Amplificatore Operazionale

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1 4 Corso Telematici 01/02/2010 Scuola Telecomunicazioni FFAA 1

2 L amplificatore operazionale è un circuito integrato analogico (può essere realizzato integrando su stesso chip di silicio sia dispositivi BJT che FET) 01/02/2010 Scuola Telecomunicazioni FFAA 2

3 In figura è illustrato il simbolo circuitale: in particolare esso evidenzia la presenza di due ingressi, detti ingresso invertente (indicato con -) e ingresso non invertente (indicato con +), e un terminale di uscita. 01/02/2010 Scuola Telecomunicazioni FFAA 3

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8 Un amplificatore operazionale è fondamentalmente un amplificatore a più stadi con accoppiamento in continua che, idealmente, presenta: amplificazione o guadagno di tensione (A OL ) infinita, resistenza di ingresso (R i infinita, resistenza di uscita (R o ) nulla, larghezza di banda (B W ) infinita. 01/02/2010 Scuola Telecomunicazioni FFAA 8

9 ingresso differenziale, Vo=A Vd con Vd=V + - V - ingresso differenziale amplificazione molto elevata (A idealmente dovrebbe tendere a ) R in molto elevata (idealmente dovrebbe tendere a ) R out bassa (idealmente dovrebbe tendere a 0) La corrente assorbita dai terminali di ingresso e + dovrebbe essere nulla Se V + e V - sono cortocircuitati tra loro uscita dovrebbe esser nulla 01/02/2010 Scuola Telecomunicazioni FFAA 9

10 L'amplificatore operazionale, nella maggior parte dei casi, si richiede un'alimentazione duale, cioè sono necessarie due tensioni uguali in valore assoluto, ma di polarità opposta; le due alimentazioni sono indicate con + V e V ( da non confondere con i due ingressi V - e V +). 01/02/2010 Scuola Telecomunicazioni FFAA 10

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12 +V SAT -V SAT 01/02/2010 Scuola Telecomunicazioni FFAA 12

13 L'amplificatore operazionale utilizzato ad anello aperto non presenta un comportamento lineare a causa dell'elevato valore del guadagno A OL che, anche per valori piccolissimi della tensione differenziale di ingresso, provoca la saturazione dell'operazionale. 01/02/2010 Scuola Telecomunicazioni FFAA 13

14 L amplificatore operazionale senza reazione può essere utilