Politecnico di Torino - Facoltà di Ingegneria delll

Politecnico di Torino - Facoltà di Ingegneria delll’Informazione – Sistemi Elettronici

SistEln -esa040209solGG –GG - rev 01/03/2004 5:26 PM 1

Prova scritta del 9/02/04 testo A tempo: 2 ore Esercizio 1) a) Si disegnino le forme d’onda relative alle uscite Q dei FF1 e FF2, per 6 colpi di clock CK,

nell’ipotesi che I flip flop siano inizializzati con Q=0 , per C = NOT(B) + NOT(A). b) Rappresentare, quotandole, le forme d’onda ai nodi A, B, C per i primi 4 periodi di clock, con i

ritardi : Tck->Q e Tck->Qn = 6 ns (sia per transizioni L-> H sia per transizione H->L); nel blocco P: TpLH = 4ns , TpHL = 7 ns.

c) I Flip-Flop hanno Tsu = 3 ns e Th = 2 ns; determina la massima frequenza di funzionamento. d) O è un buffer open collector, con Iol = 8 mA, Vol = 0,4 V, Ioh = 10 µA. L1 contiene due circuiti

con: Vil = 0,8V, Vih = 2,5 V, Iil = -1mA , Iih = 0,2mA (ciascuno). L2 è un circuito con: Vil = 0,8V, Vih = 2.8 V, Iil = - 1 mA, Iih = 0.1 mA. La tensione Val è pari a 3,3 V. Determinare il valore massimo della resistenza Rpu che garantisce un funzionamento corretto (con margine di rumore nullo).

e) Il condensatore C1 ha un valore di 30 pF. Per il valore di Rpu calcolato al punto precedente, tracciare su diagramma tarato l’andamento della tensione su C1 per una transizione L -> H, e calcolare il massimo ritardo con cui i blocchi L1 e L2 riconoscono la variazione di stato logico. Non considerare gli effetti dei carichi L1 e L2.

Si disegnino le forme d’onda relative alle uscite Q dei FF1 e FF2, per 6 colpi di clock CK, nell’ipotesi che I flip flop siano inizializzati con Q=0 Rappresentare, quotandole, le forme d’onda ai nodi A, B, C per i primi 4 periodi di clock, con i ritardi : Tck->Q e Tck->Qn = 6 ns (sia per transizioni L-> H sia per transizione H->L); nel blocco P: TpLH = 4ns , TpHL = 7 ns.

CK

D Q

FF1

D Q

FF2

C

B

A

Val

L1

L2

Out P O

C1

Rpu

CK

D1=Q2

Q1

Q2

D2=Q1+Q2



I Flip-Flop hanno Tsu = 3 ns e Th = 2 ns; determina la massima frequenza di funzionamento. F dedotta dal setup Tmin=13+3=16ns-->62.5MHz caso peggiore O è un buffer open collector, con Iol = 8 mA, Vol = 0,4 V, Ioh = 10 µµµµA. L1 contiene due circuiti con: Vil = 0,8V, Vih = 2,5 V, Iil = -1mA , Iih = 0,2mA (ciascuno). L2 è un circuito con: Vil = 0,8V, Vih = 2.8 V, Iil = - 1 mA, Iih = 0.1 mA. La tensione Val è pari a 3,3 V. Determinare il valore massimo della resistenza Rpu che garantisce un funzionamento corretto (con margine di rumore nullo).

Ω=≥

−≤Ω

−

k58.059.2Rpu

mA3mA8)k(Rpu

4.03.3

Ω=≤

++≥Ω

−

k98.051.05.0Rpu

mA1.0mA4.0mA01.0)k(Rpu

8.23.3

Il condensatore C1 ha un valore di 30 pF. Per il valore di Rpu calcolato al punto precedente, tracciare su diagramma tarato l’andamento della tensione su C1 per una transizione L -> H, e calcolare il massimo ritardo con cui i blocchi L1 e L2 riconoscono la variazione di stato logico. Non considerare gli effetti dei carichi L1 e L2.

