ITTO950236A1 - Circuito per modificare il campo di variazione dell'ampiezza di un segnale analogico - Google Patents

Abstract

Il circuito (C) comprende un amplificatore operazionale (OP) con uscita "rail-to-rail" con un ingresso per il segnale analogico, un'uscita, e due terminali di alimentazione (a, b) collegati ad una sorgente di tensione di alimentazione (Vcc), e una rete resistiva includente un primo resistore (R1) collegato fra l'uscita dell'amplificatore (OP) ed un terminale di uscita (0) del circuito (C), ed un secondo ed un terzo resistore (R2, R3) collegati fra tale terminale di uscita (0) del circuito (C) ed i terminali di alimentazione (a. b) dell'amplificatore (OP). I valori della resistenza di tali resistori (R1, R2, R3) sono determinati in funzione dei valori minimo e massimo prefissati del campo di variazione desiderato per l'ampiezza del segnale analogico di ingresso.(Figura unica).

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Circuito per modificare il campo di variazione dell 'ampiezza di un segnale analogico"

DESCRIZIONE

La presente invenzione ha per oggetto un circuito per modificare il campo di variazione dell'ampiezza di un segnale analogico fornito ad esempio da un trasduttore.

Trasduttori elettrici di varie grandezze fisiche sono ampiamente utilizzati, ad esempio per il rilevamento di condizioni operative del gruppo motopropulsore o di altri sistemi installati a bordo di un autoveicolo.

Per tali applicazioni vengono utilizzati trasduttori che forniscono segnali elettrici, tipicamente di tensione, con un'ampiezza che varia in un certo campo corrispondente univocamente ad un campo di variazione della grandezza fisica sorvegliata.

Normalmente i trasduttori utilizzati presentano in realtà una caratteristica tensione d'uscita/grandezza fisica che si estende anche oltre lo specifico campo di valori della grandezza fisica che si intende effettivamente sorvegliare. L'estensione della caratteristica di risposta di un trasduttore oltre i limiti del campo di specifico interesse è stata in generale accettata sino ad ora, ma in tempi recenti è apparsa costituire un problema per talune applicazioni. Nel caso ad esempio di applicazioni per sistemi installati a bordo di un autoveicolo, si è via via imposta la necessità di poter realizzare una cosiddetta "diagnosi" delle anomalie o guasti eventualmente verificatisi in tali sistemi.

A fronte di tale esigenza, l'impiego di un trasduttore con una caratteristica di risposta avente un'estensione eccedente il campo di effettivo interesse può comportare un problema per la diagnosi del funzionamento del trasduttore, infatti, se un trasduttore fornisce in uscita un segnale di ampiezza ricadente all'esterno del campo di valori che corrispondono al campo sorvegliato dell'associata grandezza fisica, un sistema di diagnosi non è in grado di stabilire se il segnale proveniente dal trasduttore effettivamente corrisponde ad un valore anomalo della grandezza fisica sorvegliata, oppure se si è in presenza di un'anomalia o guasto del trasduttore.

La presente invenzione ha lo scopo di realizzare un circuito che consenta di modificare il campo di variazione dell'ampiezza di un segnale analogico, in particolare un segnale analogico fornito da un trasduttore, che consenta di eliminare l'ambiguità sopra descritta.

Tale scopo viene realizzato secondo l'invenzione con un circuito caratterizzato dal fatto che comprende

un amplificatore operazionale del tipo con uscita "rail-to-rail" con un terminale di ingresso per il segnale analogico, un'uscita e due terminali di alimentazione;

una sorgente di tensione di alimentazione atta ad applicare fra i terminali di alimentazione dell'ampli.ficatore una differenza di potenziale maggiore o uguale al campo di variazione dell'ampiezza del segnale analogico da applicare all'ingresso dell'amplificatore, e

una rete resistiva includente

un primo resistore collegato fra l'uscita dell'amplificatore ed un terminale di uscita del circuito, ed

un secondo ed un terzo resistore collegati fra detto terminale di uscita del circuito ed i terminali di alimentazione di detto amplificatore;

i valori della resistenza di detti resistor! essendo determinati in funzione dei valori minimo e massimo prefissato del campo di variazione desiderato per l'ampiezza di detto segnale analogico.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento al disegno allegato in cui è mostrato uno schema circuitale di un circuito secondo l'invenzione.

