Stabilizzare la linea di zero

In laboratorio di elettronica ci hanno fatto costruire un circuito che genera prima un'onda quadra poi una triangolare con un integratore.

Il circuito funzionava, ma l'onda triangolare risultava molto scentrata, di qualche volt...traslata verso il basso. Il prof ci ha spiegato che deriva da un'extra corrente che entra nell'integratore...senza chiarire da dove vien fuori.

E cos=EC ci ha fatto attaccare al nodo d'ingresso un potenziometro che drenava questa corrente. E questo ho capito perch=E8.

Ma dopo un po' divergeva di nuovo...E anche questo mi e' chiaro...Se non e' perfettamente uguale la corrente alla fine dopo un po' diverge di nuovo.

E per risolvere questo ci ha fatto mettere una resistenza di impedenza molto alta rispetto all'impedenza del condensatore...In modo che il circuito fosse praticamente uguale a prima...Per=F2 se non divergeva pi=F9 uguale non era...E non ho ben capito come sta resistenza impediva che divergesse...

Vi allego lo schema del circuito in FIDOCAD con gi=E0 aggiunte resistenza in parallelo al condensatore dell'integratore e potenziometro per drenare la corrente..

[FIDOCAD ] MC 115 0 0 0 170 LI 100 15 120 15 LI 140 20 140 0 LI 140 0 125 0 LI 115 0 105 0 LI 105 0 105 15 MC 115 30 0 0 040 LI 115 25 115 35 MC 80 15 0 0 080 LI 60 15 80 15 LI 90 15 100 15 MC 85 35 0 0 040 LI 85 35 95 35 MC 105 35 3 1 114 LI 100 30 100 15 MC 110 45 2 0 115 LI 110 50 110 45 LI 105 35 110 35 LI 105 0 105 -5 MC 115 25 2 1 580 TY 135 22 5 3 0 0 0 * Vt LI 140 -10 130 -10 MC 130 -10 1 0 115 LI 105 -10 120 -10 LI 105 -5 105 -10 LI 140 5 140 -10 MC 35 -5 0 0 080 MC 35 20 2 1 580 LI 60 15 60 30 LI 25 30 25 20 MC 25 10 1 0 170 LI 60 15 60 -5 LI 60 -5 45 -5 LI 35 -5 25 -5 LI 25 -5 25 10 MC 60 30 1 0 115 LI 35 10 25 10 MC 25 30 0 0 040 LI 50 30 35 30 MC 25 30 3 0 115 LI 35 20 35 30 MC 110 50 0 0 020
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Luca85
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Ciao Messi valori a buon senso sul tuo circuito e simulato, si vede chiaramente che uno spostamento della simmetria rispetto allo zero dell'onda triangolare nasce semplicemente da una dissimetria delle tensioni di alimentazione. Se invece del +10 V / -10V hai +9V / -11V, nasce inevitabilmente uno spostamento del valor medio. Quindi e' molto probabile che la causa sia nella instabilita' della alimentazione duale.

Ciao Giorgio

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giorgiomontaguti

Il circuito funzionava, ma l'onda triangolare risultava molto scentrata, di qualche volt...traslata verso il basso. Il prof ci ha spiegato che deriva da un'extra corrente che entra nell'integratore...senza chiarire da dove vien fuori. ----------------

E' evidente nel circuito che l'operazionale, se ha solo il condensatore come elemento di controreazione, non è controreazionato in continua. In continua, infatti, un condensatore ideale non lascia passare corrente. Ciò vuol dire che, qualunque tensione continua venga a trovarsi in uscita, l'operazionale riesce a stare in una condizione di quiete. Con questo intendo dire che se, in qualche modo, si accumulano cariche sul condensatore, la tensione di uscita deriva senza che l'opamp prenda provvedimenti. Anche l'espressione matematica dell'integrale giustifica ciò. Nel caso di un circuito integratore: Vu=-(1/RC) integrale da 0 a t (Vin dt) +V0, dove V0 può assumere qualunque valore.

