RADDRIZZATORE SENZA DIODI

RADDRIZZATORE SENZA DIODI

Ecco un raddrizzatore senza diodi e senza soglia molto semplice. Nello schema, un singolo amplificatore operazionale come il LM358 e 5 resistori creano un raddrizzatore a onda intera. La tensione di uscita è 1/3 del valore assoluto del segnale di ingresso

Schema del raddrizzatore operazionale senza diodo

In blu (LM358 con R1 e R2), la convenzionale configurazione invertente.

Il circuito si comporta diversamente a seconda del segno della tensione di ingresso VI .

Scelta dell’amplificatore operazionale

Per il raddrizzatore senza diodo è necessario un amplificatore operazionale il cui intervallo di tensione di ingresso si estenda alla sua alimentazione negativa (potenziale più basso). Il range di tensione in ingresso del LM358 è adatto per questa applicazione da -0,3 V a + VDC quando è alimentato da 0 V a + V CC. Inoltre, la sua tensione di uscita satura (Vsat) bassa deve essere vicina all’alimentatore negativo, nel presente caso la massa: 20mV massimo (per 1mA di corrente in uscita), che è molto bassa. È una tensione Vce sat (saturazione del transistor bipolare di uscita).

Quando la tensione è positiva

Quando la tensione di ingresso è positiva, l’amplificatore operazionale è saturo. La sua tensione di uscita (VO) è quindi zero. VR è il risultato di VI attenuato dal ponte divisore R3 e R4. Il valore di R4 deve essere il doppio di quello di R3.

VR = 1/3 VI

Caso in cui la tensione è negativa

Questa volta, l’amplificatore operazionale funziona da inverter. Il suo guadagno è definito dal rapporto -R2 / R1 ed è -1. VO è una media ponderata di VR (che è -VI) e VI. Dato che R4 = 2 R3, la ponderazione è scritta:

VR= 2/3 VO + 1/3 VI

VR = -2/3 VO + 1/3 VI (perché VO = -VI)

VR= – 1/3 VI

Possiamo riassumere i 2 casi (VI > 0 e VI <0) scrivendo un valore assoluto:

VR = 1/3 | VI |

Intervallo operativo

Per impedire all’amplificatore di invertire il funzionamento dI saturazione, la tensione di ingresso sarà limitata a -10V. Il limite superiore per VI dipende dalla massima tensione differenziale che gli ingressi sopportano.

La gamma ideale di tensione LM358 è

-10V < VI < + 10V.

Conclusione

Le resistenze possono essere scelti liberamente ma con vincoli: R2 = R1   R4 = 2 R3 È un raddrizzatore a onda intera che ha il vantaggio di avere gli stessi potenziali di riferimento della tensione di ingresso, a differenza di un ponte con 4 diodi.

Amilcare

VOTO
3 commenti
  1. theremino dice:

    Il raddrizzatore al selenio mi ha ricordato la mia prima riparazione, doveva essere circa il 1967. Erano altri tempi. Tempi in cui nessuno si preoccupava se ragazzini di 14 anni pasticciavano con le mani dentro alle radio a valvole. Solo pochi anni dopo mi divertivo ad andare in retromarcia in città con la 500 (ero molto abile a guidare in retromarcia) e i poliziotti invece di arrestarmi si mettevano a ridere .

    Un giorno ero a casa del “Bobo” (il mio amico che faceva sempre saltare il contatore sperimentando elettromagneti di filo avvolto su grossi chiodi) e la radio di suo padre aveva smesso di funzionare. Dopo tante prove abbiamo scoperto che staccando e attaccando il filo del raddrizzatore al selenio la radio si metteva a suonare per un po’. E siamo anche riusciti a capire che facendo “tocca e non tocca” a volte l’elettrolitico si caricava parzialmente e la radio suonava per qualche secondo. Così siamo andati a recuperare un altro raddrizzatore al selenio (più grosso) da un’altra radio smontata, lo abbiamo collegato attorcigliando i fili e ha funzionato!!!

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  2. Amilcare
    Amilcare dice:

    A dire il vero presenta delle piccole distorsioni dovute al fatto che lo operazionale non saturerá mai portando la sua uscita a zero.
    Il transistor interno di uscita ha una Voce di saturazione di 20mV con correnti inferiori a 2mA
    Per tale motivo ho scelto tutti resistori da 47K.
    La percentuale di distorsione non la posso stabilire a priori non conoscendo la entità del segnale alternato entrante.
    Comunque nella stragrande maggioranza dei casi la percentuale di distribuzione sarà molto piccola.

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  3. theremino dice:

    Circuito davvero interessante, verrà utile di sicuro in alcuni casi.
    Ci sono altri circuiti che eliminano la caduta di tensione del diodo, ma questo elimina anche il diodo e credo che abbia dei vantaggi. Non ho fatto le simulazioni ma dovrebbe avere minori variazioni dovute alla temperatura, commutazione più veloce e migliore bilanciamento tra le due semionde.

    Approvazioni

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