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Derivatore analogico con operazionale

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Derivatore analogico con operazionale

Messaggioda Foto UtenteTommino » 25 mar 2022, 10:25

Buongiorno,

Vorrei provare a realizzare uno stadio derivatore con un operazionale. Il segnale in ingresso è un seno con ampiezza di 1-2 Vpp e freqeunza di 1-2kHz e in uscita vorrei trovare un coseno con la stessa ampiezza e frequenza.
La teoria di base ( ad esempio come spiegata qui https://www.electronics-tutorials.ws/opamp/opamp_7.html ) per capire la configurazione necessaria ed il perché bisogna attenuare il guadagno alle alte freqeunze mi è chiara... tuttavia non capisco come posso trovare i valori di resistenze e condensatori per farlo funzionare alla freqeunza di interesse. Mi aspetterei che il circuito debba avere dei componenti diversi a seconda che funzioni a 1 kHz o 1MHz ma non capisco come trovarli. Come potrei simulare la reale differenza di fase introdotta dal circuito?

ciao O_/ O_/ O_/ :ok:
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[2] Re: Derivatore analogico con operazionale

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 25 mar 2022, 10:52

Come potrei simulare la reale differenza di fase introdotta dal circuito?

La domanda non è chiara. La puoi calcolare da progetto, o verificare sul circuito.

Coraggio, inizia a disegnare con fidocad lo schema del circuito indicando i componenti R1,C1,C2,ecc.. e magari la alimentazione e i piedini dell'integrato che adoperi.
Imponi che la resistenza di reazione abbia valore per esempio 10kohm (non troppo bassa e non troppo alta).
Imponi che alla frequenza che vuoi 1kHz la reattanza capacitiva del condensatore valga
10kohm Xc = 1/(6,28x F x C) . e ricava e calcola di conseguenza la C.
Poi per proteggere l'integrato metti un resistore in serie alla C, di valore molto minore della Xc in modo da non peggiorare troppo il funzionamento del derivatore. Va bene 100 ohm ?
Se vuoi metti in parallelo alla R 10 kohm un condensatore che abbia Una Xc >> 10 kohm.

Posta i risultati, vedremo se sono da migliorare.... :-) O_/
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[3] Re: Derivatore analogico con operazionale

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 25 mar 2022, 14:46

Nel caso che ti occorrano due sinusoidi sfasate, ti ricordo che queste cose di solito conviene farle con un microcontrollore.
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[4] Re: Derivatore analogico con operazionale

Messaggioda Foto UtenteTekonoris » 25 mar 2022, 16:48

Scusate se mi intrometto, ma sono curioso.

Dati:
F = 1000 Hz
R2 = 10 kohm
Xc1 = 10 kohm -> C = 1 / (6.28 * F * Xc) = 16 nF
Xc2 = 100 Xc1 -> C = 16 pF
R1 = 100 ohm

Immagine 1 - Segnale in Ingresso pulito.
V(n007): [A] - V prima di R1
V(n006): [B] - V dopo Op Amp

Al variare della frequenza (senza cambiare i valori di R2 e C1) cambia il guadagno = R2/Xc1. Quindi al variare della frequenza DEVO cambiare il condensatore per ottenere sempre il guadagno = 1.
Quindi scelto il condensatore C1 (normalizzato) ricalcolo la R2.

C2 funziona da Filtro Passa Basso. Necessario altrimenti tanto più alti sono i disturbi in ingresso tanto più alta è la distorsione in uscita (leggevo che il circuito è molto sensibile ai disturbi).
Nella seconda immagine ho aggiunto una sinusoide con Vpkpk = 0.02V F=10 kHz

Corretto ?

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[5] Re: Derivatore analogico con operazionale

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 25 mar 2022, 17:19

Mi pare tutto corretto. :ok: Complimenti :ok:
Che modello (sigla) di operazionale hai simulato ? O_/

Forse un piccolo errore:
Xc2 = 100 Xc1 -> C = 16 pF sono 160 pF
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[6] Re: Derivatore analogico con operazionale

Messaggioda Foto UtenteTekonoris » 25 mar 2022, 17:24

Lt1114A - Ltspiece.
Dovrebbe essere l'equivalente di un LM358...
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