1 Amplificatore a transconduttanza per pilotaggio in corrente di minuscoli R 2. v out R 1
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- Giuliano Lorenzi
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1 Esercizi in vista della prova scritta di fine corso di Meccanica Applicata alle Macchine, modulo da 5CFU 1 1 Amplificatore a transconduttanza per pilotaggio in corrente di minuscoli motori DC Il circuito mostrato in figura è uno schema di principio di amplificatore a transconduttanza. R 2 v in v out R s Figura 1: Schema di amplificatore a transconduttanza. Sapendo che : R 2 = (100 α)kω, A vol = 105 τs1, τ = 0.1s. Determinare a) (5 punti) R1, R 2, R s in modo che il fattore di transconduttanza statico G 0 dell amplificatore sia pari a βa/v; b) (5 punti) la funzione di trasferimento tra la tensione v in e la corrente i a sul motore.
2 Esercizi in vista della prova scritta di fine corso di Meccanica Applicata alle Macchine, modulo da 5CFU 2 2 Amplificatore con retroazione di tensione per pilotaggio in tensione di minuscoli motori DC Il circuito mostrato in figura è uno schema di principio di un amplificatore a di tensione retroazionato per il pilotaggio in tensione di un motore DC. R 2 v in v out R s Figura 2: Amplificatore di tensione retroazionato. Sapendo che : R 2 = (100 α)kω, A vol = 105 τs1, τ = 0.1s. Determinare: a) (5 punti) R1, R 2 in modo che il guadagno statico dell amplificatore sia pari a βv/v; b) (5 punti) la funzione di trasferimento tra la tensione v in e la tensione v a sul motore.
3 Esercizi in vista della prova scritta di fine corso di Meccanica Applicata alle Macchine, modulo da 5CFU 3 3 Integratore Il circuito mostrato in figura può essere utilizzato per calcolare analogicamente l integrale di un segnale. C R v in v out Figura 3: Circuito integratore. Sapendo che : R = (10 α)kω, C = 100nF, V cc = 15V (tensioni di alimentazione), A vol = 105 τs1, τ = 0.1s. Determinare: a) (5 punti) la funzione di trasferimento (quindi in regime lineare) tra v in e v out ; b) (5 punti) l andamento temporale di v out (con condensatore inizialmente scarico) se v in (t) = 1(t).
4 Esercizi in vista della prova scritta di fine corso di Meccanica Applicata alle Macchine, modulo da 5CFU 4 4 Amplificatore a transconduttanza per pilotaggio in corrente di minuscoli motori DC Il circuito mostrato in figura è uno schema di principio di amplificatore a transconduttanza. V in V out R s R 2 Figura 4: Schema di amplificatore a transconduttanza. Sapendo che : R 2 = (100 α)kω, R s = 1Ω A vol = 105 τs1, τ = 0.1s. Determinare a) (5 punti) R1, R 2, in modo che il fattore di transconduttanza statico G 0 dell amplificatore sia pari a βa/v; b) (5 punti) la funzione di trasferimento tra la tensione v in e la corrente i a sul motore.
5 Esercizi in vista della prova scritta di fine corso di Meccanica Applicata alle Macchine, modulo da 5CFU 5 5 Carro comandato da coppia vite di manovra/chiocciola Un carro di una macchina utensile viene comandato da una coppia vite di manovra/chiocciola a ricircolo di sfere a sua volta comandato da un motoriduttore con motore DC. Sulle guide lineari del carro è presente un attrito di tipo coulombiano f s sign(ẋ). Siano noti i seguenti parametri: numero di denti z 1 ; numero di denti z 2 ; passo della vite p; massa del carro m; momento d inerzia del motore J a (comprensivo della ruota 1); momento d inerzia della vite J v (comprensivo della ruota 2); forza d attrito coulombiano f s ; costante di coppia del motore k t. Calcolare: a) la corrente necessaria ad accelerare il carro con un accelerazione desiderata ẍ des nel caso in cui f s = 0; b) la corrente necessaria ad accelerare il carro con un accelerazione desiderata ẍ des nel caso in cui f s 0. DC motor z 1 z 2 ẋ f s sign(ẋ) Figura 5: Carro comandato da una coppia vite di manovra/chiocciola.
6 Esercizi in vista della prova scritta di fine corso di Meccanica Applicata alle Macchine, modulo da 5CFU 6 Indice 1 Amplificatore a transconduttanza per pilotaggio in corrente di minuscoli motori DC 1 2 Amplificatore con retroazione di tensione per pilotaggio in tensione di minuscoli motori DC 2 3 Integratore 3 4 Amplificatore a transconduttanza per pilotaggio in corrente di minuscoli motori DC 4 5 Carro comandato da coppia vite di manovra/chiocciola 5
1 Amplificatore a transconduttanza per pilotaggio in corrente di minuscoli R 2. v out R 1
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