Risoluzione Secondo esercizio
Ipotesi aggiuntive: Sia gli operazionali che i diodi sono ideali.
Per la descrizione del funzionamento di questo circuito occorre tenere ben presenti le relazioni fondamentali dell'amplificatore operazionale ideale: morsetti d'ingresso equipotenziali e correnti d'ingresso nulle.
Con Vs > 0 l'uscita del primo Op. Amp. tende ad essere positiva e quindi il diodo D1 risulta interdetto mentre D2 è polarizzato direttamente. Tenuto conto della loro condizione ideale, il circuito da prendere in esame è quello di figura 5.
| Figura 5 | Figura 6 |
La corrente in R1 è nulla perché A1 non assorbe corrente dagli ingressi e visto l'equipotenzialità dei morsetti risulta:
D'altra parte nemmeno A2 assorbe corrente dal suo ingresso invertente e, tenuto conto che IR1 = 0, anche IR3 = 0. Ne discende che: Vu = V- = Vs.
Se la tensione d'ingresso è invece negativa, D1 è polarizzato direttamente mentre D2 è interdetto. Il circuito da prendere in esame, ora, è quello di figura 6.
A1 è in configurazione "inseguitore
a guadagno unitario" e, pertanto: Vu1 = Vs mentre A2 è in
configurazione invertente con guadagno unitario visto che R1 = R3.
R2 non è percorsa da corrente e perciò l'ingresso non
invertente di A2 è a massa. Risulta, quindi: Vu = -Vu1 = -Vs.
Il circuito è in grado di raddrizzare segnali anche di piccola ampiezza perché inizialmente A1 (nella realtà) risulta privo di reazione fintanto che uno dei due diodi non è polarizzato direttamente. In queste condizioni A1 presenta un guadagno pari a quello AVOL che, nella peggiore delle ipotesi, è pari a 100 V/mV per operazionali commerciali.
Una Vu1 di ± 0,6 V la si ottiene quindi, in prima approssimazione, per Vs = ± 6 mV.
Nella seguente figura si mostrano le forme d’onda della tensione di ingresso VS, supposta sinusoidale di ampiezza +5V, della tensione di uscita del primo stadio VU1 e della tensione di uscita complessiva VU. Quest’ultima rappresenta perfettamente il valore assoluto della VS e non tiene conto delle eventuali cadute di tensione sui diodi utilizzati. Per questo motivo prende il nome di raddrizzatore di precisione a doppia semionda.
Figura 7