Nel disegno con T è indicato un trasduttore elettrico atto a fornire in uscita un segnale analogico di tensione, la cui ampiezza varia univocamente in funzione dei valori assunti da una grandezza fisica sorvegliata. L'uscita del trasduttore T è collegata ad un terminale di ingresso I di un circuito secondo l'invenzione, complessivamente indicato con C. Tale circuito comprende un amplificatore operazionale OP con l'ingresso non-invertente collegato al terminale I, l'ingresso invertente collegato alla massa attraverso un resistore R5, e due terminali di alimentazione, indicati con a e b collegati ad una sorgente di tensione di alimentazione stabilizzata Vcc e, rispettivamente, alla massa.

Fra l'uscita dell'amplificatore OP ed il terminale di uscita 0 del circuito C è interposto un resistore Ri.

Un'ulteriore resistore R4 è interposto fra il terminale di uscita 0 e l'ingresso invertente dell'amplificatore OP.

Un resistore R2 è collegato fra la sorgente di tensione Vcc ed il terminale di uscita 0 ed un'ulteriore resistore R3 è collegato fra tale terminale di uscita e la massa.

L'amplificatore operazionale OP è del tipo con uscita "rail-to-rail" cioè del tipo la cui tensione di uscita può variare fra la tensione di alimentazione e il potenziale di massa, cioè nel caso presente fra la tensione Vcc e OV (rispetto alla massa) .

Prescindendo dai valori di resistenza dei resistor! R4 e R5, previsti per configurare l'amplificatore OP come amplificatore non-invertente, a seconda dei valori della resistenza dei resistor! R2, R3 e Ri, la tensione all'uscita 0 del circuito C può corrispondentemente variare fra un valore massimo ed un valore minimo VMiN aventi i seguenti valori:

Dalle espressioni sopra riportate si vede dunque che mediante un'opportuna selezione dei valori di resistenza dei resistori Ri, R2 e R3 è possibile fare in modo che il campo di variazione della tensione fornita in uscita dal circuito C corrisponda ad un campo predeterminato.

Il circuito C, accoppiato al trasduttore T, o ad altro circuito generatore di segnale analogico, permette di fornire in uscita un segnale analogico la cui ampiezza è suscettibile di variare entro limiti ben precisi, predeterminati a piacere a seconda delle esigenze della specifica applicazione.

Il circuito C sopra descritto consente dunque in particolare di risolvere le ambiguità nei sistemi di diagnosi di cui si è detto nell'introduzione della presente descrizione.

Naturalmente fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims (2)

1. RIVENDICAZIONI 1. Circuito (C) per modificare il campo di variazione dell'ampiezza di un segnale analogico, caratterizzato dal fatto che comprende un amplificatore operazionale (OP) del tipo con uscita "rail-to-rail" con un terminale di ingresso per il segnale analogico, un'uscita, e due terminali di alimentazione {a, b); una sorgente di tensione di alimentazione (Vcc) atta ad applicare fra i terminali di alimentazione (a, b) dell'amplificatore (OP) una differenza di potenziale maggiore di o uguale al campo di variazione dell'ampiezza del segnale analogico da applicare all'ingresso dell'amplificatore (OP), e una rete resistiva includente un primo resistere (Ri) collegato fra l'uscita dell'amplificatore (OP) ed un terminale di uscita (0) del circuito (C), ed un secondo ed un terzo resistore (R2, R3) collegati fra detto terminale di uscita (0) del circuito (C) ed i terminali di alimentazione (a, b) dell'amplificatore (OP); i valori della resistenza di detti resistor! (RI, R2, R3) essendo determinati in funzione dei valori minimo e massimo prefissati del campo di variazione desiderato per l'ampiezza di detto segnale analogico.
2. 2. Circuito per modificare il campo di variazione dell'ampiezza di un segnale analogico, sostanzialmente secondo quanto descritto ed illustrato, e per gli scopi specificati.