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Laboratorio di Automatica, Progettazione di filtri con gli operazionali

Laboratorio di automatica professore salvatore pirozzi

Questi appunti spiegano molto dettagliatamente come si progettano cicruiti di condizionamento attivi (con gli operazionali)

Alla prima pagina dell anteprima trovate l'indice completo

Nella prima parte di questi appunti trovate la teoria dettagliata dei circuiti attivi e degli operazionali, dei diagrammi di bode, del... Vedi di più

Esame di Laboratorio di automatica docente Prof. S. Pirozzi

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ESTRATTO DOCUMENTO

STRUMENTI DI LABORATORIO

ALIMENTATORE:

 1. AGILENT U8001A

I valori massimi di tensione e corrente che può supportare sono scritti sopra e sono 0-30V e 3A

FUNZIONAMENTO:

1)accendere l’alimentatore mettendo il tasto nero POWER su ON;

2)cliccare il tasto blu OUTPUT ON/OFF;

3)cliccare sul tasto VOLTAGE/CURRENT e verificare che l’uscita dell’alimentatore sia in modalità CV(costant voltage

mode), sul display deve comparire CV , questo ci garantisce che l’alimentatore verrà usato come generatore di

tensione;

4)inserire il valore di tensione girando la manopola.

Poi prendiamo dei cavi banana_banana e lo colleghiamo al

Colleghiamo i cavi banana: il cavo nero va

multimetro

collegato nel common del multimetro e va nel

morsetto negativo dell’alimentatore mentre il cavo

rosso lo mettiamo nel morsetto dell’alimentatore

dove c’è il simbolo Volt .

2. ALIMENTATORE ELIND

Il range di valori di corrente e tensione che supporta è: 0-16A , 0-32V

FUNZIONAMENTO:

1)mettiamo la leva su V o A; Colleghiamo i cavi banana: il cavo

2)colleghiamo i cavi banana-banana (se lo colleghiamo a un multimetro

nero va collegato nel common e va nel morsetto negativo dell’alimentatore mentre il cavo

rosso lo mettiamo nel morsetto dell’alimentatore dove c’è il simbolo Volt );

3)accendiamo l’alimentatore alzando ON;

4)regoliamo con le valvole i valori di tensione o corrente(per la corrente valvola sinistra per la tensione valvola

destra); MULTIMETRO

 1.FLUKE 45 il

multimetro lo usiamo sia come amperometro che voltmetro che ohmetro.

FUNZIONAMENTO:

1)colleghiamo i cavi banana(se dobbiamo misurare la tensione e la resistenza usiamo i buchi rosso nero, per la

corrente uno dei due buchi a dx a seconda del valore positivo e il buco nero COM per la massa) se lo dobbiamo

collegare a un circuito usiamo i cavi banana –coccodrillo;

2)accendiamo il multimetro premendo il tasto verde sotto a dx POWER;

3)se vogliamo misurare tensione continua cliccare il tasto V-…, se corrente continua A-…, se una resistenza cliccare

sul simbolo dell’OHM,e così via….;

4) togliamo la modalità automatica con il tasto AUTO,premiamo su RATE e mettiamo la modalità SLOW (clicchiamo

sulle frecce hi , lo fino a quando sul display non compare la s che sta per slow);

5)selezioniamo il fondo scala desiderato con le frecce HI-LO;

- se dobbiamo fare un test di continuità dobbiamo mettere il multimetro in modalità continuità premendo il tasto

affianco al simbolo dell’ohm;

- per il multimetro usato come ohmetro,Prima di procedere alle misurazioni,occorre azzerare la caduta interna dei

cavi e del circuito con il tasto REL del multimetro;

-il tasto HOLD blocca il valore a video;

-è garantito un range di frequenza da 5 Hz a 1 MHz, oltre questo range non riproduce più correttamente le misure per

via di limiti fisici dello strumento(problema di campionamento),oltre questo range quindi si usa l’oscilloscopio che è

più accurato;

2. AGILENT 34450A

A differenza del fluke 45 consente anche misure di capacità.

