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RADDRIZZATORE DI PRECISIONE A DUE SEMIONDE
                               © by Vittorio Crapella - i2viu

OBIETTIVI:

  1. Analisi /comprensione del funzionamento del raddrizzatore con operazionale;
  2. Saper realizzare, collaudare il circuito e rilevare le forme d’onda;
  3. Conoscere i vantaggi di un simile raddrizzatore.

                         SCHEMA RADDRIZZATORE:

SPIEGAZIONE

Con la semionda positiva di Vi attraverso R1 tende a salire l’ingresso invertente pin 6 e di conseguenza l’uscita di OP1 tende a scendere e pertanto condurrà il diodo D1 che possiamo ritenere come un corto mentre D2 sarà interdetto e cioè circuito aperto, ne consegue che il circuito può essere ridisegnato come segue:

Ora OP1 e OP2 sono configurati come  due amplificatori invertenti.

OP1 avrà un guadagno A = - R2 / R1 e la Vo pin 7 sarà Vo = -Vi x A

Se R1=R2 sarà A = 1 pertanto Vo = - Vi

Per ricondurre anche OP2 ad un amplificatore invertente dobbiamo dimostrare che il pin non invertente di OP2 (pin 3) è a massa.

Infatti R3 è collegata al pin 6 ingresso invertente di OP1 che virtualmente è come se fosse a massa dovendo essere allo stesso potenziale del pin 5 ingresso non invertente che è collegato a massa.

Per comprendere bene quanto appena detto consideriamo solo la configurazione di OP1 come invertente  che sappiamo amplifica sempre la differenza  fra i due ingressi pin – e pin + e che  l’uscita Vo salirà (o scenderà) di tensione tanto quanto basta a riportare in retroazione  tramite R2 un segnale da eguagliare quello di ingresso affinché Vpin - = Vpin+ che è a massa cioè 0V e pertanto anche il pin - è virtualmente a massa.

Ne consegue che il pin 3 di OP2 e come se fosse a massa e pertanto

Vu = - Vo x R5 / R4  Essendo R5=R4  Vu = -Vo ma se Vo = - Vi  sarà pure

Vu = - (-Vi) = +Vi

Abbiamo così dimostrato che la semionda positiva di ingresso la ritroviamo pari pari in uscita .

Consideriamo ora la semionda negativa di Vi che entrando sull’invertente di OP1 tenderà a far salire Vo e pertanto questa volta condurrà D2 e sarà interdetto D1 e il circuito è riconducibile al seguente:

OP1 risulta ancora configurato come invertente  ma questa volta il nodo pin 6 invertente tende a 0V (massa virtuale) per la reazione di due rami, uno per R3 e uno per R2,R4 e R5.

Se Vi tende a scendere Vo tende a salire così pure pin 3 non invertente di OP2 sale come pure pin 1 cioè Vu.

Ora dobbiamo dimostrare a che valore salgono  sia Vo che Vu affinché i due nodi di confronto invertenti eguagliano i non invertenti di OP1 e OP2.

Precisamente  l’invertente di OP1 dovrà essere 0V e dovrà essere soddisfatta la seguente eguaglianza:

     -Vi/R1 = Vo/R3 + Vu/(R2+R4+R5)

se le R sono tutte uguali  si può scrivere anche

     -Vi/R = Vo/R + Vu/3R

moltiplicando entrambi i membri per R si ottiene:

     -Vi = Vo + Vu/3     da cui    Vo = -Vi -Vu/3      [ 1 ]

ma Vu è anche data da OP2, che ha un guadagno A = 1+ R5/(R2+R4),  come   

Vu = Vo +Vo x R5/(R2+R4)

Se le R sono uguali  diventa

Vu = Vo +Vo x R/2R = Vo + Vo/2 = 3/2 Vo

Sostituendo Vo con la [ 1 ] si ottiene :

Vu = 3/2(- Vi –Vu/3) =  -3/2Vi –Vu/2

Moltiplicando ambo i membri per 2 si ottiene

2Vu =-3Vi –Vu    da cui      2Vu + Vu = -3Vi 

3Vu = -3Vi  cioè   Vu = -Vi

Come volevasi dimostrare anche la semionda negativa – Vi la ritroviamo pari pari in uscita ma con segno positivo +Vu.              Applicazione pratica              

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