6.2. - Limitatori doppi
6.2.1. - Limitatore con diodo zener
Utilizzeremo un diodo zener con VZ = 6,2V, selezionato tra quelli disponibili, che presenta una curva caratteristica che approssima sufficientemente il comportamento ideale.
Caratteristiche del circuito: limita la parte positiva della tensione di uscita al valore Vg e quella negativa al valore -VZ. Tra queste due tensioni il circuito si comporta da amplificatore invertente con guadagno -3.
Progetto: per ottenere la limitazione richiesta, bisogna collegare l'anodo del diodo zener, nella rete di retroazione, all'uscita dell'amplificatore operazionale, il catodo all'ingresso invertente.
Quando il ramo contenente il diodo è interdetto, il circuito si comporta da amplificatore invertente, il cui guadagno deve essere -3.
.
Scegliamo per R1 il valore 3,3KO e per R2 il valore 100KO.
Le tensioni alle quali viene limitata l'uscita dovranno risultare
.
Le limitazioni si avranno per le tensioni di ingresso
Riassumendo, la caratteristica di trasferimento sarà composta da tre rette:
una retta
per
una retta
per
una retta
per
In tabella sono riportati i valori rilevati sperimentalmente.
N |
Vi (volt) |
Vo (volt) |
N |
Vi (volt) |
Vo (volt) |
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 |
-9 -7 -5 -3 -1 -0,5 -0,2 0 0,5 1 1,5 1,75 |
0,73 0,72 0,72 0,7 0,66 0,63 0,57 0,03 -1,48 -3,01 -4,5 -5,25 |
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 |
2 2,25 2,5 3 3,5 4 5 6 7 8 9 10 |
-5,98 -6,02 -6,03 -6,04 -6,04 -6,05 -6,06 -6,06 -6,07 -6,07 -6,07 -6,08 |
La caratteristica d'uscita è la seguente.
Risultati sperimentali
Dalla transcaratteristica ottenuta, l'uscita risulta limitata ai valori
La limitazione della parte positiva della tensione d'uscita inizia a 
, stabilizzandosi per 
.
La limitazione della parte negativa della tensione d'uscita inizia e si
stabilizza per 
.
Oscillogramma
Abbiamo sollecitato l'ingresso con un segnale ad onda triangolare di ampiezza 20V di picco-picco e frequenza 1KHz.
L'oscillogramma rilevato è stato il seguente.