FUNZIONAMENTO:

1)colleghiamo i cavi banana(se dobbiamo misurare la tensione e la resistenza usiamo i buchi rosso nero, per la

corrente uno dei due buchi a dx a seconda del valore positivo e il buco nero COM per la massa) se lo dobbiamo

collegare a un circuito usiamo i cavi banana –coccodrillo;

2)accendiamo il multimetro premendo su POWER;

3)impostiamo il multimetro su:

-DCV se vogliamo misurare tensione continua;

-ACV se vogliamo misurare corrente continua;

-DCI O ACI per i valori efficaci nel caso di sinusoidi

-Ω se vogliamo misurare resistenze

- se vogliamo misurare capacità(solo con il multimetro agilent possiamo misurare capacità);

4) impostiamo la modalità manual range cliccando su SHIFT e poi AUTO

5) selezionare il valore del fondo scala desiderato premendo il tasto SHIFT e poi RANGE

- per effettuare test di continuità mettere il multimetro in CONTINUITY MODE selezionando il tasto SHIFT e

premendo su Ω;

-il valore massimo di frequenza e circa 900 KHz, oltre questo valore per via di limiti fisici dello strumento non

vengono più riprodotti correttamente i valori, c’è ne accorgiamo dall’ingresso che si attenua.

GENERATORE DI FORMA D’ONDA

AGILENT 33220A

Il generatore di forma d’onda è anche un alimentatore, lo usiamo quando vogliamo dare in ingresso una tensione

con una certa forma d’onda,una certa ampiezza ed una certa frequenza.

FUNZIONAMENTO:

1)accendere il generatore premendo sul tasto di accensione;

2)collegare l’uscita bnc OUTPUT dello strumento attraverso un cavo bnc-coccodrillo all’ingresso del nostro circuito;

3)selezionare la forma d’onda desiderata;

4)usando i tasti blu mettiamo ampiezza(VPP), frequenza, offset(0) ;

5)impostare l’alta impedenza cliccando su UTLITYOUTPUT/SET UPHIGH ZDONE per adattare il carico;

6)cliccare il tasto output;

OSCILLOSCOPIO

OSCILLOSCOPIO TEKTRONIK

Serve per fare misure con precisione più alta del multimetro(non ha limiti sulla frequenza di ingresso).

FUNZIONAMENTO:

1)accendiamo l’oscilloscopio con il tasto sopra di esso;

2)con dei cavi bnc-coccodrillo collego l’uscita del circuito ai canali CH1 o CH2,e collego la massa dello

strumento(parte nera del cavo) alla massa del circuito(parte a potenziale più basso);

3)accendo il menu corrispondente al canale del segnale da visualizzare cliccando su uno dei due tasti CH1 MENU o

CH2 MENU

4) premendo il primo dei cinque tasti rettangolari alla dx del display metto accoppiamento a MASSA cosi da

eliminarmi il disturbo nero che mi compare all’inizio e metto il riferimento a zero

usando una delle due manopole a seconda del canale a cui corrisponde il segnale che

sto visualizzando

Per vedere che ho posizionato il livello di riferimento a zero al rispettivo canale corrispondente al segnale da

visualizzare vado a guardare il display in basso a destra e mi deve comparire il

nome del canale con 0.00.

5)ora rimetto l’accoppiamento a DC

6)metto FINE su VOLT/DIV

7)ora regolando le manopole volt/div e sec/div corrispondenti al ch del segnale da visualizzare cerco di visualizzare il

segnale a tutto schermo, i sec/div sono uguali per tutti e due i canali; per vedere quanti volt e quanti secondi ho per

ciascuna divisione per ogni canale vado a guadare in basso sul display dove compaiono queste info:

Con l’oscilloscopio è possibile fare due tipi di misure:

-con i cursori;

-con le misure automatiche dell’oscilloscopio;

 MISURE CON I CURSORI:

con i cursori possiamo fare una misura di modulo e una di sfasamento:

 MISURA DEL MODULO DI UN FILTRO:

-Al CH1 collego l’ingresso e al CH2 collego l’uscita del filtro;

-Lascio acceso solo un canale alla volta , ne spengo uno cliccando sul pulsante CH*MENU

-Clicco su TIPOAMPIEZZA

-Imposto la SORGENTE sul canale che ho lasciato acceso

-metto il CURSORE1 e il CURSORE2 rispettivamente sul massimo e sul minimo del segnale

-misuro il che corrisponde alla Vpp ricordiamo che Vrms=(Vpp/2)*√2

Faccio questo procedimento sia per la Vin che per la Vout e il modulo sarà G= / ;

 MISURA DI SFASAMENTO DI UN FILTRO:

Per la misura di sfasamento devono essere accesi entrambi i canali

-metto VOLT/DIV a SOARSE (uno dei 5 tasti sulla snx) così da zoomare al massimo i segnali affinchè risultino essere

una linea dritta, dopo aver fatto ciò ritorno alla modalità FINE;

-premo il tasto CURSOR e sul display in alto a destra mi compare la scritta CURSORI;

-metto TIPOTEMPO;

-SORGENTE è indifferente il canale che si mette;

-imposto CURSOR 1 e CURSOR2 sugli attraversamenti per lo zero di entrambi i segnali(cioè devo beccare

esattamente le due linee verticali);

-misuro il ;

Per misurare lo sfasamento basta moltiplicare il misurato per 2πf.