τ−

−

τ−

−=

=⋅⋅Ω=τ

=+====∞→

+=

/tC

12

C

C/tC

e4.28.2Vns4.291030980

4.0BAV0t8.2AVt

BeAV

ns613.04.2ln1te4.23.0e4.28.25.2 /1t/1t =τ==−= τ−τ−

∞==−= τ−τ− 2te4.20e4.28.28.2 /2t/2t

Oppure, se non considerare gli effetti dei carichi comporta che la carica di C avvenga da 0 a 3.3V

τ−

−

τ−

−=

=⋅⋅Ω=τ

=+====∞→

+=

/tC

12C

C/tC

e3.33.3V

ns4.291030980

0BAV0t3.3AVt

BeAV

ns42

8.03.3ln2te3.38.0e3.33.35.2 /2t/2t =τ==−= τ−τ−

ns5.555.03.3ln2te3.35.0e3.33.38.2 /2t/2t =τ==−= τ−τ−

3.3V

L1

L2

Out Rpu LOW HIGH

8mA

0.4V

3.3V

L1

L2

Out Rpu

10µA0.8V 2.5V 2mA 0.4mA

0.8V 2.8V 1mA 0.1mA

Voh

Voh=2.8V (margine rumore nullo Voh=Vihmax)

CK

D1=Q2

Q1

D2=Q1+Q2

6 6 6

6 6

13 10



Esercizio 2) R1=R2=R6=3.3kΩ

R3 = 3.4kΩ R4 = 10kΩ

R5 = 39kΩ

R7 = 330kΩ

C1 =C2= 100nF C3 = 2nF OA1: Voff = 3mV, Ibias= -100nA (uscenti) Ioff=20nA

a) Determinare in continua il guadagno Vout/Vin b) Tracciare il diagramma di Bode di |Vout/Vin| (in dB) usando i valori nominali di C1, C2 e C3 per

OA1 ed OA2 totalmente ideali. c) Calcolare il guadagno in continua dell’amplificatore, con OA2 ideale, salvo che per il guadagno

intrinseco ad anello aperto Ad2 = 50. Si supponga OA1 ideale. d) Considerando OA1 e OA2 ideali, salvo OA1 per l’offset, calcolare i valori estremi possibili di

Vout in continua. e) Si calcoli lo slew rate minimo necessario ad OA2 per fornire in uscita un segnale indistorto se

all’ingresso (Vin) e’ presente una sinusoide a 1 kHz di valore piccopicco pari a 5 V. Determinare in continua il guadagno Vout/Vin Ridisegno lo schema per la continua, sostituendo con un corto le R che non sono percorse da corrente per quanto riguarda questa domanda

Vin94.34.3

101Vin3R4R1Vin

3R4R1'VuVout

Vin6R7RVin

6R7R1Vi'Vu

=

+=

+=

+=

=−

+=

Tracciare il diagramma di Bode di |Vout/Vin| (in dB) usando i valori nominali di C1, C2 e C3 per AO1 ed AO2 totalmente ideali. Ridisegno lo schema per la continua, sostituendo con un corto le Z che non sono percorse da corrente per quanto riguarda questa domanda

R6

R7 R3

+ -

Vin +

R4

VoutVu’

Vi

R6

R7 R3

+ -

Vin +

R4

VoutVu’

Vi

C1

C3



( )( )

4R3Cj13R4R

3R4R3Cj1

3R3R4R

VinVout

3R3Cj3R4G3R3Cj3R4G1Vin

3R3Cj4G13R3Cj4GVin

3R4Y13R4YVin

3R4Z3RVin

3R4Z1'VuVout

Vin6R7ZVin

6R7Z1Vin'Vu

ω++

ω++=

ω+ω++=

ω++ω+=+=+=

+=

=−

+=

Verifico che per ω→0 Vu/Vi→3.94 (11.9dB) come trovato nella risposta precedente. Per ω→∞ Vu/Vi→1, con pendenza -20dB/decade, avendo un polo in 50krad/s e uno zero in ω=197krad/s. Calcolare il guadagno in continua dell’amplificatore, con AO2 ideale, salvo che per il guadagno intrinseco ad anello aperto Ad2 = 50. Si supponga AO1 ideale.

