Risposte esame di Teoria di Elettronica per l'Informatica, Prove d'esame di Elettronica Per Le Telecomunicazioni
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Domande a risposta libera di Elettronica per l'Informatica

1 Si descrivano i vari tipi di regolatori DC/DC noti.

I regolatori DC/DC vengono utilizzati in cascata ad un convertitore AC/DC per correggerne le fluttuazioni (ad esempio l'errore di ripple) e controllare la tensione in uscita, sfruttando una reazione negativa per stabilizzare la tensione, data una tensione di riferimento.

Ne esistono di due tipi: regolatori lineari ed alimentatori switching. I regolatori lineari sfruttano un elemento di potenza, che può essere un transistore o MOS, per fornire corrente al carico in uscita, ed un anello di reazione che stabilizzare la tensione, partendo da una tensione di riferimento (per la quale si utilizza solitamente un circuito basato su un diodo zener, che a patto di garantire una tensione di ingresso Vin superiore a quella che si desidera avere in uscita, mantiene la tensione di uscita costante).

Si ha quindi una tensione di uscita:

V u≈ (R 1+R 2 ) R 2 ¢V

r e f

Pertanto se cambia l'assorbimento del carico o la tensione in ingresso, la reazione si oppone a tali variazioni e stabilizza l'uscita, perchè funzioni è però fondamentale che sull'elemento in serie cada una tensione minima (o di Drop Out) necessaria al funzionamento del transistore, che è però anche la principale responsabile per il consumo di potenza:

P d ≈ V D R O PO U T ¢I L

Gli alimentatori switching hanno dimensioni molto ridotte rispetto ai lineari, un elevato rendimento (oltre il 70%) e ottime prestazioni, ma generano disturbi e sono difficili da progettare. Sono basati sul principio della parzializzazione del segnale (PWM - Pulse-with modulation), successivamente filtrato. In pratica si utilizza un interruttore che si apre e si chiude regolarmente seocndo un certo periodo di duty cycle, pertanto il valor medio in uscita dipende dal periodo di tale duty cycle (parzializzatore). Il parzializzatore viene inserito in un anello di reazione che permette di variare il duty cycle a seconda delle variazioni della tensione in ingresso, e la reazione stabilizza l'uscit ain caso di variazioni di funzionamento.

A seconda della logica di commutazione utilizzata, gli switching possono essere di tre tipi: Buck, Boost o Fly-back. Lo switching Buck (o step-down) genera un tensione in uscita minore di quella in ingresso, lo switching Boost (o step-up) al contrario forniste una tensione in uscita superiore a quella in ingresso, se invece è necessario variare soltanto il segno della tensione si utilizza il Fly- back.

1 Si descrivano le caratteristiche dei convertitori ADC a doppia rampa.

Gli ADC a doppia rmapa sono principalmente composti da un integratore, un comparatore di soglia ed un contatore. L'integratore viene collegato in ingresso alla Vi tramite un deviatore, dopo essere stato inizializzato a zero scaricandone la capacità. Anche il contatore viene inizializzato a zero, forzando tutte le sue uscite a 0 tramite il segnale di RESET, compresa l'uscita di OVERFLOW. Supposta una tensione di ingresso Vi costante e positiva, la tensione Vc in uscita dall'integratore disegna pertanto una rampa decrescente:

V C =

R C

¡ V i¢t

Quando l'uscita di OVERFLOW del contatore passa a 1, dopo un tempo T 1= 2 n ¢T CK l'ingresso

dell'integratore viene commutato grazie al deviatore su VFS , ottenendo pertanto una tensione sull'integratore di:

V H = R C ¡ V i¢2 n ¢T

CK

In questo modo si genera una rampa crescente di tensione:

V C =

R C

V F S ¢( t¡ T 1 ) + V

H

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