Relazione di

elettronica

Titolo:

risposta in frequenza in un amplificatore operazionale in configurazione invertente.

Scopo:

realizzare un amplificatore invertente (μA 741) che fornisca un guadagno uguale a 10.

Materiale:

Bread board, amplificatore operazionale integrato μA 741, oscilloscopio, alimentatore, generatore di funzioni

Prerequisiti:

La banda passante è l’intervallo di frequenza compreso tra 0 e la frequenza di taglio e può essere definita in tre modi diversi: rispetto al guadagno, rispetto al guadagno espresso in db e in modo matematico.

La frequenza di taglio si ha quando si riduce del 70% rispetto al valore di centro banda (riferito al guadagno);

In corrispondenza della frequenza di taglio il guadagno si riduce di 3db (riferito al guadagno espresso in db)

Nel caso matematico il guadagno si riduce di  2 volte.

Schema elettrico:

Condotta della prova:

Realizzare un’amplificatore invertente μA 741 che fornisca un guadagno|AV|=10. Applicare in ingresso un’onda sinusoidale di ampiezza VSPP = 200mV e, variando la frequenza da 10Hz a1MHz, rilevare i valori di VOPP per tracciare il diagramma di risposta in frequenza (modulo del guadagno). Quanto vale la banda passante?

Tabella:

VsPP	f	VoPP	|AV| = VoPP/VsPP	Adb = 20 log VoPP/VsPP
0,2	10	2	10	20
0,2	50	2	10	20
0,2	100	2	10	20
0,2	200	2	10	20
0,2	300	2	10	20
0,2	500	2	10	20
0,2	700	2	10	20
0,2	1K	2	10	20
0,2	10K	1,98	10	20
0,2	20K	1,96	10	20
0,2	30K	1,92	10	20
0,2	40K	1,88	9	19
0,2	50K	1,8	9	19
0,2	60K	1,73	9	19
0,2	70K	1,65	8	18
0,2	80K	1,57	8	18
0,2	90K	1,48	7	17
0,2	96,6K	1,41	7	17
0,2	100K	1,4	7	17
0,2	120K	1,26	6	16
0,2	150K	1,08	5	15
0,2	180K	0,946	5	13
0,2	200K	0,844	4	13
0,2	250K	0,688	3	11
0,2	300K	0,571	3	9
0,2	400K	0,439	2	7
0,2	500K	0,35	2	5
0,2	600K	0,295	1	3
0,2	700K	0,248	1	2
0,2	800K	0,212	1	1
0,2	900K	0,189	1	0
0,2	1M	0,163	1	-2

La frequenza di taglio è uguale a 96,6KHz, quindi la tensione di uscita è di 1,41 (perché si riduce di  2 volte); il guadagno è 7 (perché si riduce del 70%) e il guadagno espresso in db si riduce i 3 db (17) rispetto al valore iniziale (20)

Grafico:

Condotta della prova:

mantenendo il circuito di prima, variare il segnale Vs, in modo da avere VSPP = 2V e valutare come si modifica la risposta in frequenza del circuito.

Frequenza:

VSPP	f	VOPP	|AV| = VOPP/VSPP	Adb = 20 log VOPP/VSPP
2	10	19,7	9,85	19,87
2	50	19,7	9,85	19,87
2	100	19,7	9,85	19,87
2	200	19,7	9,85	19,87
2	300	19,7	9,85	19,87
2	500	19,7	9,85	19,87
2	700	19,7	9,85	19,87
2	1K	19,7	9,85	19,87
2	2K	19,7	9,85	19,87
2	4K	19,7	9,85	19,87
2	6K	19,7	9,85	19,87
2	8K	19,7	9,85	19,87
2	10K	19,7	9,85	19,87
2	12K	19,7	9,85	19,87
2	14K	19,4	9,70	19,74
2	16K	19,2	9,60	19,65
2	17K	18,9	9,45	19,51
2	18K	18,6	9,30	19,37
2	19K	18	9,00	19,08
2	20K	17,6	8,80	18,89
2	24K	15,4	7,70	17,73
2	30K	11,9	5,95	15,49
2	40K	9,03	4,52	13,09
2	50K	7,47	3,74	11,45
2	60K	6,25	3,13	9,90
2	70K	5,4	2,70	8,63
2	80K	4,71	2,36	7,44
2	90K	4,25	2,13	6,55
2	100K	3,84	1,92	5,67
2	120K	3,07	1,54	3,72
2	200K	1,91	0,96	-0,40
2	300K	1,22	0,61	-4,29
2	500K	0,787	0,39	-8,10
2	700K	0,523	0,26	-11,65
2	1M	0,398	0,20	-14,02

Grafico:

Alle basse frequenze la risposta in frequenza è invariata. La banda di frequenza entro cui il segnale è amplificato in modo lineare è però più limitata in quanto le variazioni del segnale di uscita sono di 20V.

Quando la frequenza è uguale a 11KHz si ha un inizio di triangolarizzazione dell’onda, che diventa inacettabile  oltre a 20KHz

Conclusioni: