breve introduzione agli strumenti del banco di … · oscilloscopio analogico tektronix 2245a....
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Elettronica I- Lab. Did. Elettronica Circuitale -
BREVE INTRODUZIONE AGLI STRUMENTI DEL
BANCO DI MISURA
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Generatore di FunzioniT T i - TG2000
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Generatore di FunzioniT T i - TG2000
Genera i segnali di tensione Uscita BNC
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Regolazioni principali
Forma d’onda del Segnale
Frequenza del Segnale
Ampiezza picco-picco del Segnale
Offset (comp. continua del Segnale)
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Generatore di FunzioniT T i - TG2000
Dopo aver impostato il generatore ed aver effettuato gli opportuni controlli mettere su ON (si accende il LED rosso)
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Oscilloscopio AnalogicoTektronix 2245A
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Oscilloscopio Analogicoa Raggi Catodici
Visualizza i segnali nel dominio del tempo (Banda 100MHz)
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Pannello Frontale
Schermo Controllo “Trigger”
RegolazioneSchermo
Canali eControlli
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Canali di Ingresso
Ingresso BNC
Canale 1
Segnale d’ingresso
Accoppiamento in ingresso:Direct Coupling
(DC)Alternate Coupling
(AC)Riferimento di massa
(o linea a 0 V)
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Visualizzazione e Posizionedel Livello della Continua
ControlloPosizione
della Continua
Visualizzazione dei canali ON/OFF
Posizione della ContinuaNB: La continua del
Segnale (il suo valore medio) NON viene
alterata!!!Si cambia solo la
posizione del Segnale sullo schermo!!!
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Controllo delle Scale di Visualizzazione
Scala VerticaleVolt/div
(Una per canale)
Anche in questo caso il Segnale NON viene alterato!!!E’ solo la visualizzazione che cambia!!!
Scala Orizzontale
(Comune)
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Controlli per le Misure di Tempo e Tensione
0.5V
CancellazioneCursori
50Hz 20ms
Regolazione Posizione Cursori(Posizione Iniziale + Offset)
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Sonda Oscilloscopio 10.1
Coccodrillo di Massa
Punta Sonda
ConnettoreBNC
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Elettronica I- Lab. Did. Elettronica Circuitale -
Per ogni problema:
Dispense del Laboratorio
Tecnico del Laboratorio
Docente / Tutor
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Elettronica I- Prima Esercitazione -
RISPOSTA IN FREQUENZA DICIRCUITI RC / CR
PASSA BASSO / PASSA ALTO
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RC Passa BassoSchema Circuitale
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RC Passa BassoDiagramma di Bode - Modulo
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Misura di Modulo e Fase di F(j) al variare di
Funzione risposta in frequenza: F(j) = Vout(j)/Vin(j)
Scopo:1. misurare |F(j)| e = arg[F(j)] al variare di 2. Tracciare i diagrammi di Bode di modulo e fase di F(j) e determinare fc
Procedura: creazione di una tabella di dati
Freq [Hz] Vin [V] Vout [V] Vout/Vin |Vout/Vin|dB t [s] [°]100
200
500
1k
2k
5k
...
1M
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Misura di Ampiezza: |F(j)|
Vin
Vout
Misura delle ampiezze di Vin e Vout tramite i cursori orizzontali
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Misura di Fase: = arg[F(j)]
Misura del “ritardo” t di Vout rispetto a Vin tramite i cursori verticali
t
Δt : T = : 360 = - 360° · t / T = - 360° · t · f
Vin
Vout
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RC Passa BassoDiagramma di Bode - Modulo
f-3dB
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RC Passa BassoDiagramma di Bode - Fase
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tR: Rise Time (Tempo di Salita) fc = 0.35 / tR
RC Passa BassoRisposta al gradino di Tensione
10%
90%
tR
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CR Passa AltoSchema Circuitale
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CR Passa AltoDiagramma di Bode - Modulo
f-3dB
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CR Passa AltoDiagramma di Bode - Fase
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CR Passa AltoRisposta al gradino di Tensione
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Elettronica I- Seconda Esercitazione -
RISPOSTA IN FREQUENZA DI CIRCUITI CON AMPLIFICATORI OPERAZIONALI
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AlimentatoreTektronix PS283
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Generatore di Tensione
Indipendenti
5V(fissi)
0-30V(var.)
