1.2.3. - Limitatore di precisione con partitore
Questo limitatore non limita ad un valore la tensione di uscita, ma produce una prefissata diminuzione del guadagno quando il valore della tensione di uscita diventa maggiore (o minore) di un determinato valore.
Il circuito è quello di figura.
Limitatore di precisione ad un solo livello Caratteristica di trasferimento
Il funzionamento del circuito può riassumersi nel seguente modo:
se D interdetto Þ nella rete di retroazione
c'è solo la resistenza R2
se D in conduzione Þ nella rete di retroazione c'è il parallelo delle resistenze R2 e R3 (considerando
il diodo un perfetto cortocircuito)
Il diodo entra in conduzione quando la tensione ai suoi capi supera la tensione di soglia Vg .
Il catodo del diodo è collegato all'ingresso invertente, che è virtualmente a massa, e quindi a potenziale di massa. La differenza di potenziale ai capi del diodo dipende dal potenziale del punto A (vedere figura).
Al potenziale VA contribuiscono due cause, Vo e -VCC.
Per il principio di sovrapposizione degli effetti, si ha:
.
La condizione limite si ha quando VA = Vg , per una tensione d'uscita Voc; cioè quando:
.
Da questa possiamo ricavare la tensione d'uscita Voc alla quale il diodo entra in conduzione.
.
La tensione d'uscita assumerà questo valore per la seguente tensione di ingresso:
.
Quando il diodo D entra in conduzione, la rete di retroazione è formata dal parallelo di R2 e R3, considerando il diodo assimilabile ad un corto circuito.
Pertanto si ha:
.
Si ha, quindi, una variazione di pendenza della transcaratteristica in corrispondenza del valore Voc. Tale variazione è tanto più accentuata quanto più il valore di R3 risulta piccolo rispetto a R2.
Per il dimensionamento del limitatore, bisogna definire la variazione di guadagno e la tensione di uscita in corrispondenza della quale si vuole tale variazione. Normalmente la tensione -VCC coincide con la quella di alimentazione.
Noti i valori:
Si calcolano:
R1 e R2 da A;
R3 da AL;
R4 calcolando il rapporto R3/R4 da: