lädt. Sie sollten einen Bereich möglicher Clip-Spannungen haben, vom Minimum, um den Verstärker auf einen vollständig negativen Ausgang zu treiben, bis zur maximal zulässigen Eingangsspannung nach Dämpfung durch den R2-R3-Teiler. Vielleicht liegen 8,2 V in diesem Bereich und dann ist alles in Ordnung. Ohne die Versorgungsspannungen zu kennen, können wir das nicht sagen.