1 esercitazione2

Alunno : Lamacchia Cosimo
Classe : 5^ A inf
Data consegna : __/__/____
OGGETTO: Progettazione, sperimentazione e simulazione di circuiti elettronici
con OP-AMP 741
Fase 1: Uso dell’OP-AMP ad anello aperto come comparatore invertente e non
invertente
Fase 2: Verifica del funzionamento dell’OP-AMP ad anello chiuso invertente e non
invertente
INTRODUZIONE
 Amplificatore operazionale ( OP-AMP )
Gli amplificatori sono componenti elettronici in grado di amplificare, ovvero aumentare il
livello della tensione entro i limiti della linearità, di un segnale in ingresso. Il valore del guadagno
(o amplificazione) è un numero neutro e dipende dal rapporto della tensione in uscita su quella in
ingresso. L’amplificazione in decibel sarà uguale a Adb  20  log 10 A .
Vi
AMPL
A = Vo
Vi
Vo
Ro
AVi
R
Vi
Vo
[modello circuitale equivalente di un amplificatore]
Un esempio di amplificatore è l’amplificatore operazionale (OP-AMP), costituito da più transistor,
ed è in grado di confrontare due segnali in ingresso dando in uscita un segnale amplificato.
L’OP-AMP presenta un ingresso non invertente (not inverting input), indicato graficamente con il
simbolo +,e un ingresso invertente (inverting input), indicato con il simbolo -, i due ingressi sono
definiti in tal modo in quanto, supponendo di collegare l’ingresso invertente a massa e applicare,
all’altro ingresso, una tensione con valore diverso da 0, si avrà in uscita un valore VO pari al
prodotto dell’amplificazione per il valore dell’ingresso, il risultato risulterà in fase ovvero dello
stesso segno dell’ingresso di conseguenza l’amplificatore funzionerà in modo non invertente.
V2
OP-AMP
VO
V1
V1O = A*V1
Nel caso in cui si inverte il collegamento, quindi l’ingresso non invertente collegato a massa e
l’altro una tensione diversa da 0, si avrà un funzionamento dell’amplificatore in modo invertente
quindi l’uscita Vo risulterà in opposizione di fase.
V2
OP-AMP
VO
V1
V2O = - A* V2
Applicando il principio di sovrapposizione degli effetti si avrà in uscita un valore pari al prodotto
dell’amplificazione per la differenza dei due ingressi.
+VAL
V2
OP-AMP
VO
V1
-VAL
VO = V1 + V2 = A*V1- A* V2 = A * (V1 – V2)
-1-
Nel caso ideale l’OP-AMP presenta le seguenti caratteristiche:
- guadagno di tensione molto grande A = ∞
- resistenza in ingresso molto grande Ri = ∞, quindi corrente in ingresso molto piccola Ii = 0
- resistenza in uscita pari a 0 Ru = 0
Da queste caratteristiche si deduce che l’amplificatore operazionale è particolare in quanto non può
funzionare da amplificatore lineare perchè il segnale, in ingresso una volta amplificato, va in
saturazione e, presentando un guadagno infinito, distorce formando in uscita un segnale a 2 livelli
con un valore di picco pari al valore di alimentazione del circuito meno 1 o 2 Volt. Quindi questo
componente elettronico può essere utilizzato come componente squadratore oltre ad essere un
amplificatore differenziale in quanto, come precedentemente descritto, amplifica la differenza dei
due segnali in ingresso.
L’OP-AMP ha svariati utilizzi, nel funzionamento ad anello aperto è utilizzato come comparatore
invertente e non invertente, per poter utilizzare il componente come amplificatore lineare bisogna
introdurre una rete di reazione negativa che riduca l’eccessivo guadagno in questo caso si parlerà di
configurazione ad anello chiuso.
Oltre a questi l’OP-AMP ha svariati utilizzi nell’elettronica esso può essere utilizzato anche come:
- Adattatore di impedenza
- Amplificatore sommatore invertente e non invertente
- Sommatore algebrico
- Amplificatore differenziale
- Convertitore corrente/tensione e viceversa
- Circuito derivatore e integratore
- Comparatore Trigger Di Schmitt o comparatore di isteresi
E altri ancora.
