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Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica
ELETTRONICA II
Raccolta di schemi di circuiti elettronici
Paolo Emilio Bagnoli , Giovanni Basso
Simona Antoni
Anno Accademico 2001-2002
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Tra tutti i popoli che abitavano la Terra di
Mezzo, i Nani erano di gran lunga i più
industriosi. Essi estraevano dalle miniere di
Moria gemme e metalli nobili e sapevano
ricavarne oggetti preziosi di rara bellezza ed
utensili di estrema efficacia e robustezza.
Grazie alle loro arti magiche ed alle qualità del
mithril, erano in grado di costruire spade
taglienti il cui filo non si rovinava mai e
corazze inattaccabili anche dai colpi del più
duro acciaio.
J.R.R.Tolkien , da "Il Signore degli Anelli"
La presente raccolta di schemi di circuiti elettrici, elaborata inizialmente per
l'insegnamento di Elettronica II del Corso di Diploma Universitario in Ingegneria
Elettronica, costituisce quanto è stato svolto durante le lezioni e le esercitazioni
tenute in aula.
Come si vede, ciascuno schema è stato volutamente presentato praticamente
privo di indicazioni concernenti le espressioni delle funzioni di trasferimento e,
tranne rari suggerimenti telegrafici, di testi di commento. Questo è dovuto alla
necessità di valorizzare la didattica svolta in aula e soprattutto di scoraggiare un
approccio puramente mnemonico nella preparazione dell'esame.
Oltre a ciò, si è preferito evitare di elaborare un vero e proprio libro di testo, in
quanto tale raccolta non vuole in nessun caso sostituirsi a testi di Elettronica
assai più autorevoli e completi che, sebbene costosi, debbono costituire un
indispensabile vademecum per il progettista elettronico durante tutta la sua
carriera. Eventuali lacune occorse durante l'apprendimento della materia vanno
colmate mediante la consultazione dei libri di testo o, ancor meglio, per mezzo
della interazione diretta con i docenti di cui si invita caldamente ad avvalersi.
L'analisi e la risoluzione degli schemi presentati presuppone, oltre alla
conoscenza degli argomenti trattati nei corsi di Dispositivi Elettronici ed
Elettronica I, la perfetta comprensione ed assimilazione di quei pochi strumenti e
teoremi generali (Leggi di Kirchhoff, Teorema di Thevenin, Teorema di
Scomposizione, principio di Sovrapposizione degli Effetti e soprattutto il principio
del Corto Circuito Virtuale) che costituiscono gli utensili indispensabili per una
agevole risoluzione dei circuiti elettronici.
ATTENZIONE !
Proprio al fine di mettere alla prova le capacità di analisi critica del lettore, tra gli
schemi ne è stato inserito uno COMPLETAMENTE SBAGLIATO e spacciato per
vero senza alcun avvertimento. Il lettore deve quindi individuarlo ed appurare la
ragione per cui esso è sbagliato o irrealizzabile.
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Circuito equivalente completo dell'Amplificatore Operazionale
comprensivo degli elementi di non idealità
Circuito per la misura dei parametri Vio, I1, I2, Avol, dell'Amplificatore
Operazionale
RB
T1
R1
DUT
IC1
R
RA
R2
T2
R
Vo
Note:
1)
IC1= A.O. ideale, DUT= A.O. sotto misura
2)
Per la misura di Vio si pongono T1 e T2 chiusi
3)
RB = 10 kohm
RA = 10 ohm
4)
Porre attenzione al ruolo della tensione Vo
Vu
4
Amplificatori invertente e non invertente
R2
R2
R1
R1
Vi
Vo
Vo
Vi
Amplificatore sommatore invertente
V1
V2
Vo
V3
V4
Amplificatore sommatore non-invertente
V1
Vo
V2
V3
V4
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Bilanciamento fine dell'amplificatore invertertente
Vi
V+
Vo
V-
Bilanciamento grossolano per le condizioni medie statistiche dei parametri
parassiti (amplificatore invertente)
Vi
Vo
Condizioni : Vio = 0 , I1 = I2
Rc = ___________
Bilanciamento grossolano per le condizioni medie statistiche dei parametri
parassiti (amplificatore non invertente)
Schema omesso. Il candidato disegni lo schema e calcoli il valore della
resistenza Rc.
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Convertitore corrente – tensione (amplificatore trans-resistivo)
R
Vo
Convertitore tensione – corrente (amplificatore trans-conduttivo) per carico
flottante
Z
Convertitore tensione – corrente (amplificatore trans-conduttivo) per carico con
capo a massa
R1
V
V+
V-
R2
Re
Vo
Rb
R4
+
IL
Z
R3
Nota: R2 / R1 = R4 / R3
Vi
Versione di potenza
V1
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Amplificatore di corrente con guadagno
VRe
Rb
+
R1
Ii
Z
Amplificatore di corrente a guadagno unitario
Z
I
Nota : porre attenzione alla funzione di questo schema rispetto al semplice
generatore di corrente che pilota direttamente il carico.
