Carillo E Raiola 3

Relazione di sistemi

Oggetto:Configurazioni dell’AOI come Amplificatore differenziale, sommatore, integratore e derivatore

Svolgimento

Amplificatore differenziale

La presenza di ingressi non riferiti a massa e di uno stadio d’ingresso differenziale,fa dell’AOI un amplificatore differenziale cioè un circuito in grado di amplificare la differenza tra due segnali d’ingresso permettendo quindi di ottenere un segnale in uscita proporzionale alla differenza dei medesimi secondo la relazione:

Vout=AD*(V1-V2)

dove AD è l’amplificazione differenziale introdotta dal nostro AOI uguale a RF/R1(in questo caso è stato utilizzato un LF411).

Nel nostro caso per effettuare la nostra prova sul simulatore Electronics Workbench, sono stati utilizzati un segnale ad onda quadra (V1=1V;f1=1Hz) e un segnale sinusoidale (V2=1V;f2=1Hz). Una volta assemblato il circuito e definiti i componenti,abbiamo collegato l’oscilloscopio al morsetto Vout del nostro AOI rilevando un segnale di questo tipo:

clip_image002.jpg

corrispondente alla differenza dei due segnali applicati all’ingresso con frequenza amplificato secondo la relazione Vout=Vd*(V1-V2).

Amplificatore sommatore

Con la stessa logica utilizzata per realizzare un amplificatore differenziale,è possibile realizzare un amplificatore sommatore che, a differenza dell’amp.diff.,fornisce in uscita un segnale pari alla somma algebrica delle tensioni in ingresso secondo un peso k che dipende dalle resistenze presenti nel circuito(in questo caso k è trascurabile in quanto tutte le resistenze hanno valore uguale e quindi il valore di k è unitario)che è dato dalla seguente relazione:Vout=+Vn*kn+…-(Vn*kn+…)cioè la somma dei segnali applicati all’ingresso invertente moltiplicati per i rispettivi pesi k meno la somma dei segnali applicati all’ingresso non invertente sempre moltiplicati per i rispettivi pesi.
Nel nostro caso abbiamo applicato ai due morsetti dell’AOI un segnale a onda quadra
(V1=1V;f=1Hz)e un segnale sinusoidale(V2=1V;f=1Hz) rilevando in uscita un segnale di questo tipo:

clip_image003

con ampiezza Voutpp=4V(circa 2V per semionda) e frequenza uguale a quella in ingresso,ovvero la somma algebrica dei due segnali con peso k unitario.

Amplificatore Integratore

Come visto in precedenza,è possibile utilizzare l’AOI per operazioni algebriche lineari,ora invece vedremo come utilizzarlo con operazioni algebriche non lineari,una configurazione e l’amplificatore integratore il quale è un circuito che permette di ottenere in uscita un segnale proporzionale all’integrale del segnale d’ingresso.
La relazione del segnale di uscita di un amplificatore integratore è:Vout=1/RC che moltiplica l’integrale del segnale d’ingresso Vin in funzione del tempo t;mentre il guadagno è dato dal rapporto Av=-Zf/Z1(amplificazione invertente).
Applicando un segnale ad onda quadra di ampiezza Vin=1V e frequenza f=1Hz
Abbiamo rilevato in uscita un segnale Vout di questo tipo(proporzionale all’integrale dell’ingresso Vout):

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Amplificatore derivatore

E' possibile configurare l’AOI per ottenere in uscita un segnale proporzionale alla derivata del segnale posto in ingresso; questo è possibile grazie alla realizzazione di un circuito derivatore.
L’espressione del segnale di uscita di un circuito derivatore è data dalla relazione:
Vout=-RC per la derivata del segnale posto in ingresso in funzione del tempo t; mentre il guadagno è dato da Av=-Zf/Z1(amplificazione invertente).
Applicando un segnale ad onda quadra di ampiezza Vin=1V e frequenza f=1Hz abbiamo rilevato in uscita un segnale Vout di questo tipo(proporzionale alla derivata del segnale posto in ingresso):

clip_image005.jpg

Di seguito è riportato il segnale Vin uguale per tutte e quattro le configurazioni,usato per i nostri circuiti e per realizzare questa relazione:

clip_image007.jpg

In allegato sono presenti i quattro circuiti realizzati con Electronics Workbench.1

Prof. godetevi queste relazioni, sono genuine non sono copiate da nessuna parte, solo frutto del nostro studio;)……Beh penso che per ora possa bastare ci vediamo a scuola.

Bravi, bel lavoro

a.oliva

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