 OP-AMP: configurazione ad anello aperto
Nella configurazione ad anello aperto l’OP-AMP da in uscita un segnale a due livelli. Il segno
del segnale in uscita dipende dall’ingresso che si fa agire.
1) Comparatore invertente
Ingresso non invertente (V1) collegato a massa; ingresso invertente (V2) segnale sinusoidale
bipolare.
+VAL
V2
OP-AMP
VO
V1
-VAL
[schema del circuito]
-2-
Vi
Vmax
o
t
+VSat
Vmin
Vo
+VSat
Vi
VRif
t
-VSat
-VSat
[curva di trasferimento]
[diagrammi in correlazione di Vi e Vo]
Dal diagramma in correlazione dei segnali di ingresso è in uscita si dimostra che nel
funzionamento invertente si ha in uscita un segnale di segno opposto a quello in entrata. Inoltre
come si può notare anche dalla curva di trasferimento il segnale in uscita, dato il guadagno
molto alto, alla tensione VSat = VAL – 2V subisce una distorsione si ha un segnale a due livelli; è
così verificato il funzionamento precedentemente descritto.
2) Comparatore non invertente
Ingresso invertente (V2) collegato a massa; ingresso non invertente (V1) segnale sinusoidale
bipolare.
+VAL
V2
VO
OP-AMP
V1
-VAL
[schema del circuito]
Vi
Vmax
o
+VSat
t
Vmin
Vo
+VSat
i
V
VRif
t
-VSat
[curva di trasferimento]
-VSat
[diagrammi in correlazione di Vi e Vo]
-3-
Nel funzionamento da comparatore non invertente il segnale in uscita presenta lo stesso verso
del segnale in entrata. E come nel caso invertente l’uscita cresce fino a raggiungere il segnale VSat,
quindi fino al limite della saturazione.
Dalle curve di trasferimento si nota che il segnale Vo passa dal livello alto a livello basso o
viceversa, non appena raggiunge la tensione di riferimento che nel caso in esame è pari a 0, inoltre
il segnale di uscita cresce fino a raggiungere la VSat .
 OP-AMP: configurazione ad anello chiuso
Il funzionamento da amplificatore lineare è reso possibile applicando all’OP-AMP una rete a
reazione negativa in modo tale da ridurre l’eccessivo guadagno. Questo tipo di funzionamento è
definito come configurazione ad anello chiuso, e come nel caso del comparatore presenta due
modalità invertente e non invertente.
1) Amplificatore invertente
Tramite l'utilizzo di due resistenze R1 e R2 e il collegamento tra l’uscita e l’ingresso si
introduce una retroazione negativa, quindi si può avere il funzionamento da amplificatore
invertente.
R2
I2
+VAL
R1
I1
Vu
OP-AMP
Vi
[schema di rappresentazione dell’amplificatore invertente]
Vi
Vmax
t
Vo
Vmin
Vo
A*Vmax
Vi
t
A*Vmin
[curva di trasferimento]
[diagrammi in correlazione di Vi e Vo]
-4-
Dai diagrammi si nota che in uscita si ha un segnale della stessa forma d’onda dell’ingresso, solo
che essendo invertente si avranno valori di segno opposto. In questo caso l’uscita è influenzata
dall’amplificazione che non ha assunto un valore molto grande perché ha avuto effetto la rete di
reazione negativa. In questo tipo di applicazione l’amplificazione dipende proprio dal valore delle
resistenze R1 e R2 precisamente A   R2 .
R1
Per ricavare il valore del guadagno si può applicare il primo principio di Kirchoff
I1  I 2  I 3
sappiamo inoltre che I3 avrà valore 0 perché d’ingresso dell’OP-AMP è infinita quindi I1 = I2.
