Dipartimento di Matematica & Fisica - Corso di Laurea in Fisica
Esperimentazioni di Fisica III
Prof. Giuseppe Schirripa Spagnolo
Terza Esperienza
Amplificatore Operazionale come oscillatore, come
sommatore e come “super diodo”
Esperienza Eseguita in data ………………………….
STUDENTE:…………………………………………………………………………………………………………………………………………….
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Per l’esperienza si utilizzeranno:
due amplificatori operazionali TL081
resistenze: 2.7 kΩ, 3.3 kΩ (due), 10 kΩ (quattro), 33 kΩ
Diodo 1N4148 (due)
Condensatore 10 nF
alimentatore duale ±15V oppure ±12V
generatore di funzioni
oscilloscopio a doppia traccia
breadboard, con zoccoli a 8 pin, già posizionati
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Esercitazione di Laboratorio: Altre applicazioni dell’amplificatore operazionale
L’esperienza consiste nel costruire alcuni semplicissimi circuiti che fanno uso dell’amplificatore
operazionale verificandone il funzionamento e misurandone i parametri fondamentali.
a) Montare il TL081 come “oscillatore”
b) Montare il TL081 come “amplificatore sommatore”
c) Montare il TL 081 come “diodo ideale” (superdiodo)
SOMMATORE INVERTENTE
Si parte dalla Breadboard dove sono già posizionati, per semplificare il montaggio, gli zoccoli.
Considerando la piedinatura dell’amplificatore operazionale si effettuano i collegamenti e si posizionano
le resistenze così da realizzare:
Un oscillatore e un amplificatore sommatore
Lo schema elettrico dell’oscillatore è il seguente:
Si monti il circuito con la resistenza R = 10 kΩ e le resistenze RF = 10 kΩ. Inoltre, si utilizzi un
condensatore da 10 nF.
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Montato il circuito, verifichere che oscilli e misurarne la frequenza. Confrontare il valore ottenuto con il
valore “teorico”.
Le forme d’onda prelevate ai capi del condensatore e in uscita devono essere del tipo:
Le tensioni vA e –vA sono, rispettivamente, la tensione di saturazione positiva e negativa
dell’amplificatore operazionale (esse sono, rispettivamente, leggermente inferiore all’alimentazione
positiva e leggermente superiore all’alimentazione negativa).
Il circuito dell’amplificatore operazionale, montato come amplificatore sommatore invertente, è il
seguente.
Il generatore vin-1 è oscillatore realizzato in precedenza, mentre il generatore vin-2 è il generatore di
funzioni.
Un esempio di “montaggio” del circuito oscillante e circuito sommatore è mostrato nella figura
seguente.
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ATTENZIONE: Il segnale Vout somma, sull’oscilloscopio, normalmente “scorre” poiché i due generatori di
segnale non sono sincronizzati fra loro; è possibile sincronizzare l’oscillatore del laboratorio con
l’oscillatore realizzato con l’amplificatore operazionale.
Se il banco vicino è vuoto, utilizzando due oscillatori che generano onde sinusoidali stessa ampiezza e
frequenza “simile” è possibile visualizzare il fenomeno dei battimenti.
DIODO IDEALE - SUPERDIODO
Il Raddrizzatore di precisione, o superdiodo, è un elemento circuitale che nella sua più semplice
espressione è composto da un diodo e un amplificatore operazionale. Scopo di questo circuito è
ottenere un diodo ideale.
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La struttura di base di un raddrizzatore di precisione è rappresentata nella figura seguente (In figura è
riportato anche il circuito “classico” di un diodo).
Se la tensione in ingresso è negativa, pure quella sul diodo è negativa, cosicché esso opera come un
circuito aperto e non vi è corrente attraverso il carico e la tensione in uscita è zero. Se la tensione in
ingresso è positiva, essa viene amplificata dall'amplificatore ed innesca il diodo. Ne risulta che vi è
corrente sul carico e, per effetto della retroazione, la tensione in uscita è uguale alla tensione in entrata.
Il circuito da montare sulla breadboard è il seguente.
Se in ingresso si collega un generatore sinusoidale con ampiezza 1-2 VPP e frequenza 1 kHz, sulle due
uscite, superdiodo e diodo normale, si avranno delle forme d’onda del tipo mostrato nella figura
seguente.
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