Applicazioni non lineari

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Applicazioni non lineari Rilevatore di zero In questa applicazione e nelle successive, non si ricorre all’uso della retroazione negativa, questo per sfruttare meglio il tratto verticale della transcaratteristica, in modo da avere in uscita un passaggio netto tra uno stato e l’altro, la mancanza della retroazione negativa o addirittura l’uso della reazione positiva, consente di dire che non vale più la relazione Vd = 0, perché non si lavora più in zona lineare e l’uscita Vu ammette solo due valori: +Um o -Um, come si può facilmente intuire dalla transcaratteristica. Come si può vedere in figura, questo circuito rileva il passaggio per lo zero della Vi. Essendo il segnale di ingresso applicato al terminale (-), l’uscita Vu sarà uguale a +Um se Vi è maggiore di zero e -Um se minore di zero. Se invece voglio che la Vu risulti uguale a -Um per Vi>0 e +Um per Vi<0, devo usare come ingresso il terminale invertente. Infatti, in questo circuito le cose sono invertite rispetto al circuito precedente, perché in questo caso il segnale di ingresso è applicato al terminale (-). Comparatore Il comparatore è simile al rilevatore di ero a parte il fatto che l'uscita Vu cambia stato non in corrispondenza dello zero ma per un valore diverso da zero della Vi. Il circuito mostrato sopra compara il segnale Vi con una tensione fissa "E", se il valore della Vi è inferiore ad E, la Vu vale -Um, quando Vi supera la tensione E, Vu passa da -Um a +Um. In quest'altro circuito le cose sono invertite perché adesso il segnale Vi è applicato al terminale invertente. Se il generatore di tensione viene applicato con il positivo verso massa in modo da avere il terminale negativo verso l'ingresso dell'operazionale allora l'uscita Vu cambia stato in corrispondenza della tensione -E (negativa). Comparatore con isteresi Nei rivelatori di zero e nei comparatori già visti esiste il problema dei disturbi sovrapposti al segnale di ingresso. Quando il segnale di ingresso passa per lo zero (o per una tensione di riferimento), ed è presente un disturbo sovrapposto al segnale di ingresso, si possono verificare all'uscita delle commutazioni indesiderate. Queste commutazioni indesiderate non ci permettono di stabilire univocamente il momento in cui si ha il passaggio per lo zero (o per la tensione di riferimento). Per risolvere questo problema si ricorre all'uso del comparatore con isteresi che in pratica deriva dal comparatore già visto prima, dove però viene usata la retroazione positiva, cioè viene riportata parte della tensione di uscita all'ingresso non invertente. Vediamo di analizzare il comportamento di questo dispositivo. La retroazione positiva introduce due soglie, una positiva Vt+, e una negativa Vt-, che valgono rispettivamente: Vt+ = [R2/(R1+R2)](+Um), Vt- = [R2/(R1+R2)](-Um). All'interno di queste due soglie, uguali in modulo, ma di segno opposto, il dispositivo non risente di eventuali disturbi presenti all'ingresso, sempre che l'ampiezza di questo non supera il valore di una delle soglie. Come si nota in figura ora la commutazione dell'uscita non avviene più in corrispondenza dello zero ma avviene in corrispondenza di una delle due soglie, per cui l'eventuale disturbo sovrapposto al segnale di ingresso Vi, non influenzerà l'uscita. Come mostrato in figura, l'uscita Vu cambia stato quando l'ingresso supera una delle due soglie (negativa o positiva), ma per ottenere la successiva commutazione dell'uscita è necessario superare l'altra soglia. L'intervallo Vt+ – Vt- = VH è detto isteresi e dipende dalle due resistenze. Vediamo di analizzare il tutto usando la caratteristica ingresso uscita detta anche "caratteristica di trasferimento". Come si può vedere dalla figura, se la Vi si trova al di sotto della soglia negativa (Vt-) e cresce, la oltrepassa senza che l'uscita cambia stato; questo fino a quando arriva in corrispondenza della (segue nel file da scaricare)