Considerando M un punto di massa virtuale, in quanto nell’OP-AMP i due ingressi hanno lo stesso
potenziale quindi se l’ingresso non invertente ha potenziale 0 anche l’altro ingresso avrà potenziale
0 questo è dimostrato dalla formula Vu = A (V1-V2) in cui
Vu
V
 (V1  V2 ) ; u  (V1  V2 ) ; V1 V2  0 ; V1  V2
A

si possono ottenere le correnti I1 e I2:
V 0
0  Vu
I1  i
I2 
R1
R2
quindi:
Vi
V
V  R2
 u ;
Vu   i
R1
R2
R1
essendo :
V  R2
 i
R1
V
A
A u ;
Vi
Vi
R
otteniamo il valore dell’amplificazione in un amplificatore invertente: A   2
R1
in questo caso l’amplificazione avrà un valore finito e calcolabile che andrà a influenzare il segnale
in uscita. Utilizzando delle resistenze del valore adatto si può impedire al segnale in uscita di
attivare al punto si saturazione ottenendo così un amplificatore lineare.
2) Amplificatore non invertente
R2
I2
+VAL
R1
I1
OP-AMP
Vu
Vi
[schema di rappresentazione dell’amplificatore non invertente]
-5-
i
Vmax
t
Vo
Vmin
Vo
A*Vmax
Vi
t
A*Vmin
[curva di trasferimento]
[diagrammi in correlazione di Vi e Vo]
Nella configurazione non invertente il segnale in uscita risulta dello stesso verso del segnale in
ingresso. Anche in questo caso l’amplificazione non è infinita e la si può ricavare allo stesso modo
dell’invertente applicando il primo principio di Kirchoff, anche in questo caso come nel precedente
I1=I2 che in questo caso saranno:
V  Vu
0  V1
I1 
I2  i
R1
R2
da qui si ottiene:
V V  Vu
V V
V
;
Vi  R2  Vi  R1  Vu  R1 ;
 i  i
 i  i  u ;
R1
R2
R1 R2
R2
e la Vu sarà:
R

V  R2
Vu  Vi  2  1
Vu  i
 Vi ;
R1
 R1

quindi:
R

Vi  2  1
R
V

A  1
A u ;
Vi
Vi
R2
1
R1
Il funzionamento da amplificatore lineare si può verificare anche vedendo la curva di trasferimento
in cui la tensione di uscita cambia livello il modo graduale.
si ottiene che in un amplificatore invertente il guadagno è A 
-6-
FASE 1:
USO DELL’OP-AMP AD ANELLO APERTO COME COMPARATORE INVERTENTE E NON
INVERTENTE
Nella seguente prova si verifica il funzionamento dell’OP-AMP come comparatore invertente e non
invertente, applicando un segnale in ingresso sinusoidale e una tensione di riferimento costante.
L’OP-AMP preso in esame è quello costituito dall’integrato 741.
Vi : sinusoidale; Vpp = 12V ; F = 1 KHz ; T = 1/F = 1ms
VRif = 2V
VAL = ± 12 V
La verifica è divisa in 2 parti per testare le due tipologie. Per ognuna delle tipologie è necessario:
a) Visualizzare con oscilloscopio i diagrammi in correlazione di Vi e Vu
b) Visualizzare con oscilloscopio la caratteristica di trasferimento con frequenza di 100Hz del
segnale Vi
1) COMPARATORE NON INVERTENTE
AL
2
VRif
7
OP-AMP
741
Vi
3
6
Vu
La verifica viene eseguita applicando all’ingresso +
dell’amplificatore (corrispondente al pin 3 del 741),
la tensione Vi e all’ingresso – ( pin 2 del 741) la VRif.
4
-VAL
T  5,3div  0,2 ms
1.a)
verifica del segnale Vi sull’oscilloscopio:
Calcolo del segnale Vu:
VSAT  ViPP  2V  12V  2  10V
Vu max  VSAT  10V
Vu min  VSAT  10V
Vmax  2V
div
Vmin  2V
div
VPP  2V
div
div
 1,06ms
 3div  6V
 3div  6V
 6div  12V
| Verifica del segnale Vu :
T  0,2 ms
 5,2div  1,04ms
div
F 1
 0,96 K Hz
1,04ms
TH  0,2 ms
 2,1div  0,42ms
div
TL  0,2 ms
 3,1div  0,62ms
div
T
DC  H  100  0,42ms
 100  40%
T
1,04ms
Vmax  5V
 2,1div  10,5V
div
Vmin  5V
 2div  10V
div
VPP  5V
 4,1div  20,5V
div
-7-
L’immagine rappresenta i diagrammi dei due
segnali Vi e Vo in correlazione. Come si può notare
dall’immagine il passaggio tra livello alto e livello
basso del segnale in uscita Vu avviene non appena
il segnale in ingresso raggiunge la VRif, ovvero il
valore di 2V. Questo porta in uscita un segnale con
DC = 40%.