( )

65.3

4.134.3

501

14R3R

3R2Ad

11

VinVout

4R3R3RVout

2AdVoutVin

I)4R3RVout

3IR2Ad

VoutVin

=+

=

=

++

=+

+=

+=

+=

Considerando AO ideali, salvo AO1 per l’offset, calcolare i valori estremi possibili di Vu in continua.

R3

+R4

Vout

Vu’=Vin Vout/Ad2

I

|Vu/Vi| (dB)

ω(krad/s) 0

20

1 100



AO1: Voff = 3mV, Ibias= 100nA (uscenti) Ioff=20nA Ridisegno lo schema per la continua, sostituendo con un corto le R che non sono percorse da corrente per quanto riguarda questa domanda

=

= −+

nA110nA90

InA90nA110

I BB

Il metodo più intuitivo suggerisce :

• il guadagno in continua dello stadio visto come non-invertente è 101: si fa l’approssimazione che sia 100;

• le cadute su R1=R6=R dovute alle correnti di bias sono RIeRI BB−+

• la tensione applicata globalmente all’ingresso vale quindi

+=−++=⋅−⋅++−=−+−=⋅−⋅+−

=−+± −+

mV06.33.036.033.309.03.311.03mV06.336.03.033.311.03.309.03

RIRIV BBoff

• Vu=±400·3.06=±1.2V Se usiamo il circuito equivalente Ponendo R1=R6=R

( )( )

( )( )

( )( )

( ) ( )[ ]R

R7RIIRV'VuAse

R7RRA

1

IIRVAVdA'Vu

IIRVR7RRA

1Vd

RR7R

RIVdARIIVVd

IR7R

RIVdA

RIR7RIVdA

IRRIIVVd

RII7IRVdA

RIIRIVVd

BBoff0V0V

BBoff0V0V

BBoff0V

B0VBBoff

B0V

B0V

BBoff

B0V

BBoff

+−+±=∞→

++

−+±==

−+±≅

++

+−

−−+±=

=+−

++=

−−+±=

++=

+−+±=

−+−+

−+−

−+

−

−

−+

−

−+

risultato coincidente con il precedente. Si calcoli lo slew rate minimo necessario ad AO2 per fornire in uscita un segnale indistorto se all’ingresso (Vi) e’ presente una sinusoide a 1 kHz di valore piccopicco pari a 5 V. La funzione di trasferimento già individuata fornisce, con gli attuali valori

R6

R7

+ -

Vu’

R1

Vu=3.94Vu’

3.3k

330k

V– V+

VU’

AV0 Vd

IB+ IB

–

Vd Voff

R1 R6

R7

I



V10Vout12.0j103.0j194.35.2

k5028.6

j1

k19728.6

j194.3VinVout ≅

++⋅=

+

+=

la massima pendenza di Vu è quindi 10·6280V/s=63V/ms



Allievo: ..........................……………........................ Matricola: .…………..... Prova scritta del 9/02/04 testo A Barrare qui se si desidera sostenere l’orale Risposte esercizi di calcolo

