L amplificatore operazionale
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L’amplificatore operazionale. OP-AMP operational amplifier. Componenti integrati molto versatili Originariamente previsti per il calcolo analogico Composti di BJT e i più attuali composti da FET. V i. V 0. V 0. V i. Ingresso invertente. Ingresso non invertente. V 0 =v i A v-.

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L’amplificatore operazionale

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Presentation Transcript


L amplificatore operazionale

L’amplificatore operazionale


Op amp operational amplifier

OP-AMPoperational amplifier

  • Componenti integrati molto versatili

  • Originariamente previsti per il calcolo analogico

  • Composti di BJT e i più attuali composti da FET

Vi

V0

V0

Vi

Ingresso invertente

Ingresso non invertente

V0=viAv-

V0=viAv+


Caratteristiche ideali

Caratteristiche ideali

  • Guadagno di tensione infinito |Av|=∞

  • Perfetto bilanciamento |Av+|= |Av-|

  • Resistenza di ingresso infinita

  • Resistenza di uscita nulla

  • Banda passante infinita


Configurazione invertente

Configurazione invertente

v0

if

is

A

ie

vs

vi


Configurazione invertente dimostrazioni

Configurazione invertente:dimostrazioni

Applicando il II principio di Kirchhoff

  • Il nodo A è detto di massa virtuale perché vi≈0

  • Avf è l’amplificazione di feedback o guadagna ad anello chiuso

  • Av è il guadagno ad anello aperto


Configurazione non invertente

Configurazione non invertente

vs

v0

vi

is

i2

i1

v1


Configurazione non invertente dimostrazioni

Configurazione non invertente:dimostrazioni


Inseguitore di tensione

Inseguitore di tensione

vs

v0

Avf=1


Amplificatore addizionatore in configurazione invertente

Amplificatore addizionatore in configurazione invertente

Rf

i1

v1

if

i2

is

v2

ie

v0

i3

v3


Amplificatore addizionatore in configurazione invertente dimostrazioni

Amplificatore addizionatore in configurazione invertente:dimostrazioni


Amplificatore differenziale

Amplificatore differenziale

v1

v0

v2


L amplificatore operazionale

Per poter studiare l’amplificatore differenziale bisogna applicareil principio di sovrapposizione degli effetti

V0’

V0’’

v1

v2


Amplificatore differenziale dimostrazioni

Amplificatore differenziale:dimostrazioni


Risposta in frequenza degli operazionali

Risposta in frequenza degli operazionali

  • Gli operazionali possono essere utilizzati per realizzare dei filtri: filtro passa alto, filtro passa basso e filtro passa banda

  • Se questi circuiti sono analizzati nel dominio del tempo, vengono visti come derivatori o come integratori


Filtro attivo passa alto o derivatore

Filtro attivo passa alto o derivatore

vs

v0


Filtro passa alto dimostrazioni

Filtro passa alto: dimostrazioni

Se studiamo il circuito precedente nel dominio delle frequenze, il guadagno G(s) sarà:

Si noti che per s>1/RsC il guadagno G(s) è notevole, altrimenti è trascurabile.

Tale frequenza è detta di taglio inferiore


Diagramma di bode per c 0 01 f r f 1000 w r s 10000 w

Diagramma di Bode per C=0.01 f Rf=1000 W Rs=10000 W


Derivatore attivo dimostrazioni

Derivatore attivo: dimostrazioni

Se il circuito precedente viene studiato nel dominio del tempo e si pone Rs=0, il segnale in uscita sarà la derivata di quello in ingresso

La f.d.t in questo caso sarà:


Filtro attivo passa basso e circuito integratore

Filtro attivo passa basso e circuito integratore

vs

v0


Filtro passa basso dimostrazioni

Filtro passa basso: dimostrazioni

  • Se il circuito precedente viene studiato nel dominio delle frequenze, la funzione di trasferimento G(s) sarà:

Si noti che per s<1/RsC il guadagno G(s) è notevole, altrimenti è trascurabile.

Tale frequenza è detta di taglio superiore


Diagramma di bode per c 0 01 f r f 10000 w r s 1000 w

Diagramma di Bode per C=0.01 f Rf=10000 W Rs=1000 W


Integratore attivo dimostrazioni

Integratore attivo:dimostrazioni

Se il circuito precedente viene studiato nel dominio del tempo, e, si pone Rf=0, il segnale in uscita è l’integrale di quello in ingresso

La f.d.t in questo caso sarà:


Amplificatore attivo passa banda

Amplificatore attivo passa banda

vs

v0


Amplificatore attivo passa banda1

Amplificatore attivo passa banda

Nel dominio delle frequenze, la funzione di trasferimento diventa:


Diagramma di bode per c f 0 01 f c s 0 1 f r f 1000 w r s 100 w

Diagramma di Bode per Cf =0.01 f, Cs =0.1 f Rf=1000 W Rs=100 W


L amplificatore operazionale

Caratteristiche elettriche

degli operazionali

reali


Caratteristiche reali degli op amp

Caratteristiche reali degli Op-Amp

  • Dette IB+ e IB- le correnti di polarizzazione che scorrono rispettivamente nell’ingresso non invertente e in quello invertente, si definisce corrente di bias

  • Si definisce corrente di offset in ingresso

IB-

V-=0

V+=0

Vo≠0

IB+


Caratteristiche reali degli op amp1

Caratteristiche reali degli Op-Amp

  • La tensione di offset in ingresso VOS è la tensione da applicare all’ingresso per annullare l’offset in uscita

  • La resistenza di ingresso in modo comune RCM è quella resistenza misurata tra i due ingressi cortocircuitati e la massa, con l’operazionale ad anello aperto

  • La resistenza di ingresso differenziale RD è quella esistenza misurata tra i due ingressi con l’operazionale ad anello aperto


Caratteristiche reali degli op amp2

-

-

VP

+

+

Caratteristiche reali degli Op-Amp

VP


Caratteristiche reali degli op amp3

Caratteristiche reali degli Op-Amp

  • Il rapporto di reiezione in modo comune o CMRR è il rapporto tra il guadagno differenziale e quello in modo comune

  • Il rapporto di reiezione dell’alimentazione PSRR è il rapporto tra la variazione di tensione di alimentazione e la conseguente variazione di tensione di offset in ingresso

  • Lo slew rate SR è il massimo valore possibile, per l’operazionale, della derivata di v0 rispetto al tempo


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