Elettronica I - Seconda Esercitazione - RISPOSTA IN FREQUENZA DI CIRCUITI CON AMPLIFICATORI OPERAZIONALI

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1 Elettronica I - Seconda Esercitazione - RISPOSTA IN FREQUENZA DI CIRCUITI CON AMPLIFICATORI OPERAZIONALI

2 Configurazione Invertente Circuito ATTIVO: l amplificatore operazionale va alimentato

3 OpAmp Ideale V + V V o A a = = + V o V + - V - R in = + R out = 0 Ω

4 Configurazione Invertente con OpAmp Ideale Corto Circuito Virtuale: V + = V - Guadagno Configurazione Invertente: V out R G 2 CI = = - V in R 1

5 OpAmp µa741 Anello Aperto Diagramma di Bode Modulo Vedi anche grafico a pag. 81 in basso sulle dispense Diagramma di Bode (modulo) del guadagno dell amplificatore operazionale ad anello aperto Diagramma di Bode (modulo) dell amplificatore invertente in esame

6 Configurazione Invertente Circuito ATTIVO: l OpAmp va alimentato: SATURAZIONE DEL NODO DI USCITA

7 Elettronica I - Lab. Did. Elettronica Circuitale - BREVE INTRODUZIONE AGLI STRUMENTI DEL BANCO DI MISURA

8 Alimentatore Tektronix PS283

9 Generatore di Tensione 0-30V (var.) 5V (fissi) Premere i tasti solo a strumento spento!!! Indipendenti Serie Parallelo

10 Regolazione Tensione e Limite di Corrente V V DC C.V. C.C. I MAX I MAX : Limite di corrente (2A) I Spie che indicano i due regimi (Attenzione a C.C.!!!) Spia C.C. per il generatore 5V 3A

11 Generatore di Funzioni T T i - TG2000

12 Generatore di Funzioni T T i - TG2000 Genera i segnali di tensione Uscita BNC

13 Regolazioni principali Forma d onda del Segnale Frequenza del Segnale Ampiezza picco-picco del Segnale Offset (comp. continua del Segnale)

14 Generatore di Funzioni T T i - TG2000 Dopo aver impostato il generatore ed aver effettuato gli opportuni controlli mettere su ON (si accende il LED rosso)

15 Oscilloscopio Digitale Tektronix TBS2102

16 Pannello Frontale USB

17 Canali di Ingresso Scala orizzontale Canale 1 traccia gialla Canale 2 traccia azzurra Scale verticali

18 Canali di Ingresso Visualizzazione e posizione delle tracce Visualizzazione canali Controllo delle Scale di Visualizzazione Ingressi BNC CH1 traccia gialla CH2 traccia azzurra

19 Controllo della Scala di Visualizzazione

20 Accoppiamento in ingresso Coupling: ( Configurare CH1 e CH2 )

21 Accoppiamento in ingresso Coupling: ( Configurare CH1 premi e poi CH2 premi ) 1 premi 2 ruota e seleziona 3 premi 4 esci dal Menu

22 Sonda Oscilloscopio 10.1 Coccodrillo di Massa Punta Sonda Connettore BNC

23 CONTROLLARE eventuale ATTENUAZIONE INPUT = Cavo BNC = CH1 = 1X OUTPUT = Sonda Oscilloscopio = CH2 = 10X 3 ruota e seleziona 1X 4 premi ruota e seleziona 10X 2 premi 5 premi 1 premi

24 Elettronica I - Lab. Did. Elettronica Circuitale - Per ogni problema: Dispense del Laboratorio Tecnico del Laboratorio Docente / Tutor

25 Configurazione Invertente Circuito ATTIVO: l amplificatore operazionale va alimentato

26 Misura di Modulo e Fase di F(jω) al variare di ω Funzione risposta in frequenza: F(jω) = V out (jω)/v in (jω) Scopo: 1. misurare F(jω) e φ = arg[f(jω)] al variare di ω 2. Tracciare i diagrammi di Bode di modulo e fase di F(jω) e determinare f c Procedura: creazione di una tabella di dati Freq [Hz] Vin [V] Vout [V] Vout/Vin Vout/Vin db t [s] φ [ ] k 2k 5k... 1M

27 Misura di tensione picco-picco ( Misurare CH1 e poi CH2 ) 3 seleziona 2 premi 4 ruota, seleziona e 1 premi 5 regolazione Fine movimento barra 1 e premi per passare alla barra 2

28 Misura di Ampiezza: F(jω) Misura delle ampiezze di V in e V out tramite i cursori orizzontali

29 Misura del Δt ( Misurare CH2 CH1 ) 3 seleziona 2 premi 4 ruota, seleziona e 1 premi 5 regolazione Fine movimento barra 1 e premi per passare alla barra 2

