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Analisi esercizio e progetto multivibratore

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[11] Re: Analisi esercizio e progetto multivibratore

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 17 apr 2019, 8:57

Luigi,
pertanto, la costante di tempo si modifica. E' pur vero che prima della tensione di soglia la resistenza differenziale del diodo è molto grande e, quindi, tale modifica della costante di tempo non dovrebbe essere particolarmente importante.

Infatti, trascurabile rispetto alla tensione finale della rampa, se è di qualche volt.
Dipende dai requisiti di linearità/precisione che hai ricevuto.
Quesiti su cui meditare:
Influenza della tensione di alimentazione sulla linerarità/guadagno della conversione V>F ?
E influenza della veriazione della temperatura ambiente?

Mi pare che con il classico vecchio integrato 555 (era della National?) si realizzi un buon convertitore tensione frequenza.
O_/
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[12] Re: Analisi esercizio e progetto multivibratore

Messaggioda Foto UtenteMax2433BO » 17 apr 2019, 9:25

MarcoD ha scritto:(...) Mi pare che con il classico vecchio integrato 555 (era della National?) (...)


[OT]

L'originale, del 1971, era della Signetics...

[/OT]

O_/ Max
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[13] Re: Analisi esercizio e progetto multivibratore

Messaggioda Foto Utenteluigi2000 » 17 apr 2019, 12:23

Grazie a Marco per le ulteriori considerazioni, che terrò in debito conto, e grazie a MAX2433BO per la precisione storica. :ok:

Intanto proseguo con le mie riflessioni. Per quanto concerne gli zener, sceglierei una coppia aventi tensione di zener pari a 4,3 V ciascuno. In questo modo mi assicuro che l'uscita del monostabile vari tra -5 e +5 volt. L'idea è quella di applicare poi tale tensione all'ingresso di un sommatore non invertente a due input; all'altro input manderei una tensione di -5 volt per ottenere, in definitiva, la forma d'onda richiesta.
La figura allegata può rendere meglio l'idea.

fig2.png
fig2.png (9.38 KiB) Osservato 549 volte


L'uscita di tale schema si ricava tramite l'applicazione del principio della sovrapposizione degli effetti. Se agisce va, e annullo vb, ottengo:

v_{+}^{'}=v_{a}/2

Se agisce vb, e annullo va, ottengo:

v_{+}^{''}=v_{b}/2

Sommando gli effetti:

v_{+}=v_{+}^{'}+v_{+}^{''}=v_{a}/2+v_{b}/2=\frac{v_{a}+v_{b}}{2}

Questa tensione, posta all'ingresso di un A.O. in configurazione non invertente, subisce un guadagno pari a:

G=1+\frac{R_{2}}{R_{1}}

La tensione d'uscita, quindi, sarà:

v_{o}=\left (1+\frac{R_{2}}{R_{1}}  \right )  \frac{v_{a}+v_{b}}{2}

Se pongo l'uscita del monostabile pari a va, poi pongo vb eguale a -5 V e, infine, tutti i resistori eguali fra loro e pari a 5 kohm, ottengo:

v_{o}=v_{a}+v_{b}=v_{(Mono)}-5

In questo modo, in corrispondenza del livello stabile del multivibratore, pari a +5 volt, avrò all'uscita del sommatore una tensione nulla; ed in corrispondenza dello stato instabile, pari a -5 volt, in uscita del sommatore si presenterà una tensione negativa di ampiezza pari a 10 volt. Così come richiesto dalla traccia del quesito.

Potrebbe andare questa parte?
Grazie.
:-)
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[14] Re: Analisi esercizio e progetto multivibratore

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 17 apr 2019, 13:39

OK è fattibile.
concretizza disegnando con fidocadj uno schema con i valori di, zener, R e C e indicando le prestazioni previste, poi possiamo validarlo e/o migliorarlo. O_/
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[15] Re: Analisi esercizio e progetto multivibratore

Messaggioda Foto Utenteluigi2000 » 17 apr 2019, 14:03

Va bene, ci provo. Non conosco, però, FidoCadj. E' lungo da apprendere? Posso usare, in alternativa, il simulatore NI Multisim (che è quello che ci fa usare in laboratorio il prof)?
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[16] Re: Analisi esercizio e progetto multivibratore

Messaggioda Foto Utenteluigi2000 » 17 apr 2019, 16:11

Un'altra cosa: a proposito della domanda contenuta nella traccia:
... e si rappresentino graficamente le forme d’onda dei segnali Vint e Vo.


mi chiedo, e vi chiedo: ma se non è nota Vk, come faccio a rappresentare graficamente queste due forme d'onda? Certo, posso fare un'ipotesi, pensare ad un valore numerico, ma nulla più. Viceversa, per una trattazione analitica, posso sempre usare un'equazione generalizzata (non so se si dice così).

