ESERCITAZIONE 4 Amplificatori operazionali

ESERCITAZIONE 4
Amplificatori operazionali
Esercizio 22
Assegnata la rete della figura 4.1, si calcoli il valore della tensione d’uscita Vo e si indichi il
valore del guadagno Af . Posto Rf = 5 k si determinino i valori di R1 = R2 = R3 per avere in uscita
la media aritmetica degli ingressi.
Dati
Vs1 = 1V, Vs2 = 2V, Vs3 = 3V, R1 = R2 = R3 = 600  Rf = 1 k.
Figura 4.1

Circuito sommatore invertente
DATI
Vs1 =
1
V
Vs2 =
Vs3 =
R1 = R2 = R3 =
Rf1=
Rf5 =
2
3
600
1000
5000
V
V
Ω
Ω
Ω
SVOLGIMENTO
V
V
V 
Vo   R f  s1  s 2  s 3 
R2
R3 
 R1
Af =
R = 3 Rf5
-10
V
1,67
15000
Ω
Esercizio 23
Si determinino la tensione V1 nel terminale non invertente e la tensione di uscita Vo per il circuito
di figura 4.2.
Dati
Vs1 = 2V, Vs2 = -3V, Vs3 = 4V, R1 = 1 k  , Rf = 2 k.
Figura 4.2 Circuito sommatore non invertente
DATI
Vs1 =
Vs2 =
Vs3 =
R=
Rf =
2
-3
4
1000
2000
Ω
Ω
Ω
V
V
SVOLGIMENTO
V1 =
1
V
Vo =
3
V
Esercizio 24
Con riferimento al circuito di figura 4.3, si calcoli il valore della tensione V2, nell’ingresso non
invertente e la tensione di uscita, Vo.
Dati
Vs1 = 2V, Vs2 = 3V, Vs3 = 4V, Vs4 = 5V, R = 1 k  .
Figura 4.3 Circuito sommatore differenziale
DATI
Vs1 =
Vs2 =
Vs3 =
Vs4 =
R=
SVOLGIMENTO
Vo =
2
3
4
5
1000
4
V
V
V
V
Ω
V
Esercizio 25
Si progetti un circuito derivatore per un segnale d’ingresso che varia in frequenza da 10Hz a
1kHz. Il circuito è riportato in figura 3.4.
Figura 4.4
Circuito derivatore da progettare
DATI
f1 =
f2 =
10
1000
Hz
Hz
SVOLGIMENTO
f3 =10*f2
10000
Hz
10
1592
μF
Ω
0,0100
2
μF
Ω
posto C =
Rf = 1/(2πf3Cf)
τ' = C*Rf
Cf = 1/(2πf3Rf)
R = 1/(2πfCf)
Esercizio 26
Si progetti un circuito di condizionamento per un trasduttore di pressione, a zero vivo, che
presenta la seguente caratteristica:
p=
0 mmHg
V = 100 mV
p = 100 mmHg
V = 500 mV
Si desidera una sensibilità di 10 mV/mmHg.
Si adotti una soluzione circuitale differenziale come quella della figura 4.5.
Figura 4.5 Circuito per la misura della pressione
DATI
Ks =
Tensione di fondo scala Vfs =
10
1000
SVOLGIMENTO
Si imposta il sistema
 Rf
1 
R

R

100  f Vs  0
R

 Rf
1 
R

R

500  f Vs  1000
R

Che porta alla relazione
Rf 


1  R 
400  1000


posto R =
Rf =
10000
15000
Ω
Ω
Vs = (1+Rf/R)*100*R/Rf =
167
mV
mV/Torr
mV
Esercizio 27
Dato il circuito a ponte amplificato descritto nella figura 4.6, si dimensioni la rete per ottenere
una variazione pari a 010 V in corrispondenza di un intervallo della temperatura di 0100°C. Si
utilizzi un resistore PTC linearizzato nel campo di lavoro, con sensibilità Ks = 1 k/°C e resistenza a
25°C R25 = 100 k .
Figura 4.6
Circuito per la misura della pressione
DATI
Campo di temperatura 0÷100°C
Ks =
R25
R0 =
Vofs
1000
100000
75000
10
Ω/°C
Ω
Ω
V
SVOLGIMENTO
V p 
R
4 R0
E
R
4 R0
E
Posto E =
ΔT =
ΔVp = E*Ks * ΔT/4R0 =
Sezione guadagno
Rf/R = Vofs/ΔVp =
Posto R= 1000; Rf =
T R
T

E
T T 4 R0
3
100
1
10
10000
V
°C
V