Laboratorio di Elettronica T Esperienza 7 Circuiti a diodi 2

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1 Laboratorio di Elettronica T Esperienza 7 Circuiti a diodi 2 Cognome Nome Matricola Postazione N 1 Misura delle resistenze La corrente nei circuiti che dovrete analizzare nel seguito verranno misurate indirettamente come rapporto fra la caduta sulla resistenza di valore nominale 220 Ohm ed il suo valore. Per massimizzare l accuratezza della misura occorre quindi misurarne il valore effettivo. R nominale R Scarto % 220 Ω 2 Caratteristica statica del diodo zener in scarica La caratteristica statica del diodo zener in scarica può essere ricavata misurando direttamente la caduta ai capi del diodo (catodo-anodo) e la corrente di scarica come rapporto fra la caduta ai capi di una resistenza in serie al diodo ed il suo valore effettivo. La caratteristica in scarica viene ricostruita punto per punto variando la tensione ai capi del circuito e, conseguentemente la corrente nella maglia che coincide con la corrente che fluisce attraverso il diodo. Montate il seguente circuito di misura:

2 Per questa misura si sfrutterà la possibilità del multimetro 3478A di misurare le tensioni alle boccole anteriori o posteriori. L una o l altro ingresso può essere selezionato agendo sul commutatore F/R TERM sul pannello frontale. Quando il commutatore è su F (Front) la lettura corrisponderà alla tensione V Z ai capi del diodo zener. Nell altro caso (R Rear) la lettura corrisponde alla effettiva tensione di alimentazione V CC applicata al circuito. Regolate l uscita dell alimentatore a 0V. Aumentate progressivamente la tensione di uscita dall alimentatore e riempite la seguente tabella inserite i dati nelle colonne V CC effettiva e V Z il calcolo di I Z è automatico): R = 220 <-- sostituire il valore misurato VCC VCC mis [V] VZ [V] IZ [ma] RZ[Ω] PVCC[mW] 4V V 0.00 #DIV/0! 0 6V 0.00 #DIV/0! 0 7V 0.00 #DIV/0! 0 8V 0.00 #DIV/0! 0 9V 0.00 #DIV/0! 0 10V 0.00 #DIV/0! 0 11V 0.00 #DIV/0! 0 12V 0.00 #DIV/0! 0 Caratteristica statica del diodo zener in scarica IZ [ma] VZ [V]

3 . 3 Caratteristica statica del diodo zener in diretta Se polarizzato in diretta, il diodo zener presenta una caratteristica V D -I D simile ad un normale diodo. Regolate l uscita dell alimentatore a 0V. Invertite la polarità del diodo zener rispetto alla situazione del punto 2. Aumentate progressivamente la tensione di uscita dall alimentatore e riempite la seguente tabella inserite i dati nelle colonne VCC effettiva e VD il calcolo di ID è automatico): R = 220 <-- sostituire il valore misurato VCC VCC effettiva [V] VD [V] ID [ma] 0.2 V V V V V V V V V V V V V 0 10 Caratteristica statica del diodo zener in diretta ID [ma] VD [V]

4 4 Diodo Zener come protezione Modificate ora i collegamenti fra gli strumenti ed il circuito a zener come segue: Si tratta di un circuito di protezione che limita la tensione al nodo V OUT. Applicate all ingresso del circuito una forma d onda triangolare con ampiezza (a vuoto) 12V PP, offset 2V e frequenza 1KHz. Osservate le forme d onda all ingresso e all uscita del circuito. Inserite la schermata: premete ALT-F8 + inserisci schermata 5 Demodulatore AM Montate ora il seguente circuito demodulatore AM con filtro passa-basso. Inizialmente il canale 1 dell oscilloscopio sarà collegato al nodo di ingresso. Applicate all ingresso un segnale modulato AM dalle seguenti caratteristiche:

5 Portante: Tipo: Sinusoide, Ampliezza = 4V PP, Offset = 0V, Frequenza = 10 KHz Modulante: Tipo: Sinusoide, Frequenza = 100 Hz, indice di modulazione = 30%. Analizzate i segnali con l oscilloscopio. Noto che l esperessione del segnale modulato è: V u = ( V p + k V m cosω m t ) cosω p t e che l indice di modulazione è definito come : % 100 determinate l effettivo indice di modulazione analizzando il segnale V IN con i cursori. Inserite la schermata in cui i cursori siano posizionati sulle creste del segnale modulato in corrispondenza del minimo e massimo del segnale modulante: premete ALT-F8 + inserisci schermata L indice di modulazione può essere ricavato dai valori dei due cursori (V 1 e V 2 ) come segue: V P = (V 1 +V 2 )/2 = K V m = V 1 -V 2 /2 = %M = Spostate ora il collegamento del canale 1 sul nodo V OUT come indicato in figura: Inserite la schermata: premete ALT-F8 + inserisci schermata

6 6 Diodo LED Impostate ora l uscita del generatore di funzione su High Z. Regolate il generatore di funzione in modo da generare, in assenza di carico un impulso periodico dalle seguenti caratteristiche: Frequenza=100 Hz, Ampiezza pk-pk = 10 V PP, valor medio 0V, Duty cycle 50% Montate il seguente circuito: Ottenete la tensione differenziale V R ai capi della resistenza utilizzando le funzioni matematiche dell oscilloscopio (differenza fra canale 1 e canale2). Analizzate le forme d onda : 1) Misurate il valore massimo di V R : V Rmax = 2) Calcolate la corrente di accensione del diodo LED I ON =V Rmax /R= Inserite la schermata in cui sia visibile la misura 1: premete ALT-F8 + inserisci schermata Modificate ora il duty-cycle del segnale e portatelo a 20%. Osservate la riduzione di luminosità del LED. Modificate nuovamente il duty-cycle e portatelo a 80%. Osservate l aumento di luminosità. Riportate nuovamente il duty-cycle a 50%. Partendo da 100 HZ, diminuite la frequenza fino a quando, in corrispondenza di un valore F min (che varia da persona a persona), non risulti percepibile l accensione/spegnimento del LED. Riportate i valori nella seguente tabella: Cognome Nome Fmin

7 Smontate e riponete il materiale nella busta.