Domanda Risultato non scrivere in questa parte 1a

1b

1c

1d

1e

2a

2b

2c

2d

2e

Risposte ai test

Domanda 1 2 3 4 5 Risposta d b c a b

1) Occorre misurare il guadagno di un amplificatore in banda audio con una precisione dell’1%. Quale degli strumenti elencati non è indispensabile ? a) oscilloscopio b) alimentatore c) generatore di segnale d) tester/multimetro 2) Un amplificatore invertente ha guadagno AV = -40, è caricato con una RL=1MΩ., e alimentato con tensioni di +/- 15V. La tensione di ingresso è sinusoidale, con valore efficace di 0,6V. La tensione di uscita è: a) una sinusoide con valore picco-picco 24 V b) una sinusoide con forte distorsione (saturazione) c) una sinusoide con valore efficace di 24V d) una sinusoide con valore efficace di –24V 3) La funzione logica Y=NOT(A+B*C) e` realizzata con logica SW-SW (cmos). Quanti interruttori sono in tutto necessari? a) 3 b) 4 c) 6 d) 8 4) In un amplificatore di transresistenza le impedenze di ingresso e di uscita devono essere: a) Zin -> 0, Zout->0 b) Zin -> ∞, Zout->0 c) Zin -> 0, Zout->∞ d) Zin -> ∞, Zout->∞ 5) La risposta in frequenza di una cella RC passa basso del primo ordine è:

a) sRC/(1+sRC) b) 1/(1+sRC) c) 1/(s+RC) d) sRC/(s+RC)



Prova scritta del 9/02/04 testo B tempo: 2 ore Esercizio 1) a) Si disegnino le forme d’onda relative alle uscite Q dei FF1 e FF2, per 6 colpi di clock CK,

nell’ipotesi che I flip flop siano inizializzati con Q=0 , per C = NOT(A * B). b) Rappresentare, quotandole, le forme d’onda ai nodi A, B, C per i primi 4 periodi di clock, con i






CK

D Q

FF1

D Q

FF2

C

B

A

Val

L1

L2

Out P O

C1

Rpu

CK

D1=Q2

Q1

Q2

D2=Q1Q2




Ω=≥

−≤Ω

−

k58.059.2Rpu

mA3mA8)k(Rpu

4.03.3

Ω=≤

++≥Ω

−

k98.051.05.0Rpu


8.23.3


τ−

−

τ−

−=

=⋅⋅Ω=τ

=+====∞→

+=

/tC

12

C

C/tC

e4.28.2Vns4.291030980

4.0BAV0t8.2AVt

BeAV

ns613.04.2ln1te4.23.0e4.28.25.2 /1t/1t =τ==−= τ−τ−

∞==−= τ−τ− 2te4.20e4.28.28.2 /2t/2t


τ−

−

τ−

−=

=⋅⋅Ω=τ

=+====∞→

+=

/tC

12C

C/tC

e3.33.3V

ns4.291030980

0BAV0t3.3AVt

BeAV

ns42

8.03.3ln2te3.38.0e3.33.35.2 /2t/2t =τ==−= τ−τ−

ns5.555.03.3ln2te3.35.0e3.33.38.2 /2t/2t =τ==−= τ−τ−

3.3V

L1

L2

Out Rpu LOW HIGH

8mA

0.4V

3.3V

L1

L2

Out Rpu

10µA0.8V 2.5V 2mA 0.4mA

0.8V 2.8V 1mA 0.1mA

Voh


CK

D1=Q2

Q1

D2=Q1+Q2

6 6 6

6 6

13 10



Esercizio 2) R1=R2=R6=4.7kΩ

R3 = 6.8kΩ R4 = 20kΩ

R5 = 33kΩ

R7 = 330kΩ

C1 =C2= 100nF C3 = 1nF OA1: Voff = 3mV, Ibias= -100nA (uscenti) Ioff=20nA






Vin94.38.6

201Vin3R4R1Vin

3R4R1'VuVout

Vin6R7RVin

6R7R1Vi'Vu

=

+=

+=

+=

=−

+=


R6

R7 R3

+ -

Vin +

R4

VoutVu’

Vi

R6

R7 R3

+ -

Vin +

R4

VoutVu’

Vi

C1

C3



( )( )

4R3Cj13R4R

3R4R3Cj1

3R3R4R

VinVout


3R3Cj4G13R3Cj4GVin

3R4Y13R4YVin

3R4Z3RVin

3R4Z1'VuVout

Vin6R7ZVin

6R7Z1Vin'Vu

ω++

ω++=

ω+ω++=

ω++ω+=+=+=

+=

=−

+=


( )

