Cos'è ElectroYou | Login Iscriviti

ElectroYou - la comunità dei professionisti del mondo elettrico

Analisi di un comparatore

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

Moderatori: Foto Utenteg.schgor, Foto UtenteIsidoroKZ, Foto UtenteBrunoValente, Foto Utentecarloc, Foto UtenteDirtyDeeds

0
voti

[1] Analisi di un comparatore

Messaggioda Foto Utenteluigi2000 » 13 feb 2020, 17:46

Salve a tutti.
Non riesco a comprendere perché, il circuito di figura, non svolge correttamente (in simulazione) il suo compito.
Mi spiego meglio.

Comparatore_fig1.png


L'A.O. LM358AD è qui impiegato come semplice comparatore. Esso esegue il confronto tra una tensione fissa applicata sul morsetto (-) dell'A.O. - generata per mezzo di un potenziometro e posta, in figura, eguale a 3 V - ed una tensione variabile applicata sul morsetto (+) dell'A.O.. La tensione variabile è un'onda triangolare, simmetrica con tensione di picco-picco pari a 14 V e frequenza di 1 kHz.
Cosa attendersi da questo circuito? Evidentemente una tensione d'uscita variabile tra due livelli: la tensione di saturazione positiva, poco inferiore ai 12 V e quella di saturazione negativa, poco superiore ai -12 V. Ciò in quanto l'operazionale è alimentato con due tensioni simmetriche, rispetto allo zero, di 12 V.

Ciò che non mi torna è l'istante di commutazione. In figura ho evidenziato, con i due cursori (barrette verticali indicate con "1", rossa, e "2", bleu) gli istanti in cui la tensione triangolare vale 3 V - mentre sta salendo l'onda triangolare, cursore "1" - e 3 V - mentre sta scendendo, cursore "2" -.
In realtà, come dovrebbe ben vedersi in figura, l'istante in cui si ha la commutazione positiva (dal livello basso a quello alto) è posizionato un po' prima. E la stessa cosa accade per la commutazione negativa (anche se, in verità, un po' meno marcata).
Che cosa non considero?
Grazie.
Avatar utente
Foto Utenteluigi2000
100 5
Frequentatore
Frequentatore
 
Messaggi: 129
Iscritto il: 19 set 2016, 16:47

0
voti

[2] Re: Analisi di un comparatore

Messaggioda Foto Utentelelerelele » 13 feb 2020, 18:56

una cosa che non hai considerato è la corrente di bias, questa genererà una caduta di tensione sul partitore da 10Kohm, a seconda dell'ingresso dell'OP può essere sia entrante che uscente, quindi di conseguenza si sposta verso su oppure giu la tua soglia a 3V, nel tuo caso è entrante, quindi sposterà in su un po la tensione.

Altra cosa che devi considerare è l'offset, è necessaria una tensione differenziale piccola ma non zero, per spostare l'uscita, credo che queste due cose possano dare origine al risultato osservato.

leggiti bene i parametri del'op, sul datasheets.


saluti.
Avatar utente
Foto Utentelelerelele
2.319 3 7 8
Expert EY
Expert EY
 
Messaggi: 2662
Iscritto il: 8 giu 2011, 8:57
Località: Reggio Emilia

0
voti

[3] Re: Analisi di un comparatore

Messaggioda Foto Utenteluigi2000 » 13 feb 2020, 19:12

Ho capito, provo a verificare sul datasheet ciò che mi hai detto.
Ti ringrazio molto.
:-)
Avatar utente
Foto Utenteluigi2000
100 5
Frequentatore
Frequentatore
 
Messaggi: 129
Iscritto il: 19 set 2016, 16:47

0
voti

[4] Re: Analisi di un comparatore

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 13 feb 2020, 19:41

Se dipende dal bias riducendo R1 da 10 a 1kohm,
dovrebbe cambiare qualcosa.
Se dipendesse dalla dinamica dell'operazionale simulato,
rallentando la velocità dell'onda triangolare (aumenti il periodo di 10 volte), dovresti vedere un cambiamento.
Avatar utente
Foto UtenteMarcoD
6.651 4 8 13
Master EY
Master EY
 
Messaggi: 2795
Iscritto il: 9 lug 2015, 16:58
Località: Torino

0
voti

[5] Re: Analisi di un comparatore

Messaggioda Foto Utenteluigi2000 » 13 feb 2020, 20:53

Ho provato a ridurre la frequenza dell'onda triangolare e questi sono i risultati.

Comparatore2.png


In sostanza la commutazione positiva si ha in corrispondenza di 2,280 V in luogo di 3 V (con una differenza di 0,720 V).
La commutazione negativa, invece, si ha in corrispondenza di 3,667 V, ovvero 0,667 V dopo.
Avatar utente
Foto Utenteluigi2000
100 5
Frequentatore
Frequentatore
 
Messaggi: 129
Iscritto il: 19 set 2016, 16:47

0
voti

[6] Re: Analisi di un comparatore

Messaggioda Foto Utenteluigi2000 » 13 feb 2020, 21:00

Ho provato a rieseguire la misura con frequenza 1 kHz (prima non l'avevo fatto) ed ottengo questo:

Comparatore3.png


a 2,8 V ho la commutazione positiva ed a 3,1 ho quella negativa: strano! Sembrerebbe che all'aumentare della frequenza migliori. Forse abbassando troppo la frequenza succedono "cose strane"?
Avatar utente
Foto Utenteluigi2000
100 5
Frequentatore
Frequentatore
 
Messaggi: 129
Iscritto il: 19 set 2016, 16:47

0
voti

[7] Re: Analisi di un comparatore

Messaggioda Foto Utenteelfo » 13 feb 2020, 21:24

Prova a simulare sostituendo all'LM358 il comparatore LM393 e modficando il circuito sull'uscita come segue
Avatar utente
Foto Utenteelfo
3.219 2 5 7
Master
Master
 
Messaggi: 1383
Iscritto il: 15 lug 2016, 13:27

0
voti

[8] Re: Analisi di un comparatore

Messaggioda Foto Utenteluigi2000 » 13 feb 2020, 22:12

Per +V cosa intendi?
La tensione di alimentazione? La tensione d'uscita dove collegare uno dei due canali dell'oscilloscopio?
O cos'altro?

Grazie.
Avatar utente
Foto Utenteluigi2000
100 5
Frequentatore
Frequentatore
 
Messaggi: 129
Iscritto il: 19 set 2016, 16:47

0
voti

[9] Re: Analisi di un comparatore

Messaggioda Foto Utenteelfo » 13 feb 2020, 22:16

Tensione positiva di alimentazione dell'integrato.
Avatar utente
Foto Utenteelfo
3.219 2 5 7
Master
Master
 
Messaggi: 1383
Iscritto il: 15 lug 2016, 13:27

0
voti

[10] Re: Analisi di un comparatore

Messaggioda Foto Utenteluigi2000 » 13 feb 2020, 22:18

Nel frattempo ho provato a cambiare anche il valore del potenziometro, portandolo da 10k ad 1k, per vedere se la limitazione della tensione prodotta dalla corrente di bias potesse, se non risolvere, almeno migliorare il problema.
Ma nulla. Ecco l'immagine.

Comparatore4.png
Avatar utente
Foto Utenteluigi2000
100 5
Frequentatore
Frequentatore
 
Messaggi: 129
Iscritto il: 19 set 2016, 16:47

Prossimo

Torna a Elettronica generale

Chi c’è in linea

Visitano il forum: MSN [Bot] e 31 ospiti