Prima esercitazione spice

A GBW

parametri (SpiceLine) e (SpiceLine2).

ol

Cinel Giovanni Matricola 2000147

GBW = BW ∗ A

Sapendo che il guadagno per larghezza di banda ol

A

avendo fissato GBW e ne risulta che la larghezza di banda BW è finita

ol

GBW

ed è pari a BW = .

A

ol

Quindi si possono ricondurre alla non idealità dell’amplificatore utilizzato

nella simulazione Spice le differenze nei diagrammi di Bode prodotti da

Spice e dallo studio analitico del circuito.

1.5 in che modo è possibile ampliare la larghezza di banda

dell’amplificatore audio?

Posso ampliare la larghezza di banda BW dell’amplificatore audio

, GBW)

utilizzando un opamp con parametri (A che forniscono una

ol

GBW = BW ∗ A

maggiore BW, sapendo che e quindi volendo una BW

ol

maggiore dovrei scegliere un opamp con rapporto maggiore a quello

precedentemente utilizzato.

Altrimenti posso modificare le resistenze del circuito, sapendo che per

aumentare la larghezza di banda è necessario diminuire il guadagno a

R

4

= 1 + R

centro banda quindi aumentando il valore di e/o

3

R

3

R

diminuendo quello di .

4

Cinel Giovanni Matricola 2000147

Utilizzando il modello LT1115 della libreria di LTSpice, come mostrato

sopra e utilizzando per R2 un valore pari al vostro numero di matricola

diviso per 10

1.6 simulare la forma d’onda di uscita per un segnale sinusoidale di

ingresso di 1 mV, a 1kHz

Spice netlist

* C:\Users\Giovanni Cinel\Desktop\Esercitazione Spice\Esercizio2.asc

C2 N003 N002 100n

R3 N004 0 100

R2 N003 0 200014.7

R1 Vo N004 100k

Vin N002 0 1mV DC 0 AC 1 sin(0 1mV 1KhZ 0 0 0)

XU1 N003 N004 N005 N001 Vo LT1028

V2 N001 0 -10V

V1 N005 0 +10V

.lib opamp.sub

.tran 0.1ms 10ms

.lib LTC.lib

.backanno

.end

1.7 simulare il diagramma di Bode dell’ampiezza tra 1Hz e 1MHz

Cinel Giovanni Matricola 2000147

1.8 per quale ampiezza del segnale di ingresso l’uscita satura?

simulare la forma d’onda di uscita per un segnale di ingresso di

ampiezza pari a 2 volte il valore trovato

Se il segnale di ingresso ha ampiezza pari a 8.1mV il risultato è il

seguente:

aumentando lo zoom:

Sembra non esserci ancora saturazione con un entrata di 8.1mV.

Cinel Giovanni Matricola 2000147

Mentre se l’ingresso ha ampiezza pari a 8.2mV si ottiene:

Aumentando lo zoom:

In seguito all’analisi grafica del circuito, possiamo concludere che

l'ampiezza di saturazione è pari a 8V. Questo per via della non idealità

dell'opamp, altrimenti l’ampiezza di saturazione sarebbe stata pari a 10V.

Con un ingresso di 8.2mV diventa evidente la presenza di saturazione;

tuttavia, potrebbe iniziare a saturare anche prima, anche se non

chiaramente visibile a questo livello di zoom.

Avrei potuto cercare questo valore anche per via analitica, con i seguenti

calcoli, dopo aver osservato che l’ampiezza di saturazione è pari a 8V,

facilmente osservabile per alti valori della tensione in entrata, ad esempio

16mV (immagine sottostante).

ω = 2π ∗ 1kHz = 2000 π rad/s

V = 8V

o (R + R )R C 1 1 jω

4 3 2 2

|W(jω)|

V ≥ V = V |( )| V |(20.02 ∗ )|

=

o IN IN IN

−1

R (ωj) C R jω + 1 C R jω + 1

3 2 2 2 2

V 8

o

V ≤ = 8 mV

=

IN 40040π

jω

|(20.02∗ )| 125.68

C2 R2 jω + 1

Quindi questo calcolo ci dice che i valori della tensione di ingresso che

non generano saturazione sono quelli inferiori agli 8mV; quindi, il risultato

analitico si avvicina molto a quello ottenuto per via grafica, non combacia

Cinel Giovanni Matricola 2000147

perfettamente perché la saturazione diventa chiaramente visibile a

8.2mV, prima è troppo lieve per vederla, sarebbe necessario zoomare

ulteriormente per vederla.

Quindi dopo aver concluso che il valore della tensione di ingresso che

porta a saturazione è 8mV il risultato della simulazione dell’uscita a

2*8mV = 16mV è la seguente:

Esercizio 2:

Dato il circuito in figura, considerando l’amplificatore operazionale

ideale 

2.1 calcolare analiticamente la relazione tra vo e per una VREF data

V V ∶

Trovo la tensione in funzione di

+ REF

Cinel Giovanni Matricola 2000147

R

V = V

+ REF R + R 1

Dato che nel circuito è presente un feedback negativo vale il principio di

V = V

massa virtuale, quindi + −

I = I

Calcolo la corrente :

1 2

V −V

REF −

I =

1 R

1

Quindi: R V −V R R(1+δ) R R(1+δ)

REF −

= V + I ∗ R = V − ∗ R = V − V + V

0 − 2 REF REF REF REF

R+ R R R+ R R R+ R R

1 1 1 1 1 1

2 2

(1+δ) (1+δ)

R R R(1+δ) R(1+δ) R + RR − R R(1+δ)−R

1 1

= V ( + − ) = V ( )=

REF REF

R+ R R+ R R R (R+ R )R

1 1 1 1 1 1

RR − R R − R Rδ − R Rδ

1 1 1 1

V ( ) = V ( )

REF REF

(R+ R )R (R+ R )R

1 1 1 1 R ∗ V

REF

= δ (− )

0 R + R 1

2.2 dimensionare il circuito in modo da ottenere approssimativamente



vo = 12.5 utilizzando per (almeno) una delle resistenze il vostro

numero di matricola o un suo (sotto)multiplo

Sapendo che: R ∗ V

REF

(− )

= δ

0 R + R 1

per ottenere: = 12.5 ∗ δ

0

devo avere: R ∗ V

REF

(− )

12.5 = R + R 1