65.3

8.268.6

501

14R3R

3R2Ad

11

VinVout

4R3R3RVout

2AdVoutVin

I)4R3RVout

3IR2Ad

VoutVin

=+

=

=

++

=+

+=

+=

+=

Considerando AO ideali, salvo AO1 per l’offset, calcolare i valori estremi possibili di Vu in continua. AO1: Voff = 3mV, Ibias= 100nA (uscenti) Ioff=20nA

R3

+R4

Vout

Vu’=Vin Vout/Ad2

I

|Vu/Vi| (dB)

ω(krad/s) 0

20

1 100



Ridisegno lo schema per la continua, sostituendo con un corto le R che non sono percorse da corrente per quanto riguarda questa domanda

=

= −+

nA110nA90

InA90nA110

I BB


• il guadagno in continua dello stadio visto come non-invertente è 71



+=−++=⋅−⋅++−=−+−=⋅−⋅+−

=−+± −+

mV1.342.052.037.409.07.411.03mV1.352.042.037.411.07.409.03

RIRIV BBoff

• Vu=±280·3.1=±0.87V Si calcoli lo slew rate minimo necessario ad AO2 per fornire in uscita un segnale indistorto se all’ingresso (Vi) e’ presente una sinusoide a 1 kHz di valore piccopicco pari a 5 V. La funzione di trasferimento già individuata fornisce, con gli attuali valori

l

V10Vout

12.0j103.0j194.35.2

k5028.6j1

k19728.6j1

94.3VinVout

≅

++⋅=

+

+=


R6

R7

+ -

Vu’

R1

Vu=3.94Vu’

4.7k

330k



Allievo: ..........................……………........................ Matricola: .…………..... Prova scritta del 9/02/04 testo B Barrare qui se si desidera sostenere l’orale Risposte esercizi di calcolo


1b

1c

1d

1e

2a

2b

2c

2d

2e

Risposte ai test

Domanda 1 2 3 4 5 Risposta b d d b c

1) La funzione logica Y=NOT(A+B*C) e` realizzata con logica SW-SW (cmos). Quanti interruttori sono in tutto necessari? a) 3 b) 6 c) 4 d) 8 2) In un amplificatore di transresistenza le impedenze di ingresso e di uscita devono essere: a) Zin -> ∞, Zout -> ∞ b) Zin -> ∞, Zout -> 0 c) Zin -> 0, Zout -> ∞ d) Zin -> 0, Zout -> 0 3) Un amplificatore invertente ha guadagno AV = -40, è caricato con una RL=1MΩ., e alimentato con tensioni di +/- 15V. La tensione di ingresso è sinusoidale, con valore efficace di 0,6V. La tensione di uscita è: a) una sinusoide con valore efficace 24 b) una sinusoide con valore picco-picco di 24V c) una sinusoide con valore efficace di –24V d) una sinusoide con forte distorsione (saturazione) 4) La risposta in frequenza di una cella RC passa basso del primo ordine è: a) sRC/(1+sRC) b) 1/(1+sRC) c) 1/(s+RC) d) sRC/(s+RC) 5) Occorre misurare il guadagno di un amplificatore in banda audio con una precisione dell’1%. Quale degli strumenti elencati non è indispensabile ? a) generatore di segnale b) oscilloscopio c) tester/multimetro d) alimentatore



Prova scritta del 9/02/04 testo C tempo: 2 ore Esercizio 1) R1=R2=R6=5.6kΩ

R3 = 3.4kΩ R4 = 10kΩ

R5 = 27kΩ

R7 = 330kΩ

C1 =C2= 100nF C3 = 2nF OA1: Voff = 3mV, Ibias= 100nA (entranti) Ioff=20nA

a) Determinare in continua il guadagno Vout/Vi b) Tracciare il diagramma di Bode di |Vout/Vin| (in dB) usando i valori nominali di C1, C2 e C3 per





