Laboratorio di Elettronica “Primo LEVI” – 2014-2015

Laboratorio di Elettronica “Primo LEVI” – 2014-2015
Prof.ri G. Carpignano e F. Cormaggi
Esperienza 1 – Amplificatore operazionale nelle configurazioni
base invertente e non invertente.
Postazione N°
Cognome
Nome
Oscilloscopio:……………..
CLASSE
Generatore di funzione:………………….
1) Misura delle resistenze
Prima di procedere al montaggio del circuito occorre misurare l’effettivo valore delle resistenze fisse
R1 (10KΩ) ed R2 (100 KΩ).
Collegate un multimetro alla breadboard mediante una coppia di cavi banana-banana e bloccate la
resistenza fra i due corrispondenti morsetti della Breadboard.
Selezionate la portata Ohm e misurate il valore di R1 ed R2.
Resistenza
R1
R2
Valore nominale
10 KΩ - ¼ w – 5%
100 KΩ - ¼ w – 5%
Valore effettivo
Scarto %
2) Cablaggio del circuito (amplificatore invertente)
Servendosi del data sheet dell'amplificatore operazionale LM741, montate sulla Breadboard il seguente
circuito amplificatore invertente:
Collegate:
il pin 7 dell'operazionale all’alimentazione positiva a 12V
1
VCC
il pin 4 dell'operazionale all’alimentazione negativa a -12V VEE
La MASSA alla boccola NERA
I punti VIN (pin 2) ad un BNC tramite la R1
Il punto VOUT (pin 6) al secondo BNC
Regolate le tensioni di uscita dell'alimentatore a VCC = +12V e VEE = -12V.
3) Predisposizione degli strumenti per misure in continua
1)
2)
Regolate le tensioni di uscita dell'alimentatore a VCC = +12V e VEE = -12V.
Accendete un ulteriore alimentatore e regolatene l’uscita in modo che all’ingresso del circuito Vin sia
applicato un segnale dalle seguenti caratteristiche:
• VIN = +1V (collegare il terminale positivo dell’alimentatore a Vin e il negativo a massa)
• VIN = -1V (collegare il terminale positivo dell’alimentatore a massa e il negativo a Vin)
4) Misura del guadagno
Sullo schermo dell’oscilloscopio dovreste misurare la tensione reale presente all’uscita Vout dell’OPAMP.
VIN[V]
VOUT [V]
calcolata
VOUT [V]
misurata
+1V
-1V
5) Predisposizione degli strumenti
• Accendete il generatore di funzione e regolatene l’uscita in modo che all’ingresso del circuito Vin sia
applicato un segnale dalle seguenti caratteristiche:
• Genera sinusoide con f=1 KHz
• VPP = 0,1V
• VDC = 0V
• Regolate le tensioni di uscita dell'alimentatore a VCC = +12V e VEE = -12V.
6) Sequenza corretta per il collegamento degli strumenti
a)
b)
c)
d)
Spegnere il generatore di funzione e l’alimentatore duale a 12V
Accendere l’alimentazione duale a +12V e -12V
Accendere il generatore di funzione e collegarlo all’ingresso Vin del circuito operazionale
Accendere l’oscilloscopio a doppia traccia e visualizzare contemporaneamente sia il segnale di
uscita del generatore di funzione che l’uscita Vout dell’OPAMP
7) Misura del guadagno
Sullo schermo dell’oscilloscopio dovreste vedere due sinusoidi sfasate di 180°. Misurate i valori picco picco
dei due segnali.
VIPP [V]
VOPP [V]
2
Inserite più sotto, la rappresentazione del grafico di Vin e Vout visualizzato sullo schermo
dell’oscilloscopio.
Asse X = ……V x divisione
Asse Y = ……V x divisione
Calcolate ora il guadagno come rapporto fra i valori picco-picco della Vin e della Vout. In queste condizioni
risulta infatti: VOUTPP = AV ⋅ VINPP
AVmisurata =
Confrontate il valore misurato con il valore teorico calcolato in precedenza e valutate lo scarto percentuale
fra i due valori:
Scarto% =
( AVmis − AV )
AV
⋅ 100 =
8) Calcolo del guadagno amplificatore invertente
Considerando ideale l’OPAMP, Il guadagno dello stadio amplificatore può essere calcolato con la formula:
R
AV = − 2
R1
Servendosi dei valori delle resistenze misurati in precedenza calcolate il valore di guadagno reale atteso:
AV =
9) Cablaggio del circuito (amplificatore non invertente)
Servendosi del data sheet dell'amplificatore operazionale LM741, montate sulla Breadboard il seguente
circuito amplificatore non invertente:
3
il pin 7 dell' operazionale all’alimentazione positiva a 12V VCC
il pin 4 dell' operazionale all’alimentazione negativa a -12V VEE
La MASSA alla boccola NERA
I punti VIN (pin 3) ad un BNC
Il punto VOUT (pin 6) al secondo BNC
Regolate le tensioni di uscita dell'alimentatore a VCC = +12V e VEE = -12V.
Collegate:
10) Predisposizione degli strumenti per misure in continua
Regolate le tensioni di uscita dell'alimentatore a VCC = +12V e VEE = -12V.
Accendete un ulteriore alimentatore e regolatene l’uscita in modo che all’ingresso del circuito Vin sia
applicato un segnale dalle seguenti caratteristiche:
VIN = +1V (collegare il terminale positivo dell’alimentatore a Vin e il negativo a massa)
VIN = -1V (collegare il terminale positivo dell’alimentatore a massa e il negativo a Vin)
11) Misura del guadagno
Sullo schermo dell’oscilloscopio dovreste misurare la tensione reale presente all’uscita Vout dell’OPAMP.
VIN[V]
VOUT [V]
calcolata
VOUT [V]
misurata
+1V
-1V
12) Calcolo del guadagno amplificatore non invertente
Considerando ideale l’OPAMP, Il guadagno dello stadio amplificatore può essere calcolato con la formula:
R
AV = 1 + 2
R1
Servendosi dei valori delle resistenze misurati al punto 1) calcolate il valore di guadagno reale atteso:
AV =
4