Che dite?
:-)
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[17] Re: Analisi esercizio e progetto multivibratore

Messaggioda Foto Utenteluigi2000 » 17 apr 2019, 17:54

Nell'attesa che qualcuno degli esperti possa rispondere ai miei dubbi, vado avanti con i ragionamenti. Intanto provo a dimensionare il condensatore sulla base della durata dello stato instabile.
Sapendo che:

t_{0}=\tau \cdot ln\left [\frac{V_{d}+V_{M}}{V_{M}}\left (1+\frac{R_{2}}{R_{1}}  \right )  \right ]

devo trovare R, R1, R2 e C. Impongo tutti i resistori uguali fra loro e pari ciascuno a 5 kohm. Inoltre, con la scelta dei diodi prima indicata, ho:

V_{M}=5V

e

V_{d}=0.7V

da cui:

t_{0}=0.82\cdot \tau

Dopo qualche calcolo pervengo a:

C=\frac{t_{0}}{0.82\cdot R}=24.39nF

E' corretto procedere in questo modo? Intendo dire: è vero che da un punto di vista matematico un'equazione con 4 incognite non è risolvibile e, quindi, devo fissarne tre. Ma quali sono i criteri (altri) che ci devono guidare verso la scelta dei valori dei componenti che andiamo fissando?

Grazie.
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[18] Re: Analisi esercizio e progetto multivibratore

Messaggioda Foto Utenteluigi2000 » 17 apr 2019, 18:21

Ripensando ad i criteri di cui al post precedente, certamente uno di questi potrebbe essere il seguente:

per mantenere lo stato stabile del multivibratore è necessario che la tensione presente sul morsetto (+) dell'A.O. sia maggiore di quella presente sul moresetto (-). In formule:


V_{th+}=V_{M}\frac{R_{2}}{R_{1}+R_{2}}>V_{d}

da cui:

\frac{R_{2}}{R_{1}+R_{2}}>\frac{V_{d}}{V_{M}}

che possiamo scrivere anche nel seguente modo:

\frac{R_{1}+R_{2}}{R_{2}}<\frac{V_{M}}{V_{d}}

ovvero:

1+\frac{R_{1}}{R_{2}}<\frac{V_{M}}{V_{d}}

e in definitiva:

\frac{R_{1}}{R_{2}}<\frac{V_{M}}{V_{d}}-1=6.14

Avendo operato la scelta di fissare il valore dei due resistori alla stessa quantità, il loro rapporto è uno. La disequazione è pertanto soddisfatta.
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[19] Re: Analisi esercizio e progetto multivibratore

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 17 apr 2019, 18:47

Per Vk nel grafico, poni un valore di metà scala
Potresti simulare il circuito con microcap o altri programmi.
Per le R, potresti voler minimizzare l'assorbimento del circuito dalle tensioni di alimentazione
Gli operazionali non sono ideali: hanno una corrente di bias e di offset, devono rimanere trascurabili rispetto alle correnti nei resistori .
Resistori da 5k non si trovano in commercio, oppure sono costosi scegli un valore standard per esempio 4,7kohm.
Fidocadj è facile da adoperare e gratis da scaricare.
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[20] Re: Analisi esercizio e progetto multivibratore

Messaggioda Foto Utenteluigi2000 » 17 apr 2019, 23:39

Per Vk nel grafico, poni un valore di metà scala

Va bene, provo in questo modo.

Potresti simulare il circuito con microcap o altri programmi.

Microcap l'ho usato solo poche volte, Multisim lo conosco meglio.

Per le R, potresti voler minimizzare l'assorbimento del circuito dalle tensioni di alimentazione

Ecco, questo è un criterio di progetto al quale non avevo mai pensato #-o

Gli operazionali non sono ideali: hanno una corrente di bias e di offset, devono rimanere trascurabili rispetto alle correnti nei resistori .

Questi aspetti non li abbiamo ancora trattati. Spero presto.

Resistori da 5k non si trovano in commercio, oppure sono costosi scegli un valore standard per esempio 4,7kohm.

Ok, questo mi è chiaro.

Fidocadj è facile da adoperare e gratis da scaricare.

Provo a cercarlo e ad imparare ad utilizzarlo.

Grazie MarcoD.
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