ESERCIZI di SISTEMI ELETTRONICI (I PARTE) 2010-2011
1) Dato il seguente circuito e sapendo che il diodo è caratterizzato dai parametri di seguito
riportati: Vγ=0.7V, VZ =6V; ron=1 KΩ, roff=∞; rz=0 Ω:
Disegnare il circuito equivalente del diodo nelle diverse regioni di funzionamento e
tracciare il relativo grafico della caratteristica iD=f(vD) (utilizzando l’espressione
matematica dei modelli).
Calcolare e disegnare la caratteristica di trasferimento vO=f(vI) per vI compreso fra -8V e
+8V.
Modificare il circuito collegando l’uscita vO ad un carico resistivo RL =20 KΩ, calcolare
e disegnare la nuova caratteristica di trasferimento vO=f(vI) per vI compreso fra -9V e
+9V.
Disegnare l’andamento della tensione di uscita relativa al circuito modificato, sapendo
che la tensione di ingresso è VI= 4+3sen ωt (Volt).
2) Si consideri il seguente amplificatore ad un polo:
RO
out
A·VI
CO
VI
Calcolare la frequenza di taglio del sistema retroazionato in figura e confrontarla con quella
dell’amplificatore di base.
R2
R1
out
VS
VO
3) Disegnare un amplificatore in configurazione invertente utilizzando un amplificatore
operazionale. Progettare (considerando l’amplificatore operazionale ideale) le resistenze di
retroazione affinché il guadagno di tensione sia uguale a -5 e la resistenza di ingresso uguale a
5KΩ. Quindi supponendo l’amplificatore operazionale caratterizzato da un guadagno di tensione
A=5*104±15%, Ro=400Ω, calcolare la variazione percentuale del guadagno di tensione
dell’amplificatore retro azionato, passando attraverso il calcolo della sensibilità.
4) Si consideri il seguente modello di un amplificatore operazionale (A.O.) con AdB= 100,
RO=200Ω, CO= 80µF :
RO
out
A·VI
CO
VI
Definire la frequenza di transizione dell’amplificatore, dimostrare che tale frequenza è uguale al
prodotto guadagno x larghezza di banda (o in questo caso frequenza di taglio) e calcolare tale
frequenza;
Disegnare e progettare un amplificatore in configurazione non invertente basato sul detto A.O.
caratterizzato da una frequenza di taglio uguale a 1000 volte la frequenza di taglio
dell’amplificatore operazionale.
5) Dato il circuito in figura
D
VI
vO
R
Disegnare il circuito equivalente del diodo zener nelle diverse regioni di funzionamento e basandosi
sul modello matematico tracciare il relativo grafico della caratteristica iD = f(vD), sapendo che V=
0.7V, Vz = 5.1V, ron = 200Ω rz = 100Ω, roff = ∞. Disegnare l’andamento temporale di VO dato VI =
VPP·sin(·t) con VPP = 8V e = 1rad/s ed R=1K Ω. Calcolare, inoltre, la potenza di picco del
diodo.
6) Definire frequenza di taglio (fH) di un amplificatore in generale e considerando il seguente
modello di un amplificatore operazionale (A.O.) ad un polo,
RO
out
A·VI
VI
CO
calcolare la relativa fH .
Dimostrare l’espressione simbolica della frequenza di taglio del seguente amplificatore non
invertente basato su detto A.O. Quindi, considerando il valor medio di A, progettare il valore della
resistenza R2 affinché la relativa frequenza di taglio sia uguale a 10KHz. Infine calcolare la
variazione percentuale del guadagno di tensione dell’amplificatore retroazionato in condizioni di
bassa frequenza.
R2
R1
out
VS
Ro Co =0.02s
A= 105 ±20%,
VO
R1 = 10 kΩ Ro=600Ω
7) Dato il seguente circuito e sapendo che il diodo è caratterizzato dai parametri di seguito
riportati: Vγ=0.7V, VZ =5V; ron=100Ω, roff= ∞; rz=0 Ω:
Disegnare il circuito equivalente del diodo nelle diverse regioni di funzionamento e
tracciare il relativo grafico della caratteristica iD=f(vD) (utilizzando l’espressione
matematica dei modelli).
Calcolare e disegnare la caratteristica di trasferimento vO=f(vI) per vI compreso fra -7V e
+7V.
Modificare il circuito collegando l’uscita vO ad un carico resistivo RL =20 KΩ, calcolare
e disegnare la nuova caratteristica di trasferimento vO=f(vI) per vI compreso fra -14 V e
+14V.
Disegnare l’andamento della tensione di uscita relativa al circuito modificato, sapendo
che la tensione di ingresso è VI= -1+3sen ωt (Volt).
8) Disegnare un amplificatore in configurazione non invertente con guadagno di tensione =10,
utilizzando resistenze dell’ordine dei KΩ ed un amplificatore operazionale caratterizzato da un
guadagno di tensione A=105±20%, Ro=300Ω. Calcolare come la tolleranza su A si ripercuota sul
guadagno di tensione dell’amplificatore retroazionato. Inoltre calcolare la frequenza di taglio
dell’amplificatore retroazionato sapendo che l’amplificatore operazionale è caratterizzato da un
solo polo ed un prodotto nominale guadagno x larghezza di banda uguale a 3x106.
9) Dato il circuito in figura
R
VI
RL
D
vO
Disegnare il circuito equivalente del diodo zener nelle diverse regioni di funzionamento e basandosi
sul modello matematico tracciare il relativo grafico della caratteristica iD = f(vD), sapendo che V=
0.7V, Vz = 5.1V, ron = 0Ω, rz = 100Ω, roff = ∞. Disegnare l’andamento temporale di VO dato VI =
VPP·(1+sin(·t)) con VPP = 4V e = 1rad/s, R=1K Ω e RL=10KΩ. Calcolare, inoltre, la potenza di
picco del diodo.
10) Definire frequenza di taglio (fH) di un amplificatore in generale e considerando il seguente
modello di un amplificatore operazionale (A.O.) ad un polo,
RO
out
A·VI
CO
VI
calcolare la relativa fH .
Ricavare l’espressione simbolica della frequenza di taglio del seguente amplificatore non invertente
basato su detto A.O. Quindi, considerando il valor medio di A, progettare il valore della resistenza
R1 affinché la relativa frequenza di taglio sia uguale a 15KHz. Infine calcolare la variazione
percentuale della resistenza di uscita dell’amplificatore retroazionato in condizioni di bassa
frequenza.
R2
R1
out
VO
VS
Ro Co =0.015s
A= 105 ±25%,
R2 = 10 kΩ Ro=500Ω
11) Definire frequenza di transizione (fT) di un amplificatore in generale e considerando il seguente
modello di un amplificatore operazionale (A.O.) ad un polo,
RO
out
A·VI
VI
CO
calcolarla.
Ricavare l’espressione simbolica della frequenza di taglio del seguente amplificatore non invertente
basato su detto A.O. Quindi, considerando il valor medio di A, progettare il valore della resistenza
R2 affinché la relativa frequenza di taglio sia uguale a 10KHz. Infine calcolare la variazione
percentuale del guadagno di tensione dell’amplificatore retroazionato in condizioni di bassa
frequenza.
R2
R1
out
VS
Ro Co =0.02s
A= 2*105 ±25%,
VO
R1 = 15 kΩ Ro=500Ω