Diodi di precisione
Vi
+
-
Vo
Vi
Vo
+
Calcolare la tensione di offset di questo tipo di diodo di precisione
NOTA : in questo circuito le tensioni in ingresso possono essere confrontabili con Vio. Inoltre
Avol non deve essere considerato infinito.
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Raddrizzatore a singola semionda di precisione (versione semplice e migliorata)
Nota : in cosa consiste il miglioramento del secondo schema?
Raddrizzatore a doppia semionda di precisione (amplificatore di valore assoluto)
R
Vi
R1
V1
-
R
-
D
Vo
+
Vu
+
D
R
R
R
V2
Amplificatore Invertente a condensatori commutati
C
Vo
C
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Amplificatore invertente a condensatori commutati limitato in banda
CK
C
Vi
CK
C
CK
CK
C
C
Induttanza elettronica
Ricavare l’espressione della corrente di ingresso I1 in funzione della tensione di
ingresso V1. Iniziare l’analisi ricavando l’espressione della corrente I5.
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Blocco Sfasatore puro
R
R
V
Vu
R
C
Si ricavi e si studi la funzione di trasferimento
Filtro Passa-Basso del primo ordine
C
Filtro Passa-Basso del secondo ordine
Vi
Vo
C
C
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Filtro Amplificatore Passa-Banda (Filtro selettivo)
R3
R1
C2
Vu
+
R5
R2
Vi
C1
R4
Filtro Amplificatore Elimina Banda (Filtro Notch)
2C
R
R
C
C
Vu
+
R5
R/2
Vi
R4
Filtro Integratore
C
R2
R1
+
R1//R2
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Amplificatore di differenza
V1
Va
R2
R2
R1
R
R2
+
R1
R2
+
V2
Vb
Comparatore
Vs
Vth
Comparatore con isteresi (Trigger di Schmit)
L’errore e’ in questo schema : Gli ingressi dell’A.O. vanno invertiti
Vs
+
R
R2
Vo
Vo
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Multivibratore Astabile
R
R
C
R1
R2
Multivibratore Astabile Asimmetrico
Vo
C
Multivibratore Monostabile NON retriggerabile
R
R
C
R1
Va
R2
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Multivibratore Monostabile Retriggerabile
Vcc
R
R1
R
Vo
Vs
R2
C
Generatore di onda triangolare
C
Vr
Rc
R
Vo
Vs
R1
R2
NOTA: porre attenzione al ruolo delle tensioni Vr e Vs
Generatore di onda triangolare modulabile in frequenza
INVERTITORE
CMOS
Vm
C
R
R
Vo
R1
-Vm
R2
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Generatore di Base dei Tempi
MONOSTABILE
NON RETRIGG.
R
C
R
Vi
Vo
VMAX
Schema del circuito integrato NE555
Vcc
R
SOGLIA
R
USCITA
Q
SOGLIA
RS
11
10
01
00
2/3Vcc
SCARICA
1/3 Vcc
S
TRIGGER
Q
TRIGGER
Integrato NE555: Montaggio in configurazione MONOSTABILE
Vcc
Vcc
R
R
SOGLIA
USCITA
R
C
Q
2/3Vcc
SCARICA
1/3 Vcc
TRIGGER
S
Q
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Integrato NE555: Montaggio in configurazione ASTABILE
Vcc
Vcc
R1
USCITA
R
D
Q
CK
Q
SOGLIA
R
Q
S
Q
2/3Vcc
R2
R
1/3 Vcc
C
TRIGGER
SCARICA
R
Amplificatore logaritmico semplice
Vi
Vo
Amplificatore logaritmico modificato
R3
VR
Vo
Vi
Nota: porre attenzione alla tensione sulla base del transistor di destra.
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Amplificatore anti-logaritmico modificato
Vr
R2
Vs
Vu
Nota: porre attenzione alla tensione sulla base del transistor di sinistra.
Modulatore di onda quadra
R
R
V1
R
+
V2
V1
V2
+
+
Vo
?
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Oscillatore a rete di sfasamento con Jfet
Vcc
Rd
C
C
C
R
R
R
Rs
Cs
βA = Ao / [ 1 – 5 a2 – j (6 a – a3)]
(Schema base)
a = 1 / ω RC
Oscillatore a rete di sfasamento con BJT e separatore (schema base)
Vcc
R3
Rd
R1
CA
R4
Re
C
R2
Rs
Cs
C
R
C
R
Oscillatore a rete di sfasamento con operazionale
R1
R
C
C
R
Schema base
C
R
CA
R
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Oscillatore a ponte di Wien
R1
+
C
C
C
C
C
Schema base
βA = (1+R1/R2)
Con controllo del guadagno
*
a / [3 a - j (1-a2)]
a= ω RC
Oscillatori a ponte di Wien con due tecniche di controllo del guadagno
6R'
V+
2R'
R4
C
C
C
C
V-
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Oscillatore in quadratura
Circuiti stabilizzatori di tensione
RL
Circuito regolatore di tensione
RL
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Amplificatore di Potenza con carico accoppiato con trasformatore
V+
Rl
Vo
C
Vs
Ce
Amplificatore di potenza di tipo Push-Pull
V+
R
Vo
C
Rl
R
R
Vs
V-
