1989 Seconda Prova Scritta: tema di ELETTRONICA GENERALE

ESAME DI MATURITA’ TECNICA INDUSTRIALE
Sessione Autunnale: 1989
Seconda Prova Scritta: tema di ELETTRONICA GENERALE
Nello schema di figura:
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il blocco 1 è costituito da un comparatore di livello che segnala il passaggio per lo zero della tensione vi(t),
variabile casualmente in modo continuo con valori compresi nell’intervallo –5, +5 V;
il blocco 2 è costituito da un circuito che permette di misurare la durata temporale complessiva in cui vi(t) si
mantiene negativa nell’arco di un intervallo di tempo T prefissato.
Il candidato, formulate le necessarie ipotesi aggiuntive, progetti e dimensioni i componenti dei blocchi 1 e 2.
Traccia di soluzione ⋅
1) Analisi del testo
2) Schema a blocchi complessivo
3) Scelta delle soluzioni tecniche
Blocco 1 : viene richiesto un comparatore di zero ; si ipotizza un
dispositivo ad amp.op. che realizza un comparatore invertente tale
che, quando il segnale supera lo 0, fornisce un’uscita a livello
basso, quando il segnale va sotto lo 0, fornisce un’uscita a livello
alto.
Blocco 2: il segnale generato dal comparatore è un’onda
rettangolare che si mantiene a livello basso (per esempio, 0 V)
finchè vi(t) supera lo 0, è invece a livello alto (per esempio, 5 V),
quando vi(t) è negativo. Viene richiesto un circuito che misuri la
permanenza del segnale a livello 5 V nell’intervallo T.
Il blocco 1 è un normale comparatore di zero invertente (Vol. 2°, par.
5.3.1), che fornisce il segnale vo(t);
Il blocco 2 misura un tempo e lo converte in un livello di tensione; si può
considerare che il tempo T sia formato da n intervalli di durata T1, tali che
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T = n ⋅ T1; gli intervalli di durata T1 vengono generati da un clock e inviati
ad un contatore che viene resettato all’inizio dell’intervallo T.
Quando vo(t) è a livello alto (cioè con vi(t) < 0), viene abilitato il conteggio
degli impulsi di clock; quando vo(t) è a livello basso (cioè con vi(t) > 0),
viene interdetto il conteggio.
Al termine dell’intervallo T, cioè dopo n fronti di clock, il numero di impulsi
contati è proporzionale alla permanenza di vi(t) a livello negativo.
il comparatore di zero: può essere realizzato mediante ¼ di
LM339, con singola alimentazione e pull-up d’uscita alimentato a 5
V (Vol. 2°, par. 5.3.1), per ottenere un’uscita a livello logico. Il
segnale vi(t) viene applicato all’ingresso invertente, mentre il non
invertente è riferito a massa.
Il clock: può essere realizzato con un NE555 in configurazione
astabile, avente periodo T1; il suo segnale d’uscita va ad uno degli
ingressi di una porta AND che all’altro ingresso ha il segnale vo(t)
del comparatore.
Il contatore: può essere realizzato mediante l’integrato 7490.
Mediante un ulteriore contatore programmato a n, è possibile
realizzare la finestra temporale di durata T, ottenendo un
funzionamento sincrono.