Per visualizzare entrambi i segnali sono state usate
scale diverse per ogni canale dell’oscilloscopio
Vi → CH1 : 2 V/div ; Vu → CH2 : 5V/div
[Diagramma dei segnali rilevata sull’oscilloscopio]
1.b) Per la visualizzazione della caratteristica di trasferimento si utilizza un pulsante, identificato
come XY, sull’oscilloscopio collegando al canale 1 dell’oscilloscopio la tensione in ingresso Vi e al
canale 2 la tensione in uscita Vu. La corretta visualizzazione della curva, quindi per verificare anche
spostamento sull’asse i due canali vengono posti a GND, viene visualizzato un puntino da
posizionare la centro, infine riattivando i due canali si avrà la curva desiderata.
La curva di trasferimento ottenuta è quella
nell’immagine. Le divisioni per canale sono:
CH1 : 2V/div
segnale Vi
CH2 : 5V/div
segnale Vo
Dall’immagine si può notare che la curva risulta
traslata di 2 V (asse ascisse 1div*2V/div), che
risulta essere proprio la tensione VRif. Questo
dimostra l’influenza che ha la tensione di
riferimento. Quindi la curva si mantiene costante
a livello basso fino a quando il segnale Vi non
raggiunge i 2V è in questo momento che la curva
cambia di livello.
2) COMPARATORE
[curva di trasferimento rilevata sull’oscilloscopio]
INVERTENTE
+VAL
Vi
2
7
OP-AMP
741
VRif
3
6
Vu
La verifica viene eseguita applicando all’ingresso +
dell’amplificatore (corrispondente al pin 3 del 741), la
tensione VRif e all’ingresso – ( pin 2 del 741) la Vi.
4
-VAL
2.a) I dati ricavati e ottenuti in questa parte sono simili a quelli del punto 1.a) l’unica differenza è
che il segnale di uscita si presenta in opposizione di fase, quindi varierà il valore di TH e TL e si
determinerà anche un valore del D.C..
-8-
Calcolo del segnale Vu:
VSAT  ViPP  2V  12V  2  10V
Vu max  VSAT  10V
Vu min  VSAT  10V
| Verifica del segnale Vu :
T  0,2 ms
 5,2div  1,04ms
div
F 1
 0,96 K Hz
1,04ms
TH  0,2 ms
 3,1div  0,62ms
div
TL  0,2 ms
 2,1div  0,42ms
div
T
DC  H  100  0,62ms
 100  60%
T
1,04ms
Vmax  5V
 2,1div  10,5V
div
Vmin  5V
 2div  10V
div
VPP  5V
 4,1div  20,5V
div
Allo stesso modo del comparatore invertente il
segnale Vu subisce la variazione di livello non
appena Vi raggiunge la tensione di riferimento VRif.
In questo caso l’uscita si presenterà opposta al
segnale in ingresso e il D.C. del segnale di uscita
avrà un valore del 60% circa.
Vi → CH1 : 2 V/div ; Vu → CH2 : 5V/div
[Diagramma dei segnali rilevata sull’oscilloscopio]
2.b) Come nel caso precedente le divisioni per
canale sono:
CH1 : 2V/div
segnale Vi
CH2 : 5V/div
segnale Vo
In questo caso la curva di trasferimento passa dal
livello alto a quello basso. Il passaggio, come nel
caso precedente, è di 2 V ovvero pari alla tensione
di riferimento
[curva di trasferimento rilevata sull’oscilloscopio]
-9-
FASE 2:
VERIFICA DEL FUNZIONAMENTO DELL’OP-AMP AD ANELLO CHIUSO INVERTENTE E NON
INVERTENTE
La verifica dell’OP-AMP come amplificatore invertente e non invertente è stata fatta aggiungendo
all’OP-AMP due resistenze R1 e R2, disposte come in figura, e un segnale sinusoidale in ingresso Vi
.
