COMPARATORE A FINESTRA - ELETTRONICA

Materie:Appunti
Categoria:Elettronica
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Testo

Esercitazione: Comparatore a finestra.
Schema Circuito:
Scopo Esperienza: Verificare il funzionamento di un comparatore a finestra.
Scopi Didattici: Prendere confidenza con il generatore di funzioni, con l’oscilloscopio, con gli integrati di amplificazionee con i datasheet.
Descrizione e caratteristiche degli apparecchi usati:
Componenti:
3 resistenze da 5,6 K3 (tolleranza 5 %)
1 resistenza da 1,2 K (tolleranza 5 %)
2 diodi 1N4148
1 circuito integrato TL 082

Materiale:
1 trasformatore 220 V → 12V (valore nominale)
+ 12,03V (valore misurato)
- 12,39 V (valore misurato)
1 bred - board
1 sonda per l’oscilloscopio
1 cavo BNC – BNC
1 cavo BNC – coccodrillo
3 cavi banana - coccodrillo
attrezzatura per utilizzare la bred board (pinzette, fili, tronchetto, sbuccia fili, ecc.)
Datasheet degli integrati utilizzati:
- TL 082
Procedimento seguito:
Si monta il circuito sulla bred board seguendo lo schema elettrico riportato in prima pagina. Prima di alimentare questo circuito dobbiamo assicurarci che l’ingresso Vi non sia collegato al generatore di funzioni. Solo una volta che avremo alimentato il circuito (utilizzando i +12 V e i –12 V) potremo collegare il segnale del generatore di funzioni (che nel nostro caso genera un onda triangolare alla frequenza di circa 5 KHz).
Per svolgere correttamente l’esperienza dovremo effettuare alcune misure: Va (tensione misurata tra la resistenza R3 e massa) e Vb (tensione misurata tra la resistenza R2 e massa).
Poi dovremo confrontare (servendoci dell’oscilloscopio) il segnale Vu1 e il segnale Vi, poi il segnale Vu2 e Vi ed infine il segnale Vu con Vi.
Funzionamento del circuito:
Questo circuito è formato da due amplificatori operazionali: il primo amplificatore ha il compito di dare in uscita una tensione positiva (pari a circa 11 V) solo quando la tensione Vi supera la soglia degli 8 V (valore misurato di Vb [ 8,03 V]). Nel caso in cui Vi sia minore di 8V l’A.O. darà in uscita circa – 11V. Questa tensione verrà poi raddrizzata dal diodo che provvederà a far si che l’uscita di questo integrato non sia costituita da valori negativi.
Il secondo A.O. ha il compito di dare in uscita una tensione positiva solo quando Vi supera la soglia dei 4 V (valore di Va pari a 4,01 V). Anche qui il diodo serve per, in caso che Vi sia minore di 4V, portare a 0 l’uscita dell’ A.O quando questo raggiunge i – 11V.
Sarà quindi chiaro che collegando i due diodi in parallelo avremo un onda quadra di frequenza doppia rispetto alla frequenza di ingresso Vi.
Raccolta Dati:
Vcc
Vee
Va
Vb
[V]
[V]
[V]
[V]
12,03
-12,39
4,01
8,03
In questo primo grafico, possiamo osservare che ci sono dei valori negativi nell’onda quadra. Questo perché il segnale è prelevato a monte rispetto al diodo. Inoltre vediamo come l’onda quadra abbia un duty - cycle < 50 %.
In questo secondo grafico vediamo invece che l’onda quadra ha un duty – cycle > del 50 %.
In questo ultimo grafico vediamo che l’onda quadra non presenta valori negativi (questo è dovuto dal fatto che la misura è presa a valle rispetto ai diodi) e non è altro che le prime due onde quadre messe insieme. Il duty – cycle di quest’onda resta comunque > 50 %.
Considerazioni Finali:
Possiamo vedere, soprattutto osservando il 3 grafico, come la frequenza dell’onda quadra sia esattamente del doppio rispetto alla frequenza dell’onda triangolare. Possiamo inoltre vedere come il duty – cycle di quest’onda quadra non sia perfettamente del 50 % ma è di parecchi punti sopra al 50 % ed inoltre vediamo che non è perfettamente regolare (per quanto riguarda i livelli logici alti, abbiamo prima un periodo lungo e poi uno corto, poi uno lungo, ecc.)
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Relazione svolta da: Fabio Toffanin

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