30 Misura di Fase: φ = arg[f(jω)] Δt : T = φ : 360 φ = t / T = t f t

31 Configurazione Invertente Diagramma di Bode - Modulo

32 OpAmp µa741 - Anello Aperto Diagramma di Bode - Modulo Vedi anche grafico a pag. 81 in basso sulle dispense Diagramma di Bode (modulo) del guadagno dell amplificatore operazionale ad anello aperto Diagramma di Bode (modulo) dell amplificatore invertente in esame

33 Configurazione Invertente Diagramma di Bode - Fase

34 Corto Circuito Virtuale «Reale» Effetto del guadagno ad anello aperto sul Corto Circuito Virtuale: misura dell ampiezza della tensione V - al variare della frequenza (V + = 0 V)

35 OpAmp µa741 Diagramma del Modulo di A a (jω) Vedi anche grafico a pag. 81 in basso sulle dispense Diagramma di Bode (modulo) del guadagno dell amplificatore operazionale ad anello aperto

36 Se l OpAmp Satura, vale il Corto Circuito Virtuale? NO! Perché? Pensate al valore di A a L + L -

37 Amplificatore Invertente Risposta al Gradino t R : Rise Time (Tempo di Salita) f c = 0.35 / t R t R 90% 10%

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39 Integratore di Miller Approssimato

40 Stima Diagramma di Bode del Modulo

41 Stima Diagramma di Bode del Modulo

42 Stima Diagramma di Bode del Modulo

43 Stima Diagramma di Bode del Modulo

44 Stima Diagramma di Bode del Modulo

45 Integratore di Miller Diagramma di Bode - Modulo

46 Integratore di Miller Diagramma di Bode - Fase

47 Integratore di Miller Risposta all Onda Quadra (1)

48 Integratore di Miller Risposta all Onda Quadra (2) Frequenza 1kHz => Integratore!

49 Configurazione Non Invertente

50 Configurazione Non Invertente Diagramma di Bode - Modulo

51 Configurazione Non Invertente Diagramma di Bode - Fase

52 Effetto della Tensione e delle Correnti di Offset

53 Effetto della Tensione e delle Correnti di Offset

54 Elettronica I - Terza Esercitazione - CIRCUITI CON DIODI

55 Caratteristica I(V) del Diodo 1N4148

56 Raddrizzatore a Singola Semionda (uscita 1)

57 Raddrizzatore a Singola Semionda (uscita 1)

58 Caratteristica V out (V in )

59 Raddrizzatore a Ponte di Diodi (uscita 2)

60 Raddrizzatore a Ponte di Diodi (uscita 2)

61 Caratteristica V out (V in )

62 Limitatore al Valore Superiore Clipping (uscita 3)

63 Limitatore al Valore Superiore Clipping (uscita 3)

64 Caratteristica V out (V in )

65 Limitatore al Valore Inferiore Clipping (uscita 4)

66 Limitatore al Valore Inferiore Clipping (uscita 4)

67 Caratteristica V out (V in )

68 Limitatore Max/Min Clipping

69 Limitatore Max/Min Clipping

70 Caratteristica V out (V in )

71 Aggancio del Massimo Clamping (uscita 5)

72 Aggancio del Massimo Clamping (uscita 5)

73 Aggancio del Minimo Clamping (uscita 6)

74 Aggancio del Minimo Clamping (uscita 6)

75 Polarizzazione e Parametri di Piccolo Segnale

76 Polarizzazione Diretta (E < 0V)

77 Polarizzazione Inversa (E > 0V)

78 Polarizzazione Inversa (E > 0V)

79 Elettronica I - Quarta Esercitazione - INVERTITORI REALIZZATI CON TRANSISTORI NMOS

80 Transistore NMOS ad Arricchimento (1)

81 Transistore NMOS ad Arricchimento (2) Famiglia delle caratteristiche I d - V ds V GS varia da 0 a 5V (passo.5v)

82 Invertitore NMOS con Carico ad Arricchimento (1)

83 Invertitore NMOS con Carico ad Arricchimento (2) Caratteristica V out - V in

84 Invertitore NMOS con Carico ad Arricchimento (3) Risposta ad un ingresso ad onda quadra V in V out

85 Invertitore NMOS con Carico a Svuotamento (1)

86 Invertitore NMOS con Carico a Svuotamento (2) Caratteristica V out - V in

87 Invertitore NMOS con Carico a Svuotamento (3) Risposta ad un ingresso ad onda quadra V out V in

88 Invertitore CMOS (V DD = 3V)

89 Risposta statica all Onda Quadra (f = 1 khz)

90 Caratterizzazione Invertitore CMOS

91 Stima di VTH: Vout = Vin = VTH

92 Caratteristica V out (V in )

93 Stima di VIL e VIH

94 Stima di G

95 Risposta all Onda Quadra con Carico Capacitivo (f = 10 khz)

96 Stima di t r e t PLH (con C)

97 Stima di t f e t PLH (con C)

98 Stima di K N (con C)

99 Stima di K P (con C)