Obiettivi Formativi

Acquisire le conoscenze utili al progetto e alla verifica in laboratorio del comportamento di circuiti elettronici analogici, con particolare riferimento alle prestazioni e alle limitazioni di circuiti basati sull'impiego di amplificatori operazionali.

Learning Goals

To gain the knowledge and the capability of designing and testing the behavior of analog electronic circuits, with special emphasis to the performances and limitations of operational amplifier based systems.

Metodi didattici

Lezioni e prove di laboratorio con l'assistenza del docente

Teaching Methods

Teaching and guided laboratory experiments on electronic circuits.

Prerequisiti

Contenuti del corso di Elettronica II

Prerequisites

Contents of the course "Elettronica II".

Verifiche dell'apprendimento

Prova di laboratorio.

Assessment

Laboratory test.

Programma del Corso

Strumentazione elettronica. Caratteristiche e modalità di funzionamento dei principali strumenti per la verifica del funzionamento di circuiti elettronici: alimentatore, generatore di segnale, multimetro digitale e oscilloscopio digitale. Configurazioni di misura per la valutazione del gadagno e della banda e per la verifica delle condizioni di linearità in circuiti lineari con amplificatori operazionali. Progetto e verifica sperimentale di un amplificatore di tensione. Valutazione e verifica del guadagno e della banda. Valutazione degli effetti dei generatori di offset e correzione dell'offset. Verifica dei limiti di linearità in diverse condizioni operative. Progetto e verifica sperimentale di un circuito sfasatore. Verifica della frequenza centrale di sfasamento mediante figure di lissajous. Stima e verifica della banda. Calcolo e verifica sperimentale della risposta del circuito a un'onda quadra in diverse condisioni oerative (frequenza e ampiezza dell'onda quadra). Progetto e verifica sperimentale di un amplificatore bifase che impega un pass gate come interruttore controllato. Misura dell'impedenza di ingresso. Progetto e verifica sperimentale di un oscillatore a ponte di Wien ad ampiezza variabile. Verifica del comportamento durante il transitorio di accensione. Influenza della costante di tempo del circuito rivelatore di ampiezza sulla linearità della forma d'onda in uscita. Progetto e verifica sperimentale di un oscillatore sinusoidale con uscite in fase e quadratura. Progetto e verifica sperimentale di un trigger di shmitt. Verifica delle soglie di scatto. Visualizzazione del ciclo di isteresi e analisi dell'influenza delle limitazioni di slew rate dell'amplificatore operazionale sul transitorio di scatto. Progetto e verifica sperimentale di un generatore di onda quadra e triangolare. Stima e verifica sperimentale della massima frequenza di lavoro.

Course Syllabus

Electronic instrumentation. Specifications and operation modes of the typical instrumentation for electornic circuit testing: adjustable power supply, signal generator, digital multimeter, digital oscilloscope. Measurement set-up and configurations for the evaluation of the gain and of the bandwidth and for the assessment of the linear range of operation in operational amplifier linear circuits. Detailed design and testing of a voltage amplifier. Calculation and experimental verification of gain and bandwidth. Estimate of the maximum offset and offset correction circuits. Assessment of the linear range of operation in a number of operating conditions. Detailed design and testing of a phase-shifter circuit. Experimental determination of the central frequency of oparation employing lissajous plots. Calculation and assessment of the bandwidth of operation. Calculation and experimental visualization of the response of the circuit to a square wave in different operating conditions (frequency and amplitude of the input square wave). Design and testing of a thwo-phase amplifier employing a pass-gate as a controlled switch. Experimental determination of the input impedance. Design and testing of an adjustable amplitude Wien bridge oscillator. Experimental capturing of the switch on transient. Effect of the selection of the time constant of the amplitude detector on the output waveform linearity. Design and testing of a sinusoidal oscillator with in phase and in quadrature outputs. Deisgn and testing of a Shmitt trigger. Calculation and experimental verification of the threshold voltages. Visualization of the hysteresis cycle withe an oscilloscope. Effect of slew rate limitations on switching times. Design and testing of a square wave and triangular wave waveform generators. Estimate and experimental verification of the maximum operating frequency.