ESAME DI MATURITA’ TECNICA INDUSTRIALE
Sessione Ordinaria: 1985
Seconda Prova Scritta: tema di ELETTRONICA GENERALE
ESERCIZIO 1
E’ dato il circuito di fig. 85-1, comprendente un amplificatore operazionale ed un diodo zener da
ritenersi ideali.
Assumendo R1 = R2 = Rf e la tensione di zener Vz = 5 V, il candidato:
a) determini il valore delle resistenze in modo che, per una tensione continua di ingresso di +10V,
scorra in esse la corrente di 2 mA;
b) determini e rappresenti l'andamento della tensione d'uscita per una tensione d'ingresso
triangolare, indicata in Fig. 85-2;
c) dimensioni successivamente un circuito derivatore ideale che, pilotato dalla tensione ottenuta al
punto b), fornisca alla sua uscita una tensione avente valore massimo 4 V;
d) rappresenti, correlandole, le tre forme d'onda di tensione e cioè:
-in ingresso;
-in uscita al circuito indicato in Fig. 85-1;
-in uscita al circuito derivatore.
ESERCIZIO 2
Dato un numero intero n, con 0 < n < 15 in forma binaria, si vuole realizzare un circuito logico che sia
in grado di segnalare, tramite l'accensione di un diodo LED, la presenza nelle configurazioni
d'ingresso di un numero primo.
fig. 85-1
fig. 85-2
Traccia di soluzione ⋅
ESERCIZIO 1
1) Analisi del testo
-
punto a) nelle tre resistenze (uguali tra loro), deve scorrere
la medesima corrente quando la tensione d’ingresso è
continua e pari a 10 V;
punto b) il segnale triangolare d’ingresso è tutto positivo,
quindi Dz o non conduce, o conduce in polarizzazione
inversa;
punto c) viene richiesto un derivatore ideale;
punto d) occorre rappresentare le forme d’onda all’uscita
del circuito dato e a quella del derivatore.
I blocchi sono due: il circuito dato e, collegato alla sua uscita,
un derivatore ideale.
Si realizzano i circuiti dei due blocchi utilizzando amplificatori
operazionali ideali.
Blocco 1: punto a) le tre resistenze si possono dimensionare
ricordando che i due morsetti dell’amp.op.
di fig. 85-1 sono equipotenziali, pertanto:
V − Vz
R1 = R 2 = R f = i
I
punto b) occorre considerare due condizioni:
- quando Vi < Vz lo zener non conduce e,
per effetto dell’equipotenzialità dei
morsetti dell’amp.op e dell’eguaglianza
delle resistenze, risulta Vo = Vi ;
- quando Vi > Vz lo zener conduce e fissa
al proprio potenziale Vz = 5 V il morsetto
non invertente dell’amp.op.
In questa situazione il legame ingressouscita, vale:
R
R
Vo = −Vi f + V z (1 + f )
R1
R1 .
2) Schema a blocchi complessivo
3) Scelta delle soluzioni tecniche
4) Studio approfondito dei blocchi
soluzione punto d)
Blocco 2: punto c) la relazione attuata da un derivatore ideale
(Vol. 2°, par. 5.2.11) a costante di tempo
RC, che riceve in ingresso la tensione Vo e
fornisce in uscita la tensione Vu, è:
dVo
RC
. Un derivatore che riceve
dt
in ingresso un’onda triangolare restituisce
un’onda quadra a valor medio nullo (Vol. 2°,
par. 5.2.11).
punto d) l’andamento delle forme d’onda è
schematizzato nella figura a fianco.
Vu = −
ESERCIZIO 2
1) Analisi del testo
2) Schema a blocchi
complessivo
3) Scelta delle soluzioni
tecniche
4) Studio approfondito dei
blocchi
E’ un problema di tipo combinatorio con quattro ingressi (i bit della
codifica da 0 a 15) e una uscita (il led).
Si realizza una tabella di verità a 4 ingressi (A, B, C, D) e una uscita
(Y), in cui si pongono a 1 i codici corrispondenti ai numeri primi: 1, 2,
3, 5, 7, 11, 13.
Si possono utilizzare porte NAND commerciali
La funzione di commutazione è: Y = A ⋅ B + C ⋅ D + B ⋅ D