Vin94.34.3

101Vin3R4R1Vin

3R4R1'VuVout

Vin6R7RVin

6R7R1Vi'Vu

=

+=

+=

+=

=−

+=


R6

R7 R3

+ -

Vin +

R4

VoutVu’

Vi

R6

R7 R3

+ -

Vin +

R4

VoutVu’

Vi

C1

C3



( )( )

4R3Cj13R4R

3R4R3Cj1

3R3R4R

VinVout


3R3Cj4G13R3Cj4GVin

3R4Y13R4YVin

3R4Z3RVin

3R4Z1'VuVout

Vin6R7ZVin

6R7Z1Vin'Vu

ω++

ω++=

ω+ω++=

ω++ω+=+=+=

+=

=−

+=


( )

65.3

4.134.3

501

14R3R

3R2Ad

11

VinVout

4R3R3RVout

2AdVoutVin

I)4R3RVout

3IR2Ad

VoutVin

=+

=

=

++

=+

+=

+=

+=

R3

+R4

Vout

Vu’=Vin Vout/Ad2

I

|Vu/Vi| (dB)

ω(krad/s) 0

20

1 100



Considerando AO ideali, salvo AO1 per l’offset, calcolare i valori estremi possibili di Vu in continua. AO1: Voff = 3mV, Ibias= 100nA (entranti) Ioff=20nA Ridisegno lo schema per la continua, sostituendo con un corto le R che non sono percorse da corrente per quanto riguarda questa domanda

=

= −+

nA110nA90

InA90nA110

I BB





−=+−−=⋅+⋅−−+=+−+=⋅+⋅−+

−=+−± −+

mV1.35.062.036.509.06.511.03mV1.362.05.036.511.06.509.03

RIRIV BBoff


l

V10Vout

12.0j103.0j194.35.2

k5028.6j1

k19728.6j1

94.3VinVout

≅

++⋅=

+

+=


R6

R7

+ -

Vu’

R1

Vu=3.94Vu’

5.6k

330k



Esercizio 2) a) Si disegnino le forme d’onda relative alle uscite Q dei FF1 e FF2, per 6 colpi di clock CK,

nell’ipotesi che I flip flop siano inizializzati con Q=0 , per C = NOT(A) + B. b) Rappresentare, quotandole, le forme d’onda ai nodi A, B, C per i primi 4 periodi di clock, con i






CK

D Q

FF1

D Q

FF2

C

B

A

Val

L1

L2

Out P O

C1

Rpu

CK

D1=Q2

Q1

Q2

D2=Q1+Q2




Ω=≥

−≤Ω

−

k58.059.2Rpu

mA3mA8)k(Rpu

4.03.3

Ω=≤

++≥Ω

−

k98.051.05.0Rpu


8.23.3


τ−

−

τ−

−=

=⋅⋅Ω=τ

=+====∞→

+=

/tC

12

C

C/tC

e4.28.2Vns4.291030980

4.0BAV0t8.2AVt

BeAV

ns613.04.2ln1te4.23.0e4.28.25.2 /1t/1t =τ==−= τ−τ−

∞==−= τ−τ− 2te4.20e4.28.28.2 /2t/2t


τ−

−

τ−

−=

=⋅⋅Ω=τ

=+====∞→

+=

/tC

12C

C/tC

e3.33.3V

ns4.291030980

0BAV0t3.3AVt

BeAV

ns42

8.03.3ln2te3.38.0e3.33.35.2 /2t/2t =τ==−= τ−τ−

ns5.555.03.3ln2te3.35.0e3.33.38.2 /2t/2t =τ==−= τ−τ−

3.3V

L1

L2

Out Rpu LOW HIGH

8mA

0.4V

3.3V

L1

L2

Out Rpu

10µA0.8V 2.5V 2mA 0.4mA

0.8V 2.8V 1mA 0.1mA

Voh


CK

D1=Q2

Q1

D2=Q1+Q2

6 66

6 6

13 10



Allievo: ..........................……………........................ Matricola: .…………..... Prova scritta del 9/02/04 testo C Barrare qui se si desidera sostenere l’orale Risposte esercizi di calcolo


