AMPLIFICATORE INVERTENTE E NON INVERTENTE CON DIVERSO GUADAGNO RELATIVAMENTE ALLA SEMIONDA POSITIVA E ALLA SEMIONDA NEGATIVA DEL SEGNALE D INGRESSO

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1 MPLIFICTOE INVETENTE E NON INVETENTE CON DIVESO GUDGNO ELTIVMENTE LL SEMIOND POSITIV E LL SEMIOND NEGTIV DEL SEGNLE D INGESSO Si diversifica l amplificazione relativamente alla semionda positiva (amplificazione maggiore) e alla semionda negativa (amplificazione minore) del segnale d ingresso inserendo al posto della resistenza di retroazione due resistenze e un diodo mplificatore invertente Quando il diodo è interdetto (equivale in prima approssimazione ad un circuito aperto) nella rete di retroazione ha effetto la sola resistenza Quando il diodo è in conduzione (equivale in prima approssimazione ad un corto circuito) la resistenza risulta in parallelo alla resistenza con conseguente variazione dell amplificazione rispetto al caso precedente Durante la semionda positiva d ingresso ( V i > 0), l uscita è negativa ( V o < 0) e il diodo è interdetto Nella rete retroazione ha effetto la sola resistenza, con amplificazione Durante la semionda negativa d ingresso ( V i < 0), l uscita è positiva ( 0) V o > e il diodo è in conduzione Nella rete retroazione è inserito il parallelo delle resistenze ed, con // amplificazione iassumendo: se V i > 0 V o < 0 D interdetto se V i < 0 V o > 0 D in conduzione // Essendo il valore del parallelo minore del valore della resistenza, risulterà >, ossia le semionde positiva e negativa del segnale d ingresso verranno amplificate in modo differente Nel grafico sono riportati i segnali d ingresso e d uscita correlati

2 V i (t) t V o (t) t mplificatore non invertente Durante la semionda positiva d ingresso ( V i > 0), l uscita è positiva ( 0) V o > e il diodo è interdetto Nella rete retroazione ha effetto la sola resistenza, con amplificazione Durante la semionda negativa d ingresso ( 0) V o < e il diodo è in conduzione Nella rete retroazione è inserito il parallelo delle resistenze ed, con // amplificazione iassumendo: V i <, l uscita è negativa ( 0) se V i > 0 V o > 0 D interdetto se V i < 0 V o < 0 D in conduzione // Essendo il valore del parallelo minore del valore della resistenza, risulterà >, ossia le semionde positiva e negativa del segnale d ingresso verranno amplificate in modo differente Nel grafico sono riportati i segnali d ingresso e d uscita correlati

3 V i (t) t V o (t) t VEIFIC SPEIMENTLE Per la verifica del funzionamento di tale amplificatore, si utilizza l amplificatore operazionale TL08, il diodo di commutazione N448, una tensione di alimentazione di ±V Si sceglie di amplificare di 4 la semionda positiva e di quella negativa Si verificano i circuiti sia in continua sia in alternata Come strumenti di misura si utilizzeranno due multimetri digitali 4½ digit, un generatore di funzioni e un oscilloscopio a doppia traccia I circuiti saranno montati su una piastra sperimentale (figura) che dispone delle alimentazioni, di sue generatori di tensione continua di precisione variabili da 0V a 0V, un generatore di tensione di riferimento di precisione regolabile da 0 a 9V Tali generatori variabili consentono di regolare la tensione con una precisione del millesimo di volt

4 MPLIFICTOE INVETENTE // l fine di dimensionare il circuito, bisogna imporre: 4 e Dalla prima si ha: 4 4 Dalla seconda: // 4 Si fissa 8kΩ e si calcolano 4 8kΩ 0kΩ Il circuito di misura per la verifica in continua è il seguente: Per V i si utilizza uno dei due generatori di tensione continua variabile I valori misurati sono riportati nella tabella insieme ai valori calcolati per un immediato confronto In tabella si riporta anche il valore sperimentale dell amplificazione Volt dim N Vi Vo Vo calc 4 8, ,079 6, ,096 4, ,8 4,7 ---,7 5 0,5,87 ---, , ,5,08 4, ,5,047 4, ,07 4 4, ,5 6, 6 4, ,9 8 4,

