Trasmissione FM su canale ottico & altri argomenti su OpAmps. Edoardo Milotti Corso di Metodi di Trattamento dei Segnali A. A.

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1 Trasmissione FM su canale ottico & altri argomenti su OpAmps Edoardo Milotti Corso di Metodi di Trattamento dei Segnali A. A

2 Trasmettitore con modulazione FM Edoardo Milotti - Corso di Trattamento del

3 Edoardo Milotti - Corso di Trattamento del

4 Edoardo Milotti - Corso di Trattamento del

5 Il trigger di Schmitt: 1. comparatori L esempio più semplice di comparatore: un amplificatore differenziale ad alto guadagno (Vout corrisponde alla tensione di saturazione = ±Vcc) Edoardo Milotti - Corso di Trattamento del

6 Il trigger di Schmitt: 2. comparatori Comparatore con una rete di input che definisce il valore della tensione di soglia: in questo caso il rumore in prossimità della soglia rende instabile il passaggio dallo stato basso allo stato alto. Edoardo Milotti - Corso di Trattamento del

7 Il trigger di Schmitt: 3. feedback Il guadagno dell amplificatore con feedback è dato genericamente da G = G 1 αg 1 α e quindi se G è molto alto, si trova sia nel caso di feedback negativo che di feedback positivo che il segnale all ingresso dell amplificatore diventa trascurabile S in + αs out S in + α 1 α S in = 0 Edoardo Milotti - Metodi di Trattamento del Segnale

8 Il trigger di Schmitt: 4. comparatori con feedback positivo +V cc -V cc V in + V cc SE Vo = Vcc (stato alto) = 0 V in = V cc SE Vo = -Vcc (stato basso) V in V cc = 0 V in = V cc Edoardo Milotti - Corso di Trattamento del

9 Il trigger di Schmitt: 5. comparatori con feedback positivo Se l output dell Op-Amp è basso (0 V) allora la tensione in A è 4.76 V A Se l output dell Op-Amp è alto (5 V) allora la tensione in A è 5 V Edoardo Milotti - Corso di Trattamento del

10 Il trigger di Schmitt: 5. comparatori con feedback positivo SE Vo = 5V V in 10V + V in 5V R 3 + V in =0 V in R 3 = 10V + 5V R 3 V in = 5V SE Vo = 0V V in 10V + V in R 3 + V in =0 V in R 3 = 10V V in = 4.762V Edoardo Milotti - Metodi di Trattamento del Segnale

11 Il trigger di Schmitt: 5. comparatori con feedback positivo Edoardo Milotti - Corso di Trattamento del

12 Sorgenti di corrente e condensatori dq = 1 C dv = I 0 dv = I 0 C V(t) = V 0 + I 0 C t Qui supponiamo che l uscita del trigger di Schmitt faccia cambiare la polarità della corrente quando vengono attraversate le soglie Se I0 dipende da Vin allora la frequenza dell onda triangolare è funzione di Vin Questo si può fare con un transistor V(t) Edoardo Milotti - Corso di Trattamento del

13 V(t) V Schmitt (t) Edoardo Milotti - Corso di Trattamento del

14 Edoardo Milotti - Corso di Trattamento del

15 Trasmettitore con modulazione FM Edoardo Milotti - Corso di Trattamento del

16 Ricevitore con demodulazione FM Edoardo Milotti - Corso di Trattamento del

17 Demodulazione per mezzo di uno slope detector Edoardo Milotti - Corso di Trattamento del

18 Matched slope detector (migliore linearità, rimozione del rumore AM) Edoardo Milotti - Corso di Trattamento del

19 Ricevitore con demodulazione FM il fototransistor fa anche da slope detector Questi amplificatori non sono essenziali nello schema di demodulazione, servono solo a dare potenza al segnale Edoardo Milotti - Corso di Trattamento del

20 Analisi statica del funzionamento degli OP-Amps il guadagno dell OP-AMP è dato dalla pendenza di questa curva. Il guadagno si annulla quando l OP-AMP va in saturazione (la tensione di uscita raggiunge la tensione di alimentazione)! sat( x;a,b) = a x b x < a a x b x > b approssimazione spline della caratteristica di ingressouscita dell OpAmp Edoardo Milotti - Metodi di Trattamento del Segnale

21 analisi con guadagno infinito v in v in -G v 0; I 1 = v in ; I 2 = ; I 1 + I 2 0 = v in Edoardo Milotti - Metodi di Trattamento del Segnale

22 analisi con guadagno finito v in v in -G I 1 = v in v ; I 2 = v ; I 1 + I 2 0; = Gv v in + = + v v = v in + + Edoardo Milotti - Metodi di Trattamento del Segnale

23 analisi con guadagno finito (cont.) v in v in -G = G G + + v in Edoardo Milotti - Metodi di Trattamento del Segnale

24 dinamica degli op-amp v in v in -G Tempo di propagazione attraverso l OpAmp ( t + Δt) ( t) + d = α t Espansione in serie Δt ( ) βv( t) d Descrizione del feedback Edoardo Milotti - Metodi di Trattamento del Segnale = 1 α Δt ( t) β Δt v( t) = 1 τ ( t) bv( t) = B ( t) bv( t)

25 d = 1 α Δt ( t) β Δt v( t) = 1 τ ( t) bv( t) = B ( t) bv( t) nel caso statico = bτv = b B v = Gv B è l'inverso di un tempo caratteristico e corrisponde quindi ad una frequenza caratteristica e inoltre b = BG = gain-bandwih product (GBP) Edoardo Milotti - Metodi di Trattamento del Segnale

26 Inoltre, da d = B ( t) bv( t) = B ( t) BGv( t) si trova anche ( ) = 1 G ( t) + τ d v t = τ G B t ( ) + d = 1 BG e Bt d ( e Bt ( t) ) e quindi t ( t) = BGe Bt e B t v ( t )d t = BG e 0 t 0 ( ) v ( t )d t B t t Edoardo Milotti - Metodi di Trattamento del Segnale

27 Rianalisi dell amplificatore invertente con il modello dinamico appena trovato I 1 = v in v ; I 2 = v ; I 1 + I 2 0; v( t) = 1 BG B t ( ) + d v in + = + v = 1 BG + v in = + + GR 2 + BG B t d ( ) + d Edoardo Milotti - Metodi di Trattamento del Segnale

28 Ponendo si trova γδ = + + G ; δ = + BG v in = γδ δ d = δ γ + d = δ e γ t d ( e γ t ) e quindi ( t) = ( 0) 1 δ t 0 ( ) v in ( t )d t t e γ t quindi il circuito si comporta come un filtro RC passa basso con costante di tempo 1 γ = + B G + + ( ) Edoardo Milotti - Metodi di Trattamento del Segnale