1b

1c

1d

1e

2a

2b

2c

2d

2e

Risposte ai test

Domanda 1 2 3 4 5 Risposta c b d d b

1) La risposta in frequenza di una cella RC passa basso del primo ordine è: a) sRC/(1+sRC) b) sRC/(s+RC) c) 1/(1+sRC) d) 1/(s+RC) 2) Occorre misurare il guadagno di un amplificatore in banda audio con una precisione dell’1%. Quale degli strumenti elencati non è indispensabile ? a) oscilloscopio b) tester/multimetro c) generatore di segnale d) alimentatore 3) In un amplificatore di transresistenza le impedenze di ingresso e di uscita devono essere: a) Zin -> ∞, Zout->∞ b) Zin -> ∞, Zout->0 c) Zin -> 0, Zout->∞ d) Zin -> 0, Zout->0 4) Un amplificatore invertente ha guadagno AV = -40, è caricato con una RL=1MΩ., e alimentato con tensioni di +/- 15V. La tensione di ingresso è sinusoidale, con valore efficace di 0,6V. La tensione di uscita è:

a) una sinusoide con valore efficace di –24V b) una sinusoide con valore picco-picco 24 V c) una sinusoide con valore efficace di 24V d) una sinusoide con forte distorsione (saturazione)

5) La funzione logica Y=NOT(A*B+C) e` realizzata con logica SW-SW (cmos). Quanti interruttori sono in tutto necessari? a) 8 b) 6 c) 4 d) 3



Prova scritta del 9/02/04 testo D tempo: 2 ore Esercizio 1) R1=R2=R6=6.8kΩ

R3 = 6.8kΩ R4 = 20kΩ

R5 = 22kΩ

R7 = 330kΩ

C1 =C2= 100nF C3 = 1nF OA1: Voff = 3mV, Ibias= 100nA (entranti) Ioff=20nA



intrinseco ad anello aperto Ad2 = 50. Si supponga OA1 ideale. d) Considerando OA 1 e OA2, salvo OA1 per l’offset, calcolare i valori estremi possibili di Vout in

continua. e) Si calcoli lo slew rate minimo necessario ad OA2 per fornire in uscita un segnale indistorto se


Vin94.38.6

201Vin3R4R1Vin

3R4R1'VuVout

Vin6R7RVin

6R7R1Vi'Vu

=

+=

+=

+=

=−

+=


R6

R7 R3

+ -

Vin +

R4

VoutVu’

Vi

R6

R7 R3

+ -

Vin +

R4

VoutVu’

Vi

C1

C3



( )( )

4R3Cj13R4R

3R4R3Cj1

3R3R4R

VinVout


3R3Cj4G13R3Cj4GVin

3R4Y13R4YVin

3R4Z3RVin

3R4Z1'VuVout

Vin6R7ZVin

6R7Z1Vin'Vu

ω++

ω++=

ω+ω++=

ω++ω+=+=+=

+=

=−

+=


( )

65.3

8.268.6

501

14R3R

3R2Ad

11

VinVout

4R3R3RVout

2AdVoutVin

I)4R3RVout

3IR2Ad

VoutVin

=+

=

=

++

=+

+=

+=

+=

R3

+R4

Vout

Vu’=Vin Vout/Ad2

I

|Vu/Vi| (dB)

ω(krad/s) 0

20

1 100



Considerando AO ideali, salvo AO1 per l’offset, calcolare i valori estremi possibili di Vu in continua. AO1: Voff = 3mV, Ibias= 100nA (entranti) Ioff=20nA Ridisegno lo schema per la continua, sostituendo con un corto le R che non sono percorse da corrente per quanto riguarda questa domanda

=

= −+

nA110nA90

InA90nA110

I BB





−=+−−=⋅+⋅−−+=+−+=⋅+⋅−+

−=+−± −+

mV1.361.075.038.609.08.611.03mV1.375.061.038.611.08.609.03

RIRIV BBoff


l

V10Vout

12.0j103.0j194.35.2

k5028.6j1

k19728.6j1

94.3VinVout

≅

++⋅=

+

+=


R6

R7

+ -

Vu’