ParalleloSerie
Premere i tasti solo a strumento spento!!!
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Regolazione Tensione eLimite di Corrente
Spie che indicano i due regimi(Attenzione a C.C.!!!)
V
IIMAX
VDC
C.V. C.C.
IMAX : Limite di corrente (2A)
Spia C.C.per il generatore
5V 3A
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Oscilloscopio Digitale Tektronix TBS2102
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Pannello Frontale
USB
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Canali di Ingresso
Canale 1traccia gialla
Canale 2traccia azzurra
Scale verticali
Scala orizzontale
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Canali di Ingresso
CH1traccia gialla
CH2traccia azzurra
Ingressi BNC
Visualizzazione e posizione delle tracce
Controllo delle Scale di Visualizzazione
Visualizzazione canali
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Controllo della Scala di Visualizzazione
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Accoppiamento in ingresso Coupling:( Configurare CH1 e CH2 )
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Accoppiamento in ingresso Coupling:( Configurare CH1 premi … e poi CH2 premi )
1 premi 2 ruota e seleziona
3 premi
4 esci dal Menu
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Misura di tensione picco-picco( Misurare CH1 … e poi CH2 )
1 premi
4 ruota, seleziona e …2 premi
5 regolazione Fine movimento barra 1 e premi per passare alla barra 2
3 seleziona
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Misura del Δt( Misurare CH2 – CH1 )
1 premi
2 premi3 seleziona4 ruota, seleziona e …
5 regolazione Fine movimento barra 1 e premi per passare alla barra 2
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Sonda Oscilloscopio 10.1
Punta Sonda
Coccodrillo di Massa
Connettore BNC
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CONTROLLARE eventuale ATTENUAZIONEINPUT = Cavo BNC = CH1 = 1X
OUTPUT = Sonda Oscilloscopio = CH2 = 10X
1 premi2 premi
3 ruota e seleziona 1X 4 premi
5 premi
ruota e seleziona 10X
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Configurazione Invertente
Circuito ATTIVO: l’amplificatore operazionale va alimentato
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OpAmp Ideale
Rin = +∞
Rout = 0 Ω
V+
V-Vo
+
-
Aa = = +∞Vo
V+ - V-
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Configurazione Invertentecon OpAmp Ideale
Vout
Vin
R2
R1
GCI = = -
Corto Circuito Virtuale:V+ = V-
Guadagno Configurazione Invertente:
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Configurazione Invertente
Circuito ATTIVO: l’OpAmp va alimentato:SATURAZIONE DEL NODO DI USCITA
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OpAmp A741DdB del Modulo di Aa(jω)
Vedi anche grafico a pag. 81 in basso sulle dispense
Diagramma di Bode (modulo) del guadagnodell’amplificatore operazionale ad anello aperto
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Misura di Modulo e Fase di F(j) al variare di
Funzione risposta in frequenza: F(j) = Vout(j)/Vin(j)
Scopo:1. misurare |F(j)| e = arg[F(j)] al variare di 2. Tracciare i diagrammi di Bode di modulo e fase di F(j) e determinare fc
Procedura: creazione di una tabella di dati
Freq [Hz] Vin [V] Vout [V] Vout/Vin |Vout/Vin|dB t [s] [°]100
200
500
1k
2k
5k
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Misura di Ampiezza: |F(j)|
Misura delle ampiezze di Vin e Vout tramite i cursori orizzontali
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Misura di Fase: = arg[F(j)]
Δt : T = : 360 = - 360° · t / T = - 360° · t · f
t
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Configurazione Invertente Diagramma di Bode - Modulo
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OpAmp A741 – Anello ApertoDiagramma di Bode – Modulo
Vedi anche grafico a pag. 81 in basso sulle dispense
Diagramma di Bode (modulo) del guadagnodell’amplificatore operazionale ad anello aperto
Diagramma di Bode (modulo)dell’amplificatore invertente in esame
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OpAmp A741 - Anello ApertoDiagramma di Bode - Modulo
Vedi anche grafico a pag. 81 in basso sulle dispense
Diagramma di Bode (modulo) del guadagnodell’amplificatore operazionale ad anello aperto
Diagramma di Bode (modulo)dell’amplificatore invertente in esame
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Configurazione Invertente Diagramma di Bode - Fase
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Corto Circuito Virtuale «Reale»
Effetto del guadagno ad anello aperto sul Corto Circuito Virtuale:
misura dell’ampiezza della tensione V- al variare della
frequenza (V+ = 0 V)
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OpAmp A741Diagramma del Modulo di Aa(jω)
Vedi anche grafico a pag. 81 in basso sulle dispense
Diagramma di Bode (modulo) del guadagnodell’amplificatore operazionale ad anello aperto
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Se l’OpAmp Satura, vale il Corto Circuito Virtuale?
