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Relazione di elettronica
Analisi del guadagno in catena chiusa di un AO
Obiettivo: Ricavare le curve di risposta in frequenza di un amplificatore operazionale in catena chiusa con il segnale di ingresso applicato al terminale invertente.
Strumenti e materiali utilizzati: - Bread Board - n 2 resistenze 10KW, resistenza 47KW, resistenza 100kW - oscilloscopio - generatore di funzioni - cavetti.
Schema Elettrico:
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Cenni Teorici: Gli amplificatori operazionali ( AO ) sono costituiti sempre da uno stadio di ingresso di tipo differenziale, seguito da più stadi accoppiati direttamente che ne innalza il guadagno e infine da uno stadio che pilota l'uscita. Ogni AO si presenta dunque come un amplificatore differenziale ad altissimo guadagno con 424i86e elevatissima resistenza di ingresso e bassa resistenza di uscita; di solito sono piuttosto limitati la potenza e il campo di frequenze di utilizzo. Un AO è impiegato, in genere, con tensioni di alimentazione simmetriche ( il valore tipico è 15V ).Negli amplificatori a catena chiusa è aggiunto un blocco di retroazione che riporta in ingresso una parte del segnale di uscita. Questo blocco resistivo di retroazione è utilizzato per evitare che il dispositivo vada in saturazione. Negli AO il segnale di ingresso può essere applicato all'ingresso invertente (-) o all'ingresso non invertente (+). Nel primo caso si parlerà di amplificatore invertente nel secondo di amplificatore non invertente.
Procedimento: Dopo aver montato il circuito si cerca il valore del segnale di ingresso. Esso deve essere il più lineare possibile. Si è scelto la metà del massimo valore del segnale non distorcente alle frequenze più basse. Trovato il valore a 0,5V si procede all'esperienza. Essa consiste nell'ottenere dei valori del segnale di uscita variando la frequenza del segnale di ingresso mantenendo costante la sua ampiezza trovata a 0.5V. Questi dati vengono inseriti in un grafico della funzione di trasferimento AV in funzione della frequenza. Notiamo dal grafico che la frequenza di taglio si stabilizza a valori di frequenza di 100 kHz. Il guadagno rimane costante al di sotto di questa frequenza di taglio, mentre per valori di frequenza maggiori della frequenza di taglio si ha un andamento che porta al guadagno unitario.
Calcoli AV'= Vo/Vi = 4,9/0,5 = 9,8 AV'[dB] = 20log AV' = 20log 9,8 =19,8
AV"= Vo/Vi = 2,4/0,5 = 4.8 AV"[dB] = 20log AV" = 20log 4,8 = 13.6
Tabella Dati:
R=100KW |
R=47KW |
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f |
Vi |
Vo |
AV |
AV dB |
F |
Vi |
Vo |
AV |
AV dB |
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100 Hz |
0,5 V |
4,9 V |
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10 Hz |
0,5 V |
2,4 V |
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1 kHz |
0,5 V |
4,9 V |
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100Hz |
0,5 V |
2,4 V |
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10 kHz |
0,5 V |
4,9 V |
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1 kHz |
0,5 V |
2,3 V |
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15 kHz |
0,5 V |
4,9 V |
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10 kHz |
0,5 V |
2,2 V |
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20 kHz |
0,5 V |
4,8 V |
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15 kHz |
0,5 V |
2,2 V |
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25 kHz |
0,5 V |
4,6 V |
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20 kHz |
0,5 V |
2,2 V |
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35 kHz |
0,5 V |
4,4 V |
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18,8 |
25 kHz |
0,5 V |
2,2 V |
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45 kHz |
0,5 V |
4,1 V |
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50 kHz |
0,5 V |
2,2 V |
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50 kHz |
0,5 V |
3,8 V |
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75 kHz |
0,5 V |
2 V |
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60 kHz |
0,5 V |
3,5 V |
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100kHz |
0,5 V |
1,8 V |
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75 kHz |
0,5 V |
3 V |
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150kHz |
0,5 V |
1,4 V |
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100kHz |
0,5 V |
2,4 V |
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200kHz |
0,5 V |
1,2 V |
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125kHz |
0,5 V |
2 V |
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250kHz |
0,5 V |
0,9 V |
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150kHz |
0,5 V |
1,7 V |
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300kHz |
0,5 V |
0,8 V |
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200kHz |
0,5 V |
1,3 V |
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350kHz |
0,5 V |
0,7 V |
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250kHz |
0,5 V |
1 V |
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400kHz |
0,5 V |
0,6 V |
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300kHz |
0,5 V |
0,8 V |
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450kHz |
0,5 V |
0,55 V |
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350kHz |
0,5 V |
0,7 V |
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500kHz |
0,5 V |
0,5 V |
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400kHz |
0,5 V |
0,6 V |
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450kHz |
0,5 V |
0,55 V |
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500kHz |
0,5 V |
0,5 V |
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