R1 = 10KΩ
R2 = 470 KΩ
Vi : sinusoidale; Vpp = 0,1V; F = 1 KHz; T = 1ms
La verifica viene divisa in 4 parti, per ogni tipologia di amplificatore, che si compongono in:
a) Calcolo della tensione in uscita e visualizzazione su oscilloscopio dei diagrammi in
correlazione di ingresso e uscita
b) Verifica dell’equipotenzialità dei due ingressi dell’OP-AMP
c) Ricerca del segnale Vi al limite della saturazione
d) Visualizzazione su oscilloscopio della caratteristica di trasferimento
1) AMPLIFICATORE INVERTENTE
R2
+VAL
Vi
R1
2
7
OP-AMP
741
3
4
-VAL
6
Vu
Come si può vedere in figura le due resistenze sono
inserite in modo da formare un amplificatore che in
questo caso risulta essere invertente, dato che il
segnale Vi, proveniente da un generatore di funzioni,
è applicato all’ingresso – del OP-AMP. Essendo un
amplificatore il guadagno dipende dal valore delle
resistenze nel nostro caso sarà:
R
470K
A 2 
 47
R1
10K
Che in decibel corrisponde a:
Adb  20  log 10 A  20  log 10 47  33,44db
T  0,2 ms
 5,2  1,04ms
div
Vmax  50 mV
 1div  50mV
div
1.a) verifica del segnale Vi sull’oscilloscopio:
Vmin  50 mV
 1div  50mV
div
VPP  50 mV
 2div  100mV
div
- 10 -
Calcolo del segnale Vu
Vu   AVi
Vu MAX   A  ViMAX  47  50mV  2,35V
Vu MIN   A  ViMIN  47  (50mV )  2,35V
Vu PP   A  ViPP  47  100mV  4,7V
Verifica del segnale Vu
Vu MAX  1V
 2div  2V
div
Vu MIN  1V
 (2div )  2V
div
Vu PP  1V
 4div  4V
div
T  0,2 ms
 5,2div  1,04ms
div
TH  0,2 ms
 2,6div  0,52ms
div
TL  0,2 ms
 2,6div  0,52ms
div
1
F
 0,962 H Z
1,04ms
Vu
4V
A

 40
Vi 0,1V
I risultati ottenuti dal calcolo sono leggermente diversi da quelli verificati, in quanto nella lettura
dell’oscilloscopio si possono commettere degli errori. In ogni caso i dati ottenuti risultano essere
attendibili
i
Vmax
t
Vmin
Vo
Vmax
t
[alto: immagine dei segnali in correlazione
sull’oscilloscopio]
[sinistra: diagrammi in correlazione di Vi e
Vu da calcolo teorico]
Vmin
Dai diagrammi in correlazione si nota che il segnale in uscita risulta essere amplificato e che
l’amplificazione non è così alta da essere paragonata a infinito, lo si può notare dal fatto che il
segnale amplificato non raggiunge il limite di saturazione.
L’immagine dell’oscilloscopio visualizza il segnale in ingresso(quello con un’ampiezza inferiore) in
relazione al segnale in uscita. Per visualizzarli sull’oscilloscopio sono state utilizzate 2 scale
diverse. Vi → CH1 : 50 mV/div ; Vu → CH2 : 1V/div
- 11 -
1.b)per la verifica dell’equipotenzialità dei due ingressi dell’OP-AMP è stato sufficiente collegare i
due ingressi all’oscilloscopio. Le curve ottenute erano 2 tensioni continue dal valore di 0 V.
Questo perché l’ingresso non invertente è collegato a massa perciò si crea nell’altro ingresso un
punto definito punto di massa virtuale.