5 Si riportano i dati su un grafico V o V i, ad ottenere la caratteristica d uscita 0 Vo Vi Si scelgono due punti nel II quadrante, due punti nel IV quadrante, e si calcola la pendenza dei due tratti (le pendenze sono proprio le amplificazioni) Primo quadrante: (4 ; 8,7), (0,5 ;,87),87 8,7,07 0,5 ( 4) ) Secondo quadrante: (0,5 ;,08), ( ; 8,9) 8,9 0,5 (,08) 4,06 Il circuito di misura per la verifica in alternata è il seguente La verifica in alternata viene effettuata sollecitando il circuito con segnale sinusoidale, quadro, triangolare di ampiezza V e frequenza khz Il canale CH dell oscilloscopio viene regolato a 0,5V/div, il canale CH a V/div Segnale sinusoidale: V (t) sen( π 0 t) i [ ]V ; V im V ; f khz Il segnale d uscita dovrà avere ampiezze V om V e V om 4V, e sfasato di 80 rispetto a quello d ingresso Si riporta la foto dell oscillogramma 5

6 Per entrambi gli oscillogrammi, il segnale d ingresso ha ampiezza pari a due quadratiti ( 0,5V/div V) Il segnale d uscita ha le due semionde di diversa ampiezza: la positiva ha ampiezza pari a due quadratini ( V/div V); la negativa ha ampiezza pari a quattro quadratini (4 V/div 4V) I due segnali sono sfasati di 80 Segnale a onda quadra: V im V ; f khz Il segnale d uscita dovrà avere ampiezze V om V e V om 4V, e sfasato di 80 rispetto a quello d ingresso Non viene riportata la foto dell oscillogramma perché poco significativa Segnale a onda triangolare: V im V ; f khz Il segnale d uscita dovrà avere ampiezze V om V e V om 4V, e sfasato di 80 rispetto a quello d ingresso Si riporta la foto dell oscillogramma MPLIFICTOE NON INVETENTE l fine di dimensionare il circuito, bisogna imporre: // 4 e Dalla prima si ha: 4 Dalla seconda: // Si fissa 68kΩ e si calcolano,7kω kω e 4kΩ kω Il circuito di misura per la verifica in continua è il seguente: 6

7 Per V i si utilizza uno dei due generatori di tensione continua variabile I valori misurati sono riportati nella tabella insieme ai valori calcolati per un immediato confronto In tabella si riporta anche il valore sperimentale dell amplificazione Volt dim N Vi Vo Vo calc 4 8, ,096 6, ,5 4, ,75 4, ---, 5 0,5,97 ---, , ,5,008 4, ,5,09 4, , , ,5 6,0 6 4, , Si riportano i dati su un grafico V o V i, ad ottenere la caratteristica d uscita 0 Vo Vi

8 Si scelgono due punti nel II quadrante e due punti nel IV quadrante e si calcola la pendenza dei due tratti (le pendenze sono proprio le amplificazioni) Primo quadrante: (4 ; 8,84), (0,5 ;,97),97 0,5 ( 8,84) ( 4) ),05 8,54,008 Secondo quadrante: (0,5 ;,008), ( ; 8,54) 4, 08 0,5 Il circuito di misura per la verifica in alternata è il seguente La verifica in alternata viene effettuata sollecitando il circuito con segnale sinusoidale, quadro, triangolare di ampiezza V e frequenza khz Il canali CH dell oscilloscopio viene regolato a 0,5V/div, il canale CH a V/div Segnale sinusoidale: V (t) sen( π 0 t) i [ ]V ; V im V ; f khz Il segnale d uscita dovrà avere ampiezze V om 4V e V om V, e in fase con quello d ingresso Si riporta la foto dell oscillogramma 8

9 Per entrambi gli oscillogrammi, il segnale d ingresso ha ampiezza pari a due quadratiti ( 0,5V/div V) Il segnale d uscita ha le due semionde di diversa ampiezza: la positiva ha ampiezza pari a due quadratini ( V/div V); la negativa ha ampiezza pari a quattro quadratini (4 V/div 4V) I due segnali sono sfasati di 80 Segnale a onda quadra: V im V ; f khz Il segnale d uscita dovrà avere ampiezze V om 4V e V om V, e in fase con quello d ingresso Non viene riportata la foto dell oscillogramma perché poco significativa Segnale a onda triangolare: V im V ; f khz Il segnale d uscita dovrà avere ampiezze V om 4V e V om V, e in fase con quello d ingresso Si riporta la foto dell oscillogramma 9