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Voltage divider : 
il partitore di tensione


Variazioni sul tema

Si può utilizzare il cursore del potenziometro come presa del rapporto variabile costituito da R1 + parte della pista di Rt e dal rimanente della pista di Rt che fa le veci di R2.

In questo caso la Vout sarà data da:

Vout = Vin * (m Rt / (R1 + Rt)

dove m è la percentuale della resistenza di Rt inserita come R2.
Se vogliamo calcolare questo valore:

m = Vout (R1 + Rt) / (Vin * Rt)

Anche qui la tensione in uscita avrà come limite minimo 0V (cursore a massa) e come massimo

Vout = Vin * (Rt / (R1 + Rt)

Possiamo prelevare la tensione in uscita anche nella configurazione a lato: pur trovandosi il potenziometro collegato alla Vin e non alla massa, la Vout viene prelevata tra cursore e massa e quindi è ad essa riferita, come nei casi precedenti.

In questo caso la Vout sarà data da:

Vout = Vin * ((m Rt +R2)/ (Rt + R2))

Qui la tensione in uscita avrà come limite massimo la Vin e come valore minimo:

Vout = Vin * (Rt / (Rt + R2)

Se vogliamo calcolare m:

m = (Vout * (Rt + R2)  - Vin * R2)/ (Vin * Rt)

 

Si potrà realizzare anche un partitore in cui il trimmer costituisce l' elemento centrale. 

Questo permette di variare la tensione in uscita tra un minimo, maggiore di 0V, ed un massimo, minore della Vin.
 
In sostanza, il cursore del trimmer, nella sua corsa da un estremo all' altro, farà variare il rapporto di divisone del partitore, ottenendo una tensione in uscita compresa tra Vh e Vl.

Si tratta quindi di una soluzione adatta per precedere una sezione analogica dove il valore di uscita del partitore non è esattamente definito, ma spazia in un certo range, ad esempio un amplificazione, o per tarare un offset e simili.

La tensione prelevabile dal cursore del trimmer varierà tra Vh e Vl:

Vl = Vin * R2 / (R1 + Rt + R2))

Vh = Vin ((Rt+R2) / (R1 + Rt + R2))

Risolvendo per R2:

R2 = (Rt * Vl) / ( Vh - Vl)

e per R1

R1 = (R2 * (Vcc - Vh)) / Vl

La stessa situazione dal punto di vista della posizione del cursore dà:

Vout = Vin * ((m Rt +R1)/ (R1 + R2 + Rt))

per cui:

m = (Vout * (R1 + R2 + Rt)  - Vin * R2)/ (Vin * R2)

Ad esempio, se vogliamo variare 1 < Vout < 3.5  con una Vcc di 5V, possiamo scegliere per Rp un trimmer da 10k, di facile reperibilità.

Vcc = 5V 
Rt = 10K 
Vh = 3.5v 
Vl = 1

Il valore di sarà:

R2 = (10.000 * 1) / (3.5 - 1) = 4000 ohm 

e

R1 = 4000 * (5 - 3.5) / 1 = 6000 ohm 

Questi valori non sono presenti nelle serie standard, per cui potremo utilizzare i più vicini nella serie E96:  R1 = 4020   e   R2 = 6040

Possiamo verificare Vh e Vl per i valori scelti per le resistenze:

Vl = 5 * 4020 / (4020 + 10.000 + 6040) = 1.0019V
Vh = 5 * (4020 + 10.000) / (4020 + 10.000 + 6040) = 3.494V

Siccome sono da considerare le immancabile tolleranze dei componenti, se vi desidera una maggiore ampiezza agli estremi, si potranno scegliere resistenze di valori leggermente diversi.
Per R2 = 3920  e R1 = 6190 si avrà:

 Vl = 5 * 3920 / (3920 + 10.000 + 6190) = 0.974V
Vh = 5 * (3920 + 10.000) / (3920 + 10.000 + 6190) = 3.46V


Così si potranno impiegare altri valori più bassi per le resistenze fisse, aumentando quella del potenziometro, a seconda di quanto disponibile o desiderato. Questa configurazione permette di utilizzare valori resistivi molto diversi da quelli calcolati per R1 e R2  nel partitore classico, compensando le differenze con il valore della Rt.


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Aggiornato il 21/08/12.