Realmente le due tensioni devono essere dello stesso identico valore, in realtà nell’ingresso
invertente si creava una sinusoide dal valore da picco a picco nell’ordine dei µV cosicché il valore
ottenuto può considerarsi nullo.
1.c) La ricerca di Vi al limite della saturazione comporta una variazione dell’amplificazione del
segnale in ingresso, la variazione deve essere apportata direttamente sul generatore di funzioni
utilizzato per genera re il segnale Vi. Annullando l’attenuazione di -20db è stato ottenuto un segnale
che portava l’uscita al limite della saturazione.
Raggiunto il limite di saturazione si sono ottenuti i seguenti dati:
Segnale in ingresso Vi
VMAX  0,2V
 1div  0,2V
div
VMIN  0,2V
 1div  0,2V
div
VPP  0,2V
 2div  0,4V
div
Segnale in uscita Vu
VMAX  5V
 2div  10V
div
VMIN  5V
 2div  10V
div
VPP  5V
 4div  20V
div
La figura a destra riporta il segnale al limite della
saturazione. Il segnale di uscita, quello con
ampiezza maggiore, ha raggiunto il limite di
saturazione, nell’immagine la distorsione è poco
visibile in quanto è stata ridotta la risoluzione
dell’immagine per poterla applicare alla relazione.
1.d) La curva di trasferimento è stata ricavata con la stessa metodologia utilizzata nella fase 1.
Vi → CH1 : 50 mV/div ; Vu → CH2 : 1V/div
Nella curva si evidenzia il passaggio graduale da
un livello all’altro
[curva di trasferimento rilevata sull ’oscilloscopio ]
- 12 -
2) AMPLIFICATORE NON INVERTENTE
Nel caso dell’amplificatore non invertente il segnale
Vi è stato collegato con l’ingresso non invertente.
Essendo un amplificatore non invertente in guadagno
+VAL
sarà:
R1
R
470K
2
A  1 2  1
 48
7
R1
10K
OP-AMP
Vu
6
Che in decibel corrisponde a:
741
Vi
Adb  20  log 10 A  20  log 10 48  33,62db
3
4
2.a) il segnale Vi è lo stesso dell’amplificatore
invertente. Il segnale Vu avrà dei valori molto simili
-VAL
ma la differenza sta nel fatto che il segnale Vu
dell’amplificatore non invertente risulterà dello stesso segno di Vi, ciò dimostra la differenza che
c’è tra le due tipologie di amplificatore.
R2
Calcolo del segnale Vu
Verifica del segnale Vu
Vu MAX  1V
 2,3div  2,3V
div
Vu MIN  1V
 (2,3div )  2,3V
div
Vu PP  1V
 4,6div  4,6V
div
Vu  AVi
T  0,2 ms
 5,3div  1,06ms
div
Vu MAX  A  ViMAX  48  50mV  2,4V
TH  0,2 ms
 2,7div  0,54ms
div
Vu MIN  A  ViMIN  48  (50mV )  2,4V
Vu PP  A  ViPP  48  100mV  4,8V
TL  0,2 ms
 2,6div  0,52ms
div
1
F
 0,943H Z
1,06ms
Vu 4,6V
A

 46
Vi 0,1V
Mettendo a confronto i calcoli con i risultati ottenuti dalla verifica si nota che i valori ottenuti sono
accettabili.
- 13 -
Vi
Vmax
t
Vmin
Vu
Vmax
t
[diagrammi di Vi e Vu in correlazione
Alto: immagine dell’oscilloscopio
Sinistra: diagramma ottenuto dai calcoli
teorici ]
Vmin
Dai diagrammi si nota che si è avuta un’amplificazione de segnale in uscita. Inoltre il segnale risulta
essere in fase. Il segnale sembra essere in saturazione in realtà è colpa della bassa risoluzione
dell’immagine.
2.b) L’equipotenzialità è stata verificata allo stesso modo del punto 1.b), la differenza sta nel fatto
che non si forma un punto di massa virtuale ma entrambi gli ingressi avranno un potenziale in
ingresso identico a quello di Vi.
