Analisi di un circuito fissatore e di un moltiplicatore di tensione

Materie:Appunti
Categoria:Elettronica

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Testo

LABORATORIO DI
ELETTRONICA

ALUNNI: Bettaccini Fabrizio DATA: 29/01/2000
Innocenti Luca
CLASSE: 4^ AK

VALUTAZIONE:___________________________________________

OSSERVAZIONI:___________________________________________
___________________________________________________________

TITOLO: Analisi di un circuito fissatore e di un moltiplicatore di tensione

Premesse teoriche
I circuiti fissatori (vedi fig.1) hanno la caratteristica di tenere fisso il valore massimo o minimo del segnale d’uscita ad un livello determinato VA . Sono indicati pure come dc restorer, in quanto il segnale d’uscita non ha più valore medio nullo, ma in esso è ristabilito un valore continuo, cui è sovrapposto il segnale alternativo; questi circuiti sono pertanto impiegati nei casi in cui il segnale originario ha una componente continua che, eliminata negli stadi ad accoppiamento capacitivo, si vuole ricostituire.
Per comprendere al meglio il suo funzionamento è necessario eseguire un’analisi dettagliata sulla carica e scarica del condensatore; all’istante t = t0 il condensatore risulta scarico, la resistenza interna del diodo in conduzione risulterà nettamente inferiore rispetto a quella del carico, mentre quella del diodo in interdizione sarà superiore.
Quando il segnale di ingresso sale da 0 a V1, il condensatore si carica esponenzialmente verso V1, con costante di tempo (,) pari a: ,in cui Rd corrisponde alla resistenza interna del diodo ed Rg a quella del generatore. La tensione di uscita sale lievemente tendendo poi a 0 con la stessa costante di tempo.
All’istante successivo (t = t1), la variazione –V1 del segnale di ingresso si presenta all’uscita con una lieve attenuazione (), e il condensatore comincia a scaricarsi verso 0 con costante di tempo pari a: .
Da ciò si può intuire che per ottenere un circuito fissatore preciso occorrerà assumere:
, dove T corrisponde al periodo del segnale di ingresso.

I circuiti moltiplicatori (vedi fig. 2), invece, hanno la caratteristica ,disponendo di una tensione alternata di una certa ampiezza, fornire all’uscita una tensione continua di valore più elevato.
Ancora una volta ricorriamo all’analisi della carica e scarica dei condensatori e, applicando una tensione sinusoidale di ingresso, riscontriamo che:
- da 0 a T/4, C1 si carica alla tensione ViM attraverso D1, mentre D2 è polarizzato inversamente;
- da T/4 a T/2, entrambi i diodi sono polarizzati inversamente e C1 rimane carico alla tensione ViM;
- da T/2 a 3T/4, D2 si trova in conduzione e quindi C2 si carica anch’esso alla tensione ViM.

Questo è il motivo per cui in uscita abbiamo un raddoppio della tensione di ingresso, in quanto, i condensatori si scaricheranno sul carico R.

Schemi

fig.1 – Circuito fissatore

fig.2 - Circuito moltiplicatore

Procedimento
Prima di assemblare il circuito fissatore abbiamo dimensionato i valori di resistenza e capacità sapendo che P risultasse superiore a 3 ms e, trovati i valori (C=150 nF e R=22 K ), e, scelto il diodo (1N4007) abbiamo montato i componenti sulla bread-board. Successivamente abbiamo applicato un segnale sinusoidale di frequenza 1KHz e, collegando i terminali di uscita all’oscilloscopio, abbiamo visto che l’onda risultava leggermente spostata nel quadrante di sinistra (negativo).

Prima di assemblare il secondo circuito (moltiplicatore), abbiamo assegnato alle capacità un valore pari 10 pF, e, conoscendo la costante di tempo (1 ms), ci siamo trovati il valore di resistenza pari a 50 KP.
A questo punto abbiamo applicato un’onda sinusoidale dalla frequenza di 1 KHz e, collegando l’oscilloscopio ai capi dei condensatori (in quanto non è possibile visualizzare con l’oscilloscopio la tensione ai capi del carico perché non è presente il riferimento di massa), ci siamo accorti che sono presenti delle minime oscillazioni che rivelano la presenza di una componente continua.

Strumenti
-OSCILLOSCOPIO PHILIPS PM3206 15 MHz
n° inventario 5948

-GENERATORE DI FUNZIONI UNAOHM EM 135M Rout = 50=
n° inventario 5709

-MULTIMETRO DIGITALE METRIX MX545
n° inventario 6647

Conclusioni
Nello svolgimento della prima esperienza non abbiamo riscontrato notevoli difficoltà ed inoltre abbiamo visualizzato ciò che ci eravamo prefissati, anche se abbiamo notato un piccolo schiacciamento sulla sommità dell’onda causata da leggere cadute di tensione all’interno del circuito.
Per quanto riguarda la seconda, non abbiamo potuto visualizzare sull’oscilloscopio l’andamento della tensione, affidandoci invece alla sola lettura dei valori tramite multimetro.
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Esempio



  



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