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Corso di Elettronica di base. Amplificatori operazionali 2/2

Amplificatori operazionali Corso di Elettronica di base

Utilizzando un’alimentazione duale la tensione di uscita a riposo risulta esattamente di 0 volt (figura 13) mentre nei circuiti con singola tensione di alimentazione (figura 14) è pari a metà tensione di alimentazione (qualora R1 sia uguale a R3). Per raddrizzare le semionde negative è sufficiente invertire il diodo montato nel circuito.

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COME OSCILLATORE

E veniamo agli schemi di figura 15 e 16, due generatori ad onda quadra con alimentazione duale e singola. L’ampiezza del segnale generato è sempre pari alla tensione di alimentazione mentre la frequenza di uscita, nel primo caso, è data dalla seguente formula: F = 0,45 / R x C dove F rappresenta il valore della frequenza espresso in Hertz, R il valore di R1 espresso in Ohm e C il valore di C1 espresso in Farad. Nel caso di alimentazione singola la formula da utilizzare è leggermente diversa: F = 0,71 / R1 x C1. Lo schema rappresentato in figura 17 è una variante dell’oscillatore ad onda quadra di figura 15.

In questo caso è possibile variare il duty-cycle dell’onda generata utilizzando per R1 e R4 differenti valori di resistenza.

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La durata della semionda positiva è data dalla seguente formula: T(sec) = 1,1 x R1 x C2 mentre per calcolare la durata di quella negativa bisogna modificare come segue la formula: T(sec) = 1,1 x R4 x C2. Per ricavare la frequenza del segnale generato bisogna sommare i due periodi così calcolati ed utilizzare la seguente formula: F = 1 / (Ton + Toff). Qualora il dutycycle sia esattamente del 50%, questa formula coincide con quella vista in precedenza, relativa al semplice generatore ad onda quadra.

Infatti, l’ultima formula può anche essere scritta nel seguente modo: F = 1 / (1,1 x R1 x C2) + (1,1 x R4 x C2) da cui, semplificando, si ottiene: F = 1 / 1,1 x C2 x (R1 + R4). Nel caso di onda con duty-cycle del 50%, R1 risulta uguale a R4 per cui la formula può essere riscritta nel seguente modo: F = 1 / 1,1 x C2 x 2 x R ovvero F = 1 / 2,2 x C2 x R, formula che coincide esattamente a quella precedente (F = 0,45 / R x C).

PER UN’ONDA SINUSOIDALE

Concludiamo la nostra carrellata sugli amplificatori operazionali presentando due oscillatori sinusoidali, il primo (figura 18) alimentato con una sorgente duale ed il secondo (fig. 19) con una tensione singola. Si tratta di un classico oscillatore a doppio T in grado di generare un’onda sinusoidale a frequenza fissa di buona qualità. La frequenza generata dipende dai valori dei quattro condensatori e delle quattro resistenze che fanno parte della rete di reazione. In questo caso la formula che consente di ricavare la frequenza è uguale in entrambi i casi: F = 0,159 / Ca x Ra. I valori sono espressi in Ohm e Farad mentre la frequenza risultante viene espressa in Hertz. Il trimmer R4 consente di minimizzare la distorsione dell’onda generata e di ottenere un buon innesco da parte del circuito oscillante. Per limitare la distorsione (che in ogni caso è dell’ordine dell’uno per cento) è importante anche utilizzare nella rete di reazione condensatori e resistenze di precisione o, perlomeno, di valore quanto più possibile simile tra loro. Il prossimo mese cambieremo completamente argomento occupandoci di circuiti digitali.

Il kit è disponibile da Futura Elettronica

 

 

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