7.2. - Progetto di un generatore di tensione di riferimento duale di ±5V e alimentazione duale

Dati: V_O1 = - V_O2 = 5V ; V_CC = ±12V .

Come diodo zener utilizzeremo lo stesso del circuito precedente:

½W                                   V_Z = 6,2V .

Imponendo una corrente I_Z di 7mA, sappiamo già che la tensione ai capi del diodo zener sarà di 6V. Assumeremo, quindi,

V_Z = 6V                    e                I_Z = 7mA .

Calcolo di R_P, R₁ e R₂:

Fissato il valore di I₁ a 1mA, essendo il pin 2 una massa virtuale e non assorbendo (praticamente) corrente il pin 5, si ha:

.

Essendo il primo amplificatore operazionale in configurazione di inseguitore, per ottenere 5V in uscita, sul suo ingresso non invertente (pin 5) dovrà esserci una tensione di 5V.

Posto R_P = 1KO e R₂ = 4.7KO, della tensione V_Z = 6V applicata alla serie (R_P/2) + R₁ + R₂, 1V deve ripartirsi sulla serie (R_P/2) + R₁ .

Applicando la regola di partizione si ha:

per il quale utilizzeremo il valore commerciale di 470O.

Calcolo di R₃:

Il secondo amplificatore operazionale è in configurazione invertente e deve avere guadagno unitario (dovendo avere in uscita una tensione di -5V con una tensione di ingresso di +5V), per cui:

.

7.2.1. - Risultati sperimentali

Montato il circuito, dopo pochi secondi di funzionamento lo zener ha iniziato a funzionare male. La tensione ai suoi capi è scesa a 4.2V.

Si è proceduto alla sua sostituzione, ottenendo le seguenti misure:

resistenza R_P non inserita: V_O1MAX = 5.6V ;

resistenza R_P tutta inserita: V_O1MIN = 4.7V ;

caduta di tensione ai capi dello zener: V_Z = 6.15V .

Si è tarato il trimmer R_P fino ad ottenere sull'uscita V_O1 +5V, con una precisione relativa alla seconda cifra del multimetro (5.00V, multimetro di quattro cifre, l'incertezza è sui millesimi).

Abbiamo, quindi, misurato V_O2 che è risultato di -5V con la stessa precisione di V_O1.

Non è stato necessario apportare alcuna modifica al circuito.