GENERATORE D'ONDA TRIANGOLARE E D'ONDA QUADRA

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1 GENEAOE D'ONDA IANGOLAE E D'ONDA QUADA Un generaore di onda riangolare può essere realizzao enendo cono che un inegraore, solleciao in ingresso con un onda quadra, fornisce in uscia un onda riangolare le cui rampe possono essere uilizzae per generare l onda quadra di parenza ramie un comparaore (rigger di Schmi non inverene). La ensione del morseo non inverene, per il principio di sovrapposizione degli effei, risula: () () se () () > 0 rampa decrescene che pare da () H se () () < 0 rampa crescene che pare da () L Le commuazioni, che devono verificarsi prima che raggiunga il valore di saurazione dell'uscia (cioè la massima ensione possibile), si hanno quando le rampe crescene e decrescene raggiungono rispeivamene i valori H e L, in corrispondenza dei quali la ensione () uguaglia lo zero. H, L

2 Se al empo 0 la ensione, la ensione () risula una rampa decrescene (l inegraore è inverene), la cui equazione è: () C i ()d o C C 0 0 ( 0) d H H che raggiunge il valore minimo L all isane. In corrispondenza di ale valore la ensione uguaglia e ende a scendere al di so dello zero, provocando la commuazione del comparaore da a. Uguagliando l espressione ( ) a zero, si ha: ( ) L 0 L In ale isane, commuando l uscia del comparaore da a, si inerrompe la rampa decrescene e inizia la rampa crescene con valore iniziale L, la cui equazione è: () C d L C ( ) L che raggiunge il valore massimo H all isane. In corrispondenza di ale valore la ensione uguaglia e ende a salire al di sopra dello zero, provocando la commuazione del comparaore da a. Uguagliando l espressione ( ) a zero, si ha: ( ) H 0 H In ale isane, commuando l uscia del comparaore da a, si inerrompe la rampa crescene e inizia la rampa decrescene con valore iniziale H e il ciclo si ripee. Supponendo H L H L erano, le due rampe hanno uguale pendenza e uguali ampiezze posiiva e negaiva, per cui, per simmeria, devono risulare uguali i due semiperiodi. er enere il periodo è sufficiene calcolare uno dei semiperiodi e raddoppiarlo. Si calcola, imponendo, nell equazione della rampa decrescene, che al empo la ensione ( ) assuma il valore L : ( ) C H H L H C C addoppiando si iene il periodo : 4C

3 La duraa del semiperiodo si può calcolare ricordando che la capacià si sa caricando a correne cosane e che, non assorbendo correne gli ingressi, I I, quindi, per la rampa decrescene si ha: C I I C C C Essendo L H H e, si iene C C C C C OGEO E EIFICA DI UN GENEAOE DI ONDA IANGOLAE E DI ONDA QUADA CON FEQUENZA AIABILE Si vuole realizzare un generaore d onda riangolare (e quadra) con frequenza variabile da 500Hz a 5KHz e ampiezza M 4. L onda quadra, in uscia dal comparaore con iseresi, avrà ampiezza pari alla ensione di saurazione dell amplificaore operazionale, ipicamene CC. Si uilizza l inegrao operazionale L08, che coniene due amplificaori. Si alimena il circuio con ensione duale CC ±. La ensione di saurazione risula di circa 0 ( 0). Il circuio è il seguene. Calcolo di e : M 4 0 0,4 8kΩ. kω Calcolo di C, e : La frequenza dovrà variare ra uno massimo di: f 500Hz f 5KHz, cui corrispondono un periodo minimo e

4 oiché 4C ms e 0,ms f 500 f 5 0 4τ C τ, si avrà un valore minimo e uno massimo della 4 cosane di empo τ C, rispeivamene con il penziomero 0, 0 τ C 5µ s 4 4 0,4 0 τ ( )C,5ms 4 4 0,4 uo disinserio e uo inserio: Con 0KΩ, dividendo membro a membro e, si ha: 0 0, ,kΩ per il quale si uilizza il valore commerciale,kω. 5 0 C 5µ s C, ηF 00ηF Con ali valori si errà: 9 ( ) ,4,79ms f 558Hz 4( )C 4, 4C 9 4, ,4 0,9ms f 5,KHz 0 M 0 4,0 8 0 Misure effeuae e fo degli oscillogrammi Si uilizza un oscilloscopio a doppia raccia. Sil canale CH viene visualizzaa l uscia riangolare, su H l uscia quadra. CH è posizionao a /div, CH a 5/div. La base empi verrà posizionaa secondo la frequenza generaa. Si rilevano ampiezze, frequenza e oscillogramma per re valori del penziomero : 0KΩ; un valore inermedio; 0. di ogni oscillogramma viene riporaa la fo. 4

5 0KΩ La base empi viene posizionaa a 0,5ms/div. om 4 oqm,ms f 454Hz valore inermedio La base empi viene posizionaa a 0,ms/div. om 4 oqm 0,59ms f,69khzk 0 La base empi viene posizionaa a 50µs/div. om,9 oqm 9 0,9ms f 4,55KHz Alle frequenze ale si na una diminuzione delle ampiezze e la frequenza massima risula sensibilmene inferiore al valore aspeao. Di seguio sono riporae le fo degli oscillogrammi. 0KΩ; f valore inermedio; f 0; f 5