NO! Perché? … Pensate al valore di Aa…
L+
L-
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tR: Rise Time (Tempo di Salita) fc = 0.35 / tR
10%
90%
tR
Amplificatore InvertenteRisposta al Gradino
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Integratore di MillerApprossimato
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Stima Diagramma di Bode del Modulo
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Stima Diagramma di Bode del Modulo
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Stima Diagramma di Bode del Modulo
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Stima Diagramma di Bode del Modulo
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Stima Diagramma di Bode del Modulo
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Integratore di MillerDiagramma di Bode - Modulo
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Integratore di MillerDiagramma di Bode - Fase
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Integratore di MillerRisposta all’Onda Quadra (1)
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Integratore di MillerRisposta all’Onda Quadra (2)
Frequenza 1kHz => Integratore!
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Configurazione Non Invertente
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Configurazione Non Invertente Diagramma di Bode - Modulo
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Configurazione Non Invertente Diagramma di Bode - Fase
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Effetto della Tensione e delle Correnti di Offset
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Effetto della Tensione e delle Correnti di Offset
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Elettronica I- Terza Esercitazione -
CIRCUITI CON DIODI
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Caratteristica I(V) delDiodo 1N4148
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Raddrizzatore a Singola Semionda (uscita 1)
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Raddrizzatore a Singola Semionda (uscita 1)
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Caratteristica Vout (Vin)
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Raddrizzatore aPonte di Diodi (uscita 2)
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Raddrizzatore aPonte di Diodi (uscita 2)
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Caratteristica Vout (Vin)
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Limitatore al Valore Superiore Clipping (uscita 3)
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Limitatore al Valore Superiore Clipping (uscita 3)
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Caratteristica Vout (Vin)
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Limitatore al Valore Inferiore Clipping (uscita 4)
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Limitatore al Valore Inferiore Clipping (uscita 4)
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Caratteristica Vout (Vin)
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Limitatore Max/MinClipping
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Limitatore Max/MinClipping
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Caratteristica Vout (Vin)
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Aggancio del Massimo Clamping (uscita 5)
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Aggancio del Massimo Clamping (uscita 5)
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Aggancio del Minimo Clamping (uscita 6)
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Aggancio del Minimo Clamping (uscita 6)
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Polarizzazione e Parametri di Piccolo Segnale
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Polarizzazione Diretta (E < 0V)
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Polarizzazione Inversa (E > 0V)
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Polarizzazione Inversa(E > 0V)
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Elettronica I- Quarta Esercitazione -
INVERTITORI REALIZZATI CON
TRANSISTORI NMOS
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Transistore NMOS ad Arricchimento (1)
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Transistore NMOS ad Arricchimento (2)
VGS varia da 0 a 5V (passo .5V)
Famiglia delle caratteristiche Id - Vds
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Invertitore NMOS con Carico ad Arricchimento (1)
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Invertitore NMOS con Carico ad Arricchimento (2)
Caratteristica Vout - Vin
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Invertitore NMOS con Carico ad Arricchimento (3)
Risposta ad un ingresso ad onda quadra
Vout
Vin
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Invertitore NMOS con Carico a Svuotamento (1)
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Invertitore NMOS con Carico a Svuotamento (2)
Caratteristica Vout - Vin
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Invertitore NMOS con Carico a Svuotamento (3)
Vout Vin
Risposta ad un ingresso ad onda quadra
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Invertitore CMOS (VDD = 3V)
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Risposta statica all’Onda Quadra (f = 1 kHz)
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Caratterizzazione Invertitore CMOS
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Stima di VTH: Vout = Vin = VTH
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Caratteristica Vout (Vin)
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Stima di VIL e VIH
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Stima di G
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Risposta all’Onda Quadra con Carico Capacitivo (f = 10 kHz)
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Stima di tr e tPLH (con C)
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Stima di tf e tPLH (con C)
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Stima di KN (con C)
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Stima di KP (con C)