1. - CARICA DI UNA CAPACITA' A CORRENTE COSTANTE

Una rampa lineare può essere ottenuta caricando un condensatore a corrente costante.

Consideriamo il circuito di figura: un generatore ideale di corrente con in derivazione una capacità.

La tensione di uscita viene prelevata dai capi della capacità, supponendo di non caricare il circuito (cioè supponendo di collegare ai capi della capacità un utilizzatore che presenti ai morsetti di uscita un carico di valore infinito). In tali ipotesi si ha:

.

Poiché la corrente I è costante, risulterà anche costante la derivata di VO(t) fatta rispetto al tempo.

.

Quando la derivata di una funzione è una costante, ciò implica che la funzione è di primo grado. Quindi, la tensione ai capi del condensatore risulta una funzione di primo grado nella variabile tempo, cioè una retta (rampa lineare) nel piano V-t Ricavando dVO(t) in funzione di I e integrando ambo i membri si ha:

,

che è l'equazione di una retta la cui pendenza è fissata dal rapporto I/C.

La carica del condensatore a corrente costante si può realizzare utilizzando un amplificatore operazionale in configurazione di integratore con in ingresso una tensione Vi costante.

Essendo il nodo N una massa virtuale, si ha:

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Se la tensione Vi è costante, sarà costante anche la corrente I. Supponendo trascurabile la corrente assorbita dall'ingresso invertente, si ha:

.

Poiché , si ha:

,

che è l'equazione di una rampa, crescente se Vi > 0 e decrescente se Vi < 0, con pendenza

.

Per generare una tensione di uscita triangolare (rampa in salita seguita da una rampa in discesa) bisogna inserire in ingresso una tensione che si mantenga costante ad un valore Vi per un tempo insufficiente a saturare l'uscita dell'integratore, per poi commutare ad un valore -Vi e mantenersi a tale valore per un tempo uguale al precedente, e così di seguito. A tal fine, è possibile utilizzare un generatore ad onda quadra (multivibratore astabile) oppure un comparatore con isteresi la cui tensione di ingresso sia la rampa lineare all'uscita dell'integratore, in modo da provocare la commutazione del comparatore ad un determinato valore della rampa.

 

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