R1

Vu=3.94Vu’

6.8k

330k



Esercizio 2) a) Si disegnino le forme d’onda relative alle uscite Q dei FF1 e FF2, per 6 colpi di clock CK,

nell’ipotesi che I flip flop siano inizializzati con Q=0 , per C = NOT(A * NOT(B)). b) Rappresentare, quotandole, le forme d’onda ai nodi A, B, C per i primi 4 periodi di clock, con i






CK

D Q

FF1

D Q

FF2

C

B

A

Val

L1

L2

Out P O

C1

Rpu

CK

D1=Q2

Q1

Q2

D2=Q1+Q2




Ω=≥

−≤Ω

−

k58.05

9.2Rpu

mA3mA8)k(Rpu

4.03.3

Ω=≤

++≥Ω

−

k98.051.05.0Rpu


8.23.3


τ−

−

τ−

−=

=⋅⋅Ω=τ

=+====∞→

+=

/tC

12

C

C/tC

e4.28.2Vns4.291030980

4.0BAV0t8.2AVt

BeAV

ns613.04.2ln1te4.23.0e4.28.25.2 /1t/1t =τ==−= τ−τ−

∞==−= τ−τ− 2te4.20e4.28.28.2 /2t/2t


τ−

−

τ−

−=

=⋅⋅Ω=τ

=+====∞→

+=

/tC

12C

C/tC

e3.33.3V

ns4.291030980

0BAV0t3.3AVt

BeAV

ns42

8.03.3ln2te3.38.0e3.33.35.2 /2t/2t =τ==−= τ−τ−

ns5.555.03.3ln2te3.35.0e3.33.38.2 /2t/2t =τ==−= τ−τ−

3.3V

L1

L2

Out Rpu LOW HIGH

8mA

0.4V

3.3V

L1

L2

Out Rpu

10µA0.8V 2.5V 2mA 0.4mA

0.8V 2.8V 1mA 0.1mA

Voh


CK

D1=Q2

Q1

D2=Q1+Q2

6 66

6 6

13 10





Allievo: ..........................……………........................ Matricola: .…………..... Prova scritta del 9/02/04 testo D Barrare qui se si desidera sostenere l’orale Risposte esercizi di calcolo


1b

1c

1d

1e

2a

2b

2c

2d

2e

Risposte ai test

Domanda 1 2 3 4 5 Risposta c a d a c

1) La funzione logica Y=NOT(A+B*C) e` realizzata con logica SW-SW (cmos). Quanti interruttori sono in tutto necessari? a) 3 b) 4 c) 6 d) 8 2) La risposta in frequenza di una cella RC passa basso del primo ordine è: a) 1/(1+sRC) b) sRC/(1+sRC) c) sRC/(s+RC) d) 1/(s+RC) 3) Occorre misurare il guadagno di un amplificatore in banda audio con una precisione dell’1%. Quale degli strumenti elencati non è indispensabile ? a) generatore di segnale b) oscilloscopio c) alimentatore d) tester/multimetro 4) Un amplificatore invertente ha guadagno AV = -40, è caricato con una RL=1MΩ., e alimentato con tensioni di +/- 15V. La tensione di ingresso è sinusoidale, con valore efficace di 0,6V. La tensione di uscita è: a) una sinusoide con forte distorsione (saturazione) b) una sinusoide con valore efficace di –24V c) una sinusoide con valore picco-picco 24 V d) una sinusoide con valore efficace di 24V 5) In un amplificatore di transresistenza le impedenze di ingresso e di uscita devono essere: a) Zin -> 0, Zout->∞ b) Zin -> ∞, Zout->0 c) Zin -> 0, Zout->0 d) Zin -> ∞, Zout->∞

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Politecnico di Torino - Facoltà di Ingegneria delll