L’immagine dimostra come i due segnali sono
identici, nella figura sembra che sia attivato un solo
canale dell’oscilloscopio in realtà sono attivati
entrambi ma i due segnali si accavallano tanto da
mostrane uno solo. I valori di picco sono
esattamente quelli del segnale Vi di ingresso. I due
canali anno una scala di 50mV/div
2.c) Allo stesso modo del punto 1.c) per verificare il segnale al limite della saturazione è stata tolta
disattivata l’attenuazione di -20db dal generatore di funzioni. Con l’aumento dell’ampiezza del
segnale di ingresso, il segnale in uscita ha subito un’amplificazione, proporzionale all’aumento del
segnale di ingresso, che ha portato il segnale al limite della saturazione.
Dai segnali ottenuti si rilevano i seguenti risultati:
Segnale in ingresso Vi
Segnale in uscita Vu
VMAX  0,2V
 1div  0,2V VMAX  5V
 2,1div  10,5V
div
div
VMIN  0,2V
 1div  0,2V VMIN  5V
 2div  10V
div
div
VPP  0,2V
 2div  0,4V
VPP  5V
 4,1div  20,5V
div
div
- 14 -
Nell’immagine si può notare come il segnale subisce
una distorsione nella parte negativa. Il segnale Vu ha
raggiunto il limite di saturazione e inizia a
distorcersi.
2.d) premendo il pulsante XY e posizionando i
segnali al centro degli assi, si ottiene la curva
caratteristica di trasferimento che è inversa a quella
del punto 1.d) ma subisce sempre una variazione
graduale.
Curva di trasferimento rilevata sull’oscilloscopio
COMMENTO: l’esercitazione è stata esauriente ha portato ad alcuni chiarimenti riguardo l’utilizzo
di comparatori e amplificatori.
L’esercitazione sembra essere stata eseguita con successo e tutto è dimostrato mettendo a confronto
calcoli teorici con verifiche pratiche. Un’ulteriore affermazione di quanto detto è dimostrato nelle
simulazioni al computer allegate tutte alla fine.
Alcune simulazioni presentano dei segnali non molto precisi, il motivo di questo fallimento è
dovuto dal fatto che il simulatore elettronico ha dei limiti che portano a commettere errori nella
lettura finale dei dati. In ogni caso gli errori si possono definire compresi nella tolleranza, quindi i
valori ottenuti possono essere accettabili ai fini dell’esercitazione.
- 15 -
FASE 1:
USO DELL’OP-AMP AD ANELLO APERTO COME COMPARATORE INVERTENTE E NON
INVERTENTE: SIMULAZIONI
1.a) comparatore non invertente : diagrammi temporali in correlazione CH1→Vi ; CH2→Vu
1.b) comparatore non invertente : caratteristica di trasferimento CH1→Vi ; CH2→Vu
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2.a) comparatore invertente : diagrammi temporali in correlazione CH1→Vi ; CH2→Vu
2.b) comparatore invertente : caratteristica di trasferimento CH1→Vi ; CH2→Vu
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FASE 2:
VERIFICA DEL FUNZIONAMENTO DELL’OP-AMP AD ANELLO CHIUSO INVERTENTE E NON
INVERTENTE : SIMULAZIONI
1.a) amplificatore non invertente : diagrammi temporali in correlazione CH1→Vi ; CH2→Vu
1.b) amplificatore non invertente : verifica sull’equipotenzialità dei 2 ingressi CH1→Vi ; CH2→Vu
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1.c) amplificatore non invertente : segnale Vi al limite della saturazione CH1→Vi ; CH2→Vu
1.d) amplificatore non invertente : segnale Vi al limite della saturazione CH1→Vi ; CH2→Vu
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2.a) amplificatore invertente : diagrammi temporali in correlazione CH1→Vi ; CH2→Vu
2.b) amplificatore invertente : verifica sull’equipotenzialità dei 2 ingressi CH1→Vi ; CH2→Vu
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2.c) amplificatore invertente : segnale Vi al limite della saturazione CH1→Vi ; CH2→Vu
1.d) amplificatore non invertente : segnale Vi al limite della saturazione CH1→Vi ; CH2→Vu
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