Materia:
Elettronica
A.S. 2012/2013
Classe:
4° B
Docente:
Prof. Ugo Viola
(2 ore di teoria +2 di laboratorio)
PROGRAMMA CONSUNTIVO
PREMESSA
Anche questo anno scolastico è stato caratterizzato dalla contrazione dell’orario di lezione che si è ridotto a sole 4
ore (2 di teoria + 2 di laboratorio), di conseguenza la programmazione è stata ridefinita mediante contrazione degli
argomenti.
La metodologia di insegnamento, comunque, non è stata modificata rispetto agli anni precedenti e quindi si è
deciso di continuare a privilegiare la teoria relativa alla componentistica integrata, rispetto a quella discreta, in
considerazione del fatto che la maggior parte delle apparecchiature commerciali e industriali impiega circuiti
integrati operazionali e/o di circuiti integrati “dedicati”. Dal punto di vista didattico si è quindi scelto di iniziare al più
presto l’utilizzo dell’amplificatore operazionale affinché lo studente ne comprenda tutti gli aspetti, sia teorici, sia
pratici, lasciando alla materia di T.D.P. l’introduzione dei componenti discreti (diodo, BJT, JFET, MOSFET) e le
relative applicazioni di base.
La programmazione iniziale a preventivo è stata complessivamente rispettata.
Per quanto riguarda l'aspetto pratico relativo alle misure, si è cercato di raggiungere più obiettivi formativi:
_consolidare l'uso di strumenti già noti ed allargarne il campo di applicazione;
_verificare sperimentalmente le nozioni teoriche introdotte mediante misure su uno o più circuiti;
_la comprensione e l'uso dei manuali di laboratorio relativi alla strumentazione e alla componentistica utilizzata.
_impostare, in modo autonomo, semplici misure sui circuiti analizzati in teoria.
Il testo di riferimento è il ”MANUALE DI ELETTRONICA E TELECOMUNICAZIONI” Autori: BIONDO E.SACCHI,
HOEPLI.
Contenuti disciplinari
Argomento Quadripoli Lineari Amplificatori.
(Argomento fondamentale per le discipline di Elettronica e Telecomunicazioni)
Generalità: quadripoli passivi ed attivi. Quadripoli attivi: amplificazione, funzione di trasferimento,
guadagno, impedenza di ingresso e di uscita, banda passante. Attenuazione e guadagno espressi in
decibel.
Amplificatore ideale e reale: guadagno di tensione, di corrente, di potenza, modello equivalente del
doppio bipolo con generatore reale di tensione di uscita; concetto di guadagno a vuoto e sotto carico,
impedenza di ingresso e di uscita, banda passante e distorsione armonica. Collegamento di più
amplificatori in cascata accoppiati sia in continua, sia in alternata.
Argomento Reazione Negativa.
Generalità, algebra degli schemi a blocchi, schema a blocchi di un sistema retroazionato, calcolo del
guadagno in presenza di retroazione, effetti della retroazione sulla stabilità del guadagno reazionato;
cenni sugli effetti della retroazione sulla banda passante, sulla distorsione e sul rumore. Confronto tra
amplificatori a catena aperta e amplificatori reazionati.
Argomento Amplificatori Operazionali (A.O.).
Caratteristiche principali degli amplificatori operazionali ideali e reali (uA741, TL071, LF411); dati tecnici
di un amplificatore operazionale reale: resistenze di ingresso; massima variazione della tensione di
uscita (Slew Rate); prodotto guadagno banda (GBw); tensione di offset, misura e compensazione della
tensione di offset; deriva termica. Amplificatore operazionale a catena aperta e chiusa.
Argomento Circuiti Comparatori
Amplificatore operazionale funzionante a catena aperta. Comparatori invertenti e non invertenti,
comparatore a finestra, comparatore invertente con isteresi (trigger di Schmitt), analisi dei circuiti, forme
d’onda, caratteristiche di trasferimento, metodo di analisi, metodo di progetto, schemi circuitali per
l’accensione di diodi Led di segnalazione luminosa, esercizi e prove pratiche di laboratorio sia con
amplificatori operazionali, sia con comparatori LM339 a singola alimentazione.
Argomento Circuiti lineari con amplificatori operazionali
Amplificatore operazionale funzionante a catena chiusa. Cortocircuito e apertura virtuale agli ingressi di
un amplificatore operazionale funzionante in regime lineare. Analisi della configurazioni fondamentali
mediante il metodo semplificato dei principi virtuali e del metodo dei potenziali ai nodi.
Analisi, esempi di progetto e prove pratiche relative alle configurazioni: invertente e non invertente,
amplificatore sommatore invertente, amplificatore sommatore algebrico, amplificatore traslatore di livello
e amplificatore differenziale.
Amplificatore differenziale: tensione differenziale e di modo comune, guadagno differenziale e di modo
comune, rapporto di reiezione di modo comune (CMRR) e relativa prova pratica di laboratorio. Nelle
prove pratiche di laboratorio sono stati impiegati amplificatori operazionali tipo LM741, TL071, LF411.
Amplificatore differenziale per strumentazione, schema elettrico, formula del guadagno, applicazioni
pratiche con circuiti di misura a ponte resistivo, circuito integrato INA114, analisi dei data sheet, metodo
di progetto. Esempi, esercizi di progettazione e prova pratica di laboratorio con INA114.
Circuiti di conversione da corrente a tensione ( I / V) e da tensione a corrente ( V / I)
Circuiti convertitori da corrente a tensione I / V, schemi elettrici con e senza offset, principio di
funzionamento, formule di analisi e metodo di progetto.
Circuiti convertitori tensione a corrente V / I, schemi elettrici con carico fuori massa e a massa, principio
di funzionamento, formule di analisi e metodo di progetto; convertitore V / I con “buffer” di corrente a BJT
(pnp) e carico a massa, schema elettrico, principio di funzionamento, formule di analisi, esempio di
progetto e prova pratica di laboratorio.
Argomento Circuiti non lineari con A.O.
Circuiti comprendenti dispositivi non lineari e amplificatori operazionali. Diodo ideale e reale: modelli
circuitali equivalenti.
Circuiti raddrizzatori di precisione a singola e a doppia semionda positiva e negativa, analisi dei circuiti,
forme d’onda e caratteristiche di trasferimento, metodo di progetto e prove pratiche di laboratorio.
Circuiti di limitazione a uno e a due livelli con amplificatori operazionali e con diodi e/o diodi zener,
analisi dei circuiti, forme d’onda e caratteristiche di trasferimento, metodo di progetto e prove pratiche di
laboratorio.
Argomento Circuiti lineari con A.O. e condensatore
Circuito integratore reale e ideale: studio nel dominio delle frequenze, funzione di trasferimento,
diagrammi del modulo e della fase, metodo di progetto e prova pratica di laboratorio.
Circuito derivatore reale e ideale: studio nel dominio delle frequenze, funzione di trasferimento,
diagrammi del modulo e della fase, metodo di progetto e prova pratica di laboratorio.
Modena 27 maggio 2013
L'insegnante
Prof. Viola Ugo
I rappresentanti della classe 4 B
Costantini Nicola
Malmusi
Marcello
