Raddrizzatore di precisione a doppia semionda con operazionale µA741
(a cura del prof. Giuseppe Spalierno docente di Elettronica – nov.05)
In fig.1 si mostra lo schema elettrico di un raddrizzatore di precisione a doppia semionda che utilizza due
amplificatori operazionali 741 alimentati con ±VCC = ±15V.
Fig.1. – Raddrizzatore di precisione a doppia semionda.
Esaminiamo il funzionamento nei due casi in cui la tensione di ingresso Vi risulta positiva o negativa.
1) Per Vi>0 il diodo D1 è in conduzione e D2 è interdetto.
In tali condizioni il circuito equivalente è quello mostrato in fig.2.
Fig.2. – Circuito equivalente per Vi > 0.
S.G.
Raddrizzatore di precisione
2
L’ingresso non invertente di U2, attraverso R3, è collegato a massa per cui esso risulta in configurazione
invertente con:
R
Vu = − 5 ⋅ V2 = −V2
R4
Ma:
R
V2 = − 2 ⋅ Vi = −Vi
R1
e quindi: Vu = Vi poiché tutte le resistenze sono uguali.
2) Se, invece, Vi < 0 conduce il diodo D2 conduce ed il diodo D1 è interdetto.
Si ottiene il circuito equivalente mostrato in fig.3.
I
Fig.3. – Circuito equivalente per Vi < 0.
La corrente I che scorre in R1 vale –Vi/R1 poiché l’ingresso invertente di U1 è massa virtuale.
Tale corrente è la somma di quelle che provengono sia dalla resistenza R2 che dalla resistenza R3.
V4
Vi V3
−
=
+
R1 R3 R4 + R2
Tutte le resistenze sono uguale ed inoltre, per l’equipotenzialità degli ingressi di U2, deve essere: V3 = V4.
In tal caso si ha:
3
2
− Vi = V3 e quindi : V3 = − Vi
2
3
U2, rispetto a V3, è in configurazione non invertente per cui:
R5
3
3 2
Vu = V3 ⋅ 1 +
= ⋅ V3 = − ⋅ ⋅ Vi = −Vi
R4 + R2
2
2 3
Poiché la tensione di ingresso Vi è negativa, la tensione di uscita Vu è positiva.
Si riportano, in fig.4, le forme d’onda di ingresso e di uscita. ViM = 6V ed f = 1KHz.
S.G.
Raddrizzatore di precisione
3
Fig.4. – Forme d’onda di ingresso e di uscita nel caso di ampiezza 6V e frequenza 1KHz.
Si osservi che il vantaggio di questa soluzione consiste nell’assoluta precisione con cui si ottiene in uscita il
valore assoluto dell’ingresso: Vu=|Vi| e non dipende dalla caduta di tensione del diodo in conduzione.
Il circuito funziona correttamente anche se Vi è inferiore alla tensione di soglia del diodo utilizzato (fig.5).
Fig.5. – Funzionamento corretto del raddrizzatore anche per Vi di piccola ampiezza.
