Università Kore di Enna
Laboratorio di Ingegneria Elettronica
Esercitazione 6. Misure su amplificatori operazionali - LM358
1. Introduzione
L’obiettivo di questa esercitazione è quello di analizzare alcuni circuiti realizzati con
amplificatori operazionali retro azionati. Verranno analizzati:
- Un circuito amplificatore di tensione non invertente;
- Un circuito amplificatore di tensione invertente;
- Un circuito amplificatore differenziale.
E’ richiesto un confronto tra le simulazioni e le analisi analitiche effettuate.
1.1 Amplificatore non invertente
S3
1
2
R3
3
U1A8
V+
+
4.7k
OUT
2
V1
1Vac
0Vdc
0
-
LM358
Vi
n
4
S7
0
1
1
2
R1
100k
V-
R5
2.2k
Vu
R2
12k
0
0
0
0
Homework
-Calcolare l’amplificazione di tensione dell’amplificatore Av=Vu/Vi
-Calcolare le resistenze di ingresso e di uscita dell’amplificatore per i seguenti parametri
relativi dell’AO:
rid= 1MΩ Ro=100Ω Ad=200000
Simulazioni
1.1.1 Misurare l’amplificazione di tensione Vu/Vi impostando per V1 un segnale
sinusoidale con ampiezza 1Vpp e frequenza 2kHz. NOTA: va misurato Vu/Vi non
Vu/Vs.
1.1.2 Agendo su S3 e S7 verificare che la resistenza di ingresso sui morsetti Vi è molto
alta e che le resistenze di uscita sui morsetti Vu è molto bassa.
1.1.3 Misurare la resistenza di ingresso Ri, misurando la tensione Vs con interruttore S3
aperto e chiuso.
1.1.4 Misurare la resistenza di uscita Ru, misurando la tensione Vu con interruttore S7
aperto e chiuso.
1.2 Amplificatore invertente
R10
100k
LM358 4
6
-
R9
V-
22k
OUT
5
Vi
+ 8
U1B
7
V+
Vu
R8
10k
0
0
0
Homework
-Calcolare l’amplificazione di tensione dell’amplificatore Av=Vu/Vi
-Calcolare le resistenze di ingresso e di uscita dell’amplificatore per i seguenti parametri
relativi all’AO:
rid=1MΩ ro=100Ω Ad=200000
Simulazioni
Applicare all’ingresso un segnale triangolare di 2Vpp periodo 3ms, determinare:
1.2.1 Determinare il guadagno misurando il segnale in ingresso e in uscita;
1.2.2 Verificare che il morsetto non invertente (+) dell’amplificatore operazionale sia a
potenziale prossimo a zero
1.2.3 Verificare che la tensione continua e quella di segnale sul morsetto invertente (-)
dell’amplificatore operazionale sia prossima a zero;
1.2.4 Aumentare l’ampiezza del segnale di ingresso fino ad ottenere evidente
distorsione (tosatura o clipping) nel segnale di uscita. Per quale ampiezza
dell’onda triangolare si ottiene la distorsione? Perché?
1.2.5 Verificare il comportamento della tensione sul morsetto invertente quando
l’uscita presenta distorsione.
1.2.6 Ripetere i punti 1.2.4 e 1.2.5 al variare delle tensioni di alimentazione (variare
ciascuna alimentazione indipendentemente entro un campo di ±2V)
1.3 Amplificatore differenziale
R10
100k
LM358 4
6
-
R9
Vi
1
R6
10k
2
1
OUT
V2
S8
V-
22k
5
+ 8
U2B
7
Vu
V+
2
S9
R7
10k
1
2
0
S10
R8
10k
1
2
S11
0
Gli interruttori permettono di ottenere come V2 una tensione corrispondente a frazioni della
Vi. Attraverso il partitore formato R6…R8. Occorre chiudere un solo interruttore per volta
nel gruppo S8..S11, lasciando gli altri aperti. La presenza di Vi e V2 permette di verificare il
funzionamento di un amplificatore differenziale partendo da un unico segnale di ingresso.
Tabella interruttori (1= aperto, 2=chiuso) Nota: S8…S11 vanno chiusi uno solo per volta
S8
S9
S10
S11
V2= ?
V2= ?
V2= ?
V2= ?
Homework
Calcolare Vu=f(Vi) per le varie configurazioni degli S8…S11 (chiusi solo uno per volta)
Simulazioni
Applicare all’ingresso un segnale sinusoidale di 0,5Veff, frequenza 200Hz.
Misurare il guadagno Vu/Vi per le varie cinfugurazioni. Confrontare i risultati delle misure
con quanto ottenuto analiticamente.