Da Armando Cupido, Elettronica Generale, volume secondo - Ed.Cupido,

1984:

"Nel caso di un operazionale reale le tensioni e le correnti di offset caricano il condensatore di reazione C dando luogo ad una tensione di uscita che varia costantemente nel tempo, fino a portare l'uscita in saturazione (valore massimo positivo o negativo). In pratica il circuito integratore esegue anche l'integrale del segnale di offset; si dice anche che si ha una deriva di integrazione. Un circuito pratico per minimizzare tale fenomeno è riportato in fig.40. In esso la resistenza R2 (tra il "+" dell'opamp e GND), dimensionata in maniera tale da essere uguale al parallelo tra la resistenza in serie all'ingresso (R1) e quella che andremo ad aggiungere al condensatore (R0) ha lo scopo di minimizzare l'offset di corrente. La R0, che andiamo a mettere in parallelo al condensatore, viene scelta in modo che il suo valore risulti molto più grande rispetto alla reattanza che il condensatore assume alla più bassa frequenza che può raggiungere il segnale da integrare. Ne consegue che, nei riguardi del segnale da integrare, l'effetto di R0 è da ritenere trascurabile mentre, nei riguardi dei segnali di offset, che sono costanti o molto lentamente variabili nel tempo, la reattanza del condensatore diventa grande rispetto a R0, rendendo il condensatore ininfluente"

Eventualmente è possibile aggiungere una regolazione dell'offset. Alcuni opamp dispongono di piedini appositi.

Ciao Gianluca

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Gianluca

L'alimentazione era di ottima qualita'...Quindi al massimo mi aspetto differenze di un decimo di volt su 12...

Sta di fatto che pensandoci ero arrivato a pensare che il fatto che i valori H e L della quadra se non fossero stati perfettamente identici in modulo nel tempo avrebbero portato a far divergere la funzione integrata. Infatti in un punto avanzato di sistemazione del circuito avevamo messo all'uscita del comparatore due Zener per rendere costante il livello di uscita...Ma divergeva lo stesso. Ho pensato che poteva essere perch=E8 lo zener polarizzato inversamente ha s=EC una tensione ultraprecisa...ma quello in conduzione invece non altrettanto.

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Luca85

Ciao La simulazione dice che il primo opamp fornisce una onda quadra (coi valori messi da me)decente e dal secondo esce un triangolo perfettamente simmetrico rispetto allo zero . Salvo che tu abbia messo resistenze da oltre 10 Mohm, non dovresti avere stranezze. Semplicemente non avete misurato bene le due tensioni duali di alim !!!(devono esser duali !!!! e identiche come valore !!! per avere un triangolo simmetrico.) Comunque non ti conviene raccontarlo al prof....dopo che si e' arrampicato sugli specchi.....con spiegazioni ..fumose !! Ciao Giorgio

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giorgiomontaguti

Era la prima esperienza di laboratorio... E succedeva a tutti! Infatti il punto 1) della scheda era costruire il circuito e il punto 2) per tutti stabilizzare la linea di zero! Le resistenze le abbiamo dimensionate noi...Tutte tra i 10 e i 500K mi pare.. Niente valori assurdamente alti o altro.. Oscillava a 4,4KHz.

Come alimentazione avevamo i trasformatoroni ultrastabilizzati da laboratorio che davano gi=E0 il duale.. E la lettura sui due canali era

+/- 12,00 con due zeri di precisione...

Nella simulazione non divergeva nemmeno a noi il che =E8 anche ovvio perch=E8 in teoria la quadra =E8 perfettamente simmetrica. Se per=F2 supponi per caso che sia scentrata di un pochino la quadra, cosa che potrebbe essere... Col tempo la triangolare si sposta verso un estremo. Quello spostamento anche infinitesimo viene integrato dall'integratore e alla fine satura un po'.

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Luca85

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