ELEMANIA
Forme onda - Generatore reale
Generatore di onda triangolare reale

Il circuito normalmente usato per generare onde triangolari è mostrato nella figura seguente:

Analizzando la struttura del circuito, notiamo che è composto da un trigger di Schmitt non invertente e da un integratore ideale:

Lo schema a blocchi seguente esplicita meglio la struttura del circuito:

Si osservi che l'ingresso del trigger di Schmitt è prodotto dall'uscita dell'integratore. A sua volta l'ingresso dell'integratore coincide con l'uscita del trigger di Schmitt. Si tratta di una tipica struttura con retroazione.

 

Analisi del circuito

Come sappiamo, l'uscita di un trigger di Schmitt, a causa della retroazione positiva interna, può assumere solo due valori possibili, +Vsat oppure -Vsat. Supponiamo dunque che sia Vo = +Vsat.

In questo caso l'uscita dell'integratore sarà una rampa decrescente (risultato dell'integrazione invertente di una tensione di ingresso con valore costante positivo):

Tale rampa decrescente è tuttavia anche la tensione di ingresso del trigger di Schmitt. Quando tale tensione raggiunge la tensione di soglia inferiore, l'uscita Vo del trigger commuta a -Vsat. Conseguentemente l'uscita dell'integratore diventa una rampa crescente:

Simmetricamente, quando la Vout crescente raggiunge la soglia di commutazione alta del trigger di Schmitt, l'uscita di questo si porta a +Vsat e il processo si ripete ciclicamente.

Calcolo di ampiezza e frequenza dell'onda triangolare

I valori massimi e minimi dell'onda triangolare sono pari alle due tensioni di soglia superiore e inferiore del trigger di Schmitt non invertente:

Non è difficile rendersi conto che i due semiperiodi sono uguali (se sono simmetriche le due tensioni di saturazione alta e bassa dell'operazionale). Consideriamo dunque per esempio il calcolo di T2. Questo è il tempo necessario all'onda triangolare per salire dal valore VTI al valore VTS. Essendo, come visto prima, Vsat/RC la pendenza dell'onda triangolare, tale tempo può essere facilmente ricavato in questo modo:

da cui sostituendo i valori precedenti abbiamo:

Pertanto il periodo totale dell'onda triangolare è dato da:

 

Esempio di progetto

Supponiamo di avere operazionali con Vsat = ±10 V e di voler realizzare un generatore di onda triangolare con ampiezza 5V e frequenza 1 kHz.

Per ottenere l'ampiezza dell'onda desiderata è sufficiente scegliere R2 con valore doppio di R1. Scegliamo per esempio R1 = 5 kΩ e R2 = 10 kΩ in modo tale che:

Scegliamo a questo punto arbitrariamente R = 10 kΩ e ricaviamo il valore di C necessario per avere:

Sostituendo i valori otteniamo infine:

 

precedente - successiva

Sito realizzato in base al template offerto da

http://www.graphixmania.it