 MISURE AUTOMATICHE:

Con le misure automatiche non possiamo misurare lo sfasamento,ma solo di modulo

 MISURA DI MODULO DI UN FILTRO:

Come per quelle con i cursori accendiamo un canale alla volta e procediamo cosi:

-clicchiamo il tasto MEASURE in questo modo compare MISURE in alto a destra sul display;

il

-SORGENTE CH acceso;

-TIPOPicco-Picco;

-VALORE rilevo il valore che corrisponde alla Vpp;

Faccio questo sia per la VIN che per la Vout e otterrò che G=ValoreVout/ValoreVin;

TIPI DI CAVI

 CAVO BANANA- CAVO BNC-COCCODRILLO:per

CAVO BANANA-BANANA:per COCCODRILLO:per collegare l’alimentatore al

CAVO BNC-BNC:per collegare un alimentatore ad un collegare l’alimentatore circuito

collegareun generatore di multimetro ad un circuito

forma d’onda ad un

oscilloscopio il cavo banana –coccodrillo possiamo realizzarlo mettendo ad un estremità dei cavi

banana-banana dei morsetti coccodrillo;se poi vogliamo evitare di

mettere troppi fili invece di usare due cavi banana-coccodrillo usiamo un

cavo bnc-coccodrillo mettendo questo pezzo davanti

Cosi passo dalla prima configurazione alla seconda:

VALORI RESISTENZE

 PROTOTYPE BOARD

 è una scheda composta da una serie di fori che permettono di realizzare collegamenti fra loro

sia in serie che in parallelo, che usiamo per il montaggio di circuiti senza saldature. Le

piste(fori) larghe(quelle a 5 fori) sono in cortocircuito in orizzontale e le

piste strette(quelle a 2 fori) sono in cortocircuito verticale. Posso mettere

due piste larghe in serie fra loro così:

DISPOSIZIONE SERIE DISPOSIZIONE PARALLELO

dobbiamo sempre collegare le masse degli strumenti con dei corti alla parte a potenziale più basso del circuito

usando dei morsetti a coccodrillo.

Progetti di filtri

in laboratorio

usando gli

operazionali


PAGINE

51

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8.03 MB

PUBBLICATO

8 mesi fa


DESCRIZIONE APPUNTO

Laboratorio di automatica professore salvatore pirozzi

Questi appunti spiegano molto dettagliatamente come si progettano cicruiti di condizionamento attivi (con gli operazionali)

Alla prima pagina dell anteprima trovate l'indice completo

Nella prima parte di questi appunti trovate la teoria dettagliata dei circuiti attivi e degli operazionali, dei diagrammi di bode, del progetto di filtri passa basso, alto e passa banda.

Nella seconda parte trovate una descrizione teorica dei vari componenti utilizzati in laboratorio, seguita da una guida pratica sull'utilizzo dei principali strumenti di misura di laboratorio( multimetro, generatore di forma d'onda,oscilloscopio, alimentatore) spiegata molto banalmente in modo da essere comprensibile anche a chi non ha mai utilizzato questi strumenti

Nella terza parte trovate un bel po di progette di filtri completi (frequenza di taglio, bode, attenuazione, montaggio, misurazioni ingresso-uscite...) composti da una parte su carta (progetto) ed una parte di laboratorio (schema di montaggio, foto da varie angolazioni del montaggio e della creazione del circuito di misura)


ATTENZIONE
questi appunti costituiscono la 2 parte di "Laboratorio Automatica Matlab + Progetto filtri attivi con gli operazionali", degli appunti già presenti su questo sito, quindi non comprate entrambi perchèp i contenuti sono gli stessi.
Il motivo di qeusta separazione è permettere a chi fosse interessato solo ad uno dei 2 moduli, di acquistare solo quello a prezzo ridotto.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in ingegneria informatica
SSD:

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher matrix0909 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Laboratorio di automatica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Seconda Università di Napoli SUN - Unina2 o del prof Pirozzi Salvatore.

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