Hilfe beim Verständnis der Operationsverstärkerschaltung mithilfe von Dioden am Ausgang

Ich versuche diese Schaltung zu verstehen und habe Probleme herauszufinden, wie sich die Dioden darauf auswirken:

Ich versuche dies zu analysieren und zu verstehen, wie und von unterschiedlichen Werten von , bin mir aber nicht sicher. Ich glaube, dass eine höhere Spannung mit niedrigeren Werten sehen wird und sobald nach 0,6 liegt, fließt der Strom durch beide Dioden und wird einen Anstieg verzeichnen. Ich bin mir nicht sicher, was ich von dem Operationsverstärker in der Mitte halten soll.$V_{\text{out}+}$$V_{\text{out}-}$$V_i$$V_{\text{out}+}$$V_i$$V_{\text{out}+}$$V_{\text{out}-}$

Der OpAmp wird in einer invertierenden Konfiguration verwendet, dh wenn Sie ein positives Vi anlegen, ist der Ausgang Vo negativ. Der Strom fließt also durch R3 und den oberen Pfad (R1, D1), während der Strom durch den unteren Pfad durch D2 blockiert wird.
Für einen positiven Eingang ist Vo + also negativ und Vo- ist Null.
Der genaue Wert von Vo + wird durch das Verhältnis von R3 und R1 bestimmt, da der Ausgangsanschluss Vo ein Wert ist, der die Spannung am negativen Eingangsanschluss aufhebt.

Um dies etwas genauer zu untersuchen, können Sie auch hier eine Simulation durchführen. Ich habe Ihre Schaltung mit dem Schaltungsdesigner von EE gezeichnet. Klicken Sie auf Diese Schaltung simulieren und führen Sie einen DC-Sweep für Vi durch.

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Das folgende Bild zeigt das Ergebnis, blau ist Vo +, orange Vo-. Ich habe auch Vo (braun) hinzugefügt, um die Wirkung der Dioden zu sehen. (Klicken Sie auf das Bild, um es zu vergrößern)

Andys Antwort ist genau richtig, wenn diese Schaltung isoliert arbeitet.

Wenn jedoch zufällig eine positive Vorspannungsstromquelle an Vo + und eine negative Stromquelle an Vo- angeschlossen ist, ist dies etwas anderes. (Der Einfachheit halber können diese Vorstromquellen Widerstände sein, die an + V bzw. -V angeschlossen sind.)

Dann bilden die Ausgänge drei parallele Leitungen mit einem Abstand von etwa 0,6 V mit der zentralen (Vo = -Vi).

Vo + und Vo- können verwendet werden, um die Basen von zwei komplementären Emitterfolgern anzusteuern, wodurch ein roher Leistungsverstärker bereitgestellt wird. Ihre Emitter sind miteinander verbunden, und jede Basis-Emitter-Spannung wird durch die Spannung an jeder Diode aufgehoben. Daher beträgt die endgültige Ausgabe (an den Emittern) ungefähr Vo = -Vi. Aber nur annähernd: Fehler führen hier zu Überkreuzungsverzerrungen.

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

In der aktuellen Form ist es nicht sehr effizient: Wenn Sie darüber nachdenken, was passiert, wenn VO + = V + / 2 ist, werden Sie feststellen, dass der Vorspannungsstrom ausgeht und mit dem Abschneiden beginnt (mit den Stromwiderstandswerten), aber dies veranschaulicht das Grundprinzip und so etwas sieht man oft in einem Audio-Leistungsverstärker.

Weitere Schaltkreise werden normalerweise hinzugefügt, um die Fehler in dieser Grundkonfiguration zu beheben.

Vergleichen Sie dies mit dem Standard-Operationsverstärker-Design "ideale Diode".

Wenn Vi höher als A1 + (GND) ist, versucht die Rückkopplungsschleife, die Eingangsspannung auf Null zu setzen, und führt die V + -Ausgangsleitung durch die Diode, um A1- nach unten zu "ziehen".

Wenn Vi niedriger ist, wird die V-out-Linie ebenfalls hochgezogen.

Diese Schaltung verhält sich dann wie ein Standardinvertierungsverstärker, wobei jedoch jeder negative Ausgang an die V + -Ausgangsleitung (für einen positiven Eingang) und jeder positive an den V-Ausgang (für einen negativen Eingang) geliefert wird.