Elettronica AS 2011/2012 Classe

Materia:
A.S. 2011/2012
Docente:
Elettronica
Classe:
4° B
Prof. Ugo Viola
PROGRAMMA CONSUNTIVO
PREMESSA
Anche questo anno scolastico è stato caratterizzato dalla contrazione dell’orario di lezione che si è ridotto a sole 4
ore (2 di teoria + 2 di laboratorio), di conseguenza la programmazione è stata ridefinita mediante contrazione degli
argomenti.
La metodologia di insegnamento, comunque, non è stata modificata rispetto agli anni precedenti e quindi si è
deciso di continuare a privilegiare la teoria relativa alla componentistica integrata, rispetto a quella discreta, in
considerazione del fatto che la maggior parte delle apparecchiature commerciali e industriali fa uso di circuiti
integrati operazionali e/o di circuiti integrati “dedicati”. Dal punto di vista didattico si è quindi scelto di iniziare al più
presto l’utilizzo dell’amplificatore operazionale affinché lo studente ne comprenda tutti gli aspetti, sia teorici, sia
pratici, lasciando alla materia di T.D.P. l’introduzione dei componenti discreti (diodo, BJT, JFET, MOSFET) e le
relative applicazioni di base.
La programmazione iniziale a preventivo è stata rispettata.
L'utilizzo dell'oscilloscopio digitale ha permesso, grazie alla funzione matematica Fast Fourier Transform, la verifica
del teorema di Fourier e l'analisi dei circuiti anche nel dominio delle frequenze e non solo nel dominio del tempo.
Per quanto riguarda l'aspetto pratico relativo alle misure, si è cercato di raggiungere più obiettivi formativi:
_consolidare l'uso di strumenti già noti ed allargarne il campo di applicazione;
_verificare sperimentalmente le nozioni teoriche introdotte mediante misure su uno o più circuiti;
_la comprensione e l'uso dei manuali di laboratorio relativi alla strumentazione e alla componentistica utilizzata.
_impostare, in modo autonomo, semplici misure sui circuiti analizzati in teoria.
Il testo di riferimento è il ”MANUALE DI ELETTRONICA E TELECOMUNICAZIONI” Autori: BIONDO E.SACCHI,
HOEPLI.
Contenuti disciplinari
Argomento Quadripoli Lineari Amplificatori.
(Argomento fondamentale per le discipline di Elettronica e Telecomunicazioni)
Generalità: quadripoli passivi ed attivi. Quadripoli attivi: amplificazione, funzione di trasferimento,
guadagno, impedenza di ingresso e di uscita, banda passante. Attenuazione e guadagno espressi in
decibel.
Amplificatore ideale e reale: guadagno di tensione, di corrente, di potenza, modello equivalente del
doppio bipolo con generatore reale di tensione di uscita; concetto di guadagno a vuoto e sotto carico,
impedenza di ingresso e di uscita, banda passante e distorsione armonica. Collegamento di più
amplificatori in cascata accoppiati sia in continua, sia in alternata.
Argomento Reazione Negativa.
Generalità, algebra degli schemi a blocchi, schema a blocchi di un sistema retroazionato, calcolo del
guadagno in presenza di retroazione, effetti della retroazione sul guadagno, sulla banda passante, sulla
distorsione e sul rumore. Confronto tra amplificatori a catena aperta e amplificatori reazionati.
Argomento Amplificatori Operazionali (amp. op.).
Caratteristiche principali degli amplificatori operazionali ideali e reali (uA741, TL071, LF411); dati tecnici
di un amp. op. reale: resistenze di ingresso; rapporto di reiezione di modo comune (CMRR); massima
variazione della tensione di uscita (Slew Rate); prodotto guadagno banda (GBw); tensione di offset,
misura e compensazione della tensione di offset; deriva termica.
Amplificatore operazionale funzionante a catena chiusa. Cortocircuito e apertura virtuale agli ingressi di
un amplificatore operazionale funzionante in regime lineare. Analisi della configurazioni fondamentali
mediante il metodo semplificato dei principi virtuali e del metodo dei potenziali ai nodi.
Analisi, esempi di progetto e prove pratiche relative alle configurazioni: invertente e non invertente,
amplificatore sommatore invertente, amplificatore sommatore algebrico, amplificatore traslatore di livello
e amplificatore differenziale.
Amplificatore differenziale: tensione differenziale e di modo comune, guadagno differenziale e di modo
comune, rapporto di reiezione di modo comune (CMRR) e relativa prova pratica di laboratorio. Nelle
prove pratiche di laboratorio sono stati impiegati amplificatori operazionali tipo LM741, TL071, LF411.
Amplificatore differenziale per strumentazione, schema elettrico, formula del guadagno, applicazioni
pratiche con circuiti di misura a ponte resistivo, circuito integrato INA114, analisi dei data sheet, metodo
di progetto. Esempi, esercizi di progettazione e prova pratica di laboratorio con INA114.
Circuiti per il condizionamento di sensori di temperatura lineari
Analisi dei più comuni trasduttori di temperatura:
_PT100: legge della dipendenza della resistenza dalla temperatura, campo di temperatura e dati tecnici,
effetto dell’autoriscaldamento, collegamento a tre e quattro fili; circuito di condizionamento a ponte
linearizzato, analisi, esempi di progetto e prova pratica di misure.
_AD590: legge della dipendenza della corrente dalla temperatura, campo di temperatura e dati tecnici;
circuito di condizionamento mediante convertitore I/V con offset di corrente, analisi, esempi di progetto
e prova pratica di misure.
_LM35: legge della dipendenza della tensione dalla temperatura, campo di temperatura e dati tecnici;
circuito di condizionamento mediante amplificatore senza offset e con offset, analisi, esempi di progetto
e prova pratica di misure.
Argomento Circuiti Comparatori
Amplificatore operazionale funzionante a catena aperta. Comparatori invertenti e non invertenti,
comparatore a finestra, comparatore invertente con isteresi (trigger di Schmitt), analisi dei circuiti, forme
d’onda, caratteristiche di trasferimento, metodo di analisi, metodo di progetto, esempi di schemi circuitali
per l’accensione di diodi Led di segnalazione luminosa, esercizi e prove pratiche di laboratorio sia con
amplificatori operazionali, sia con comparatori LM339 a singola alimentazione.
Argomento Circuiti non lineari con Amp. Op.
Circuiti comprendenti dispositivi non lineari e amplificatori operazionali. Diodo ideale e reale: modelli
circuitali equivalenti.
Circuiti raddrizzatori di precisione a singola e a doppia semionda positiva e negativa, analisi dei circuiti,
forme d’onda e caratteristiche di trasferimento, metodo di progetto e prove pratiche di laboratorio.
Circuiti di limitazione a uno e a due livelli con amplificatori operazionali e con diodi e/o diodi zener,
analisi dei circuiti, forme d’onda e caratteristiche di trasferimento, metodo di progetto e prove pratiche di
laboratorio.
Argomento Circuiti non lineari con Amp. Op. e condensatore
Legge di carica e scarica di un condensatore: formula diretta e inversa.
Reazione positiva, generalità, multivibratore astabile con amp. op., schema elettrico, principio di
funzionamento, forme d’onda, formule di analisi.
Modena 9 giugno 2012
L'insegnante
Prof. Viola Ugo
I rappresentanti della classe 4 B
Pappagallo Pasquale
________________________
Pellacani
________________________
Federico