Circuito integratore

Materie:Appunti
Categoria:Elettronica

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Testo

Data: 04/11/05
N°1/1Q
Relazione
di
Elettronica
Alunno: Nicolamarino
Riccardo
Classe: 5^CE
Titolo:
Circuito integratore
Scopo:
Verificare il funzionamento di un circuito integratore
Schema elettrico:

Componenti utilizzati:
• C = 0.1 µF;
• R = 3.9 KΩ;
• Rp = 39 KΩ;
Strumenti utilizzati :
• Oscilloscopio;
• Generatore di funzione;
• Bread Board;
• Basetta;
• Tester;
Cenni teorici sui circuiti integratori
Lo schema elettrico di un circuito integratore è il seguente:
possiamo notare la presenza del condensatore C il quale riporta indietro parte della tensione di uscita. In pratica il circuito funziona nel seguente modo. Partendo dall'istante iniziale in cui il condensatore è scarico, applichiamo in ingresso una certa tensione vi che ritroviamo in uscita sfasata e amplificata; poiché il morsetto invertente si trova a massa virtuale, cioè non assorbe corrente e la sua tensione rispetto a massa è zero, il condensatore C si carica seguendo la vu, che è sfasata di 180° rispetto alla vi ma a corrente costante, infatti tutta la corrente in ingresso percorre sia il resistore R che il condensatore C, poiché il morsetto invertente è a massa virtuale e non assorbe corrente. Il tempo i cui il condensatore si carica è = RC, cioè raggiunge la carica a piena tensione nel tempo g, sempre che il segnale vi si mantenga costante fino a farlo caricare. Tuttavia per il corretto funzionamento del circuito, occorre fare in modo che il condensatore non si carichi mai, cioè il segnale in ingresso deve avere un periodo più piccolo di o, altrimenti, uno volta carico, il condensatore si comporta come un circuito aperto, che non assorbe corrente, quindi ha impedenza infinita, e il guadagno dell'amplificatore operazionale sarebbe al massimo, perché viene meno la reazione negativa del condensatore, e quindi l'amplificatore va in saturazione smettendo di funzionare da integratore. Se, quindi, applichiamo in ingresso un segnale di tipo rettangolare, avente un periodo T minore di , otteniamo che vu = vc. Il diagramma superiore rappresenta il segnale di ingresso, che è di tipo rettangolare, e quello inferiore il segnale di uscita a regime, cioè trascurando l'istante iniziale. In pratica all'istante t=0 il condensatore è carico ad un certo valore vu0; il segnale vi , durante il semiperiodo positivo dell'onda rettangolare, fa sì che il condensatore si carichi con tensione negativa, quindi la tensione del condensatore decresce, fino a raggiungere il valore massimo negativo, che abbiamo detto, deve essere inferiore alla saturazione; invertendo ora il segnale di ingresso, che diventa negativo, il condensatore è costretto prima a scaricarsi e poi a caricarsi con segno contrario, cioè positivo. Notiamo che partendo da una forma d'onda di tipo rettangolare abbiamo ottenuto una forma d'onda di tipo triangolare, della stessa frequenza del segnale di ingresso.
Per evitare che l'amplificatore vada in saturazione alle basse frequenze, si mette in parallelo al condensatore C un resistore R2, come nel nostro caso. Possiamo notare, che alle basse frequenze, essendo il periodo della tensione di ingresso abbastanza lungo, il condensatore si carica al valore massimo e quindi non assorbe più corrente, e si comporta come una impedenza infinita, di conseguenza il guadagno diventa:
Av = - R2
R1
Questo tipo di integratore, viene detto integratore limitato.
Descrizione Operazione
Dopo aver montato il circuito sulla basetta abbiamo collegato il tutto ad un oscilloscopio, ad un generatore di funzione e all’alimentazione duale.Abbiamo in seguito preso le relative misure che abbiamo rilevato variando la frequenza e tenendo la Tensione d’ingresso bloccata a 0.5 V.
I risultati ottenuti sono racchiusi nella seguente tabella:
f [Hz]

Vi [V]
Vu [V]
A=Vu/Vi
AdB = 20logA
Fase
20
0.5
3.9
7.8
17.84
179.5
40
0.5
3.4
6.8
16.65
179.1
100
0.5
2.04
4.08
12.21
177.5
200
0.5
1.12
2.24
7
175.1
400
0.5
0.6
1.2
1.58
170
1K
0.5
0.4
0.8
-1.83
155
2K
0.5
0.24
0.48
-6.37
131

Dai dati sopraindicati ci siamo rilevati dei grafici:

Conclusione: L’esperienza è stata effettuata senza nessun disagio.

Esempio