Esercizio 8 – Comparatore con Soglia Positiva

Come funziona un comparatore OpAmp con riferimento fisso

Comparatore con Soglia Positiva

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🔹 Obiettivo dell’esercizio

Capire il comportamento di un comparatore con opamp quando il segnale in ingresso viene confrontato con una soglia di riferimento costante.

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📐 Dati del problema

• Il segnale in ingresso Vin​ può variare tra 0 e 5 V

• Il riferimento Vref​ è fisso a 2.5 V

• L’ingresso Vin​ è collegato al terminale non-invertente V+

• Il riferimento Vref​ è collegato all’ingresso invertente V−

• L’opamp è alimentato con ±15 V

• Il comparatore è ideale (nessun feedback)

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📘 Cosa fa il comparatore?

Un comparatore confronta due tensioni e decide:

• Se Vin​ è maggiore di Vref​, l’uscita sarà alta: +15 V

• Se Vin​ è minore di Vref​, l’uscita sarà bassa: -15 V

• Se Vin​=Vref​, l’uscita resta a -15 V (in un comparatore ideale, il cambio avviene solo se Vin​>Vref​)

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✅ Risultato dell’esercizio

Ecco come si comporta il circuito:

• Quando Vin​ è 1 V → l’uscita sarà -15 V

• Quando Vin​ è 2 V → l’uscita sarà ancora -15 V

• Quando Vin​ supera 2.5 V → l’uscita passa a +15 V

• Se Vin​ continua a crescere (es. 5 V) → l’uscita rimane a +15 V

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🧾 Spiegazione semplice

Questo circuito funziona come un interruttore logico.
Non appena Vin​ supera la soglia (in questo caso 2.5 V), l’opamp scatta e porta l’uscita al valore massimo positivo.
Se invece il segnale è inferiore alla soglia, l’uscita rimane al valore minimo.

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🎓 Da ricordare

• I comparatori sono fondamentali per digitalizzare segnali analogici.

• La soglia di riferimento può essere impostata con un partitore di tensione o un DAC.

• Sono molto usati in: sensori, sistemi di allarme, trigger, rilevatori di livello, convertitori A/D.