7.3. - Progetto di un generatore di tensione di riferimento di +5V con corrente di zener indipendente dalla tensione

         di alimentazione

Dati: V_CC = 12V ; V_Z = 3.3V ; I_Z = 5mA ; V_O = +5V .

Calcolo di R_P , R₁ e R₂ :

Posto:

,

si ha:

.

.

Assumendo per R₁ e R₂ i valori commerciali rispettivamente di 12KO e 5.6KO, determiniamo il valore di R_P da:

,

e

Assumendo per R_P il valore commerciale di 1KO, avremo per V_O:

.

Agendo su R_P si dovrebbe riuscire a tarare l'uscita a +5V. Infatti:

cursore in A:

cursore in B:

2. - Calcolo di R:

per il quale utilizzeremo il valore commerciale di 330O.

7.3.1. - Risultati sperimentali

I valori misurati con il cursore del trimmer nelle posizioni estreme sono:

cursore in A V_OMAX = 4.5V

cursore in B V_OMIN = 4V

La tensione V_Z è risultata, per entrambe le posizioni estreme del cursore, di circa 2.6V.

Anche in questo caso, come confermato dalla curva caratteristica dello zener ricavata per punti riportata in appendice, la corrente I_Z = 5mA risulta insufficiente per polarizzare il diodo zener a 3.3V, ottenendo in uscita valori inferiori a quelli previsti teoricamente.

Poiché la corrente dello zener deve essere erogata dall'uscita dell'amplificatore operazionale, conviene, invece di aumentare la corrente I_Z (cioè diminuire R) e caricare così l'uscita dell'amplificatore operazionale, modificare il guadagno del circuito, cioè modificare i valori di R_A e di R_B.

7.3.2. - Ricalcolo del circuito e verifica

Assumiamo per V_Z il valore misurato di 2.6V e la stessa corrente I_Z di 5mA.

Calcolo di R_P, R₁ e R₂:

.

.

Assumiamo i seguenti valori commerciali:

R_P = 1KO                      R₁ = 22KO

R₂ = 20KO                 (due resistenze di 10KO in serie).

cursore in B:

2. - Calcolo di R:

per il quale utilizzeremo il valore commerciale di 470O.

Valori misurati:

V_Z è risultato ancora di 2.6V.

Per V_O si è ottenuto:

cursore in A V_OMAX = 5,1V

cursore in B V_OMIN = 4,8V

Agendo sul trimmer R_P si è tarata l'uscita a +5V, preciso fino ai centesimi.

7.3.3. - Misure sul circuito con alimentazione duale

Alimentato il circuito con tensione duale V_CC = ±12V, all'atto dell'alimentazione (accensione e spegnimento più volte ripetute) l'uscita diventa negativa.

Le misure forniscono:

V_O = -1,35V ; V_? = 0,7V .

Dal calcolo teorico si ottiene:

.

valore che bene si accorda con quello misurato di -1,35V.

Il circuito rimane in tale stato indefinitamente.