Comparatore ad isteresi

Corso di Laurea in Ingegneria Meccatronica
Laboratorio del Corso di Fondamenti di Elettronica.
Esperienza n°3: Comparatore ad isteresi (trigger di Schmitt)
6 Maggio 2008
12k
R2B
12k
+12V
1k
Vi
Vo
uA741
+12V
INV
NI
Pot.
Gen.
-12V
VR
+Vcc
-Vcc
6k8
3k3
uA741
-12V
Scopo dell'esperienza:
Valutare l’ampiezza ed il valore medio della banda di isteresi del comparatore non
invertente mostrato in figura. Inoltre, valutare la variazione dell’ampiezza e del valore medio della
banda di isteresi causate dall'inserzione di R2B e dalla variazione della tensione di riferimento VR.
Analisi teorica preliminare:
1. Calcolare, mediante la sovrapposizione degli effetti, le espressioni analitiche delle tensioni di
soglia superiore e inferiore.
VT − =
VT + =
2. Calcolare i valori delle tensioni di soglia nei tre casi VR = 12 V, VR = 0 V, VR = -12 V
VR = 12 V
VR = 0 V
VR = -12 V
V- =
Tens soglia inf., VTTens soglia sup., VT+
3. Calcolare le espressioni analitiche dell’ampiezza della banda di isteresi, BW e del suo punto
centrale VT
BW =
VT =
4. Calcolare i valori dell’ampiezza della banda di isteresi BW e del suo punto centrale VT nei tre
casi VR = 12 V, VR = 0 V, VR = -12 V
VR = 12 V
VR = 0 V
VR = -12 V
V- =
Ampiezza banda, Bw
Punto centrale, VT
5. Ripetere il calcolo considerando la presenza della resistenza R2B
VR = 12 V
VR = 0 V
VR = -12 V
VR = 12 V
VR = 0 V
VR = -12 V
V- =
Tens soglia inf., VTTens soglia sup., VT+
V- =
Ampiezza banda, Bw
Punto centrale, VT
Procedimento:
1. Effettuare la calibrazione delle sonde dell'oscilloscopio.
2. Montare sulla breadboard il circuito mostrato in figura senza inserire la resistenza R2B e portare
il cursore del potenziometro ad uno dei suoi estremi.
3. Connettere l'alimentatore (+/- 12V) e il generatore di segnale e prelevare con una sonda
dell'oscilloscopio la tensione Vi e con la seconda sonda la tensione Vo.
4. Applicando in ingresso un’onda sinusoidale di ampiezza e frequenza opportune, misurare il
valore della tensione VR (spostando temporaneamente una delle due sonde) ed i valori della
tensione Vi per cui l’uscita Vo commuta.
Frequenza impiegata:
Ampiezza sinusoide d’ingresso:
Tensione VR
Tensione di soglia inferiore, VTTensione di soglia inferiore, VT+
5. Determinare la posizione centrale e l’ampiezza della banda di isteresi.
Ampiezza banda d’isteresi
Centro banda d’isteresi
6. Ripetere i punti 4 e 5 per diverse posizioni del cursore del potenziometro (posizione centrale ed
estremo opposto).
Tensione VR
Tensione di soglia inferiore, VTTensione di soglia inferiore, VT+
Ampiezza banda d’isteresi
Centro banda d’isteresi
Tensione VR
Tensione di soglia inferiore, VTTensione di soglia inferiore, VT+
Ampiezza banda d’isteresi
Centro banda d’isteresi
7. Ripetere i punti 4, 5 e 6 dopo aver inserito R2B.
Tensione VR
Tensione di soglia inferiore, VTTensione di soglia inferiore, VT+
Ampiezza banda d’isteresi
Centro banda d’isteresi
Tensione VR
Tensione di soglia inferiore, VTTensione di soglia inferiore, VT+
Ampiezza banda d’isteresi
Centro banda d’isteresi
Tensione VR
Tensione di soglia inferiore, VT-
Tensione di soglia inferiore, VT+
Ampiezza banda d’isteresi
Centro banda d’isteresi
Facoltativo:
1. Utilizzando la modalità XY dell'oscilloscopio, visualizzare le tensioni Vi e Vo nelle stesse
condizioni dei punti 4), 5) e 6). Verificare i valori dell’ampiezza e della posizione centrale della
banda di isteresi ottenuti precedentemente.
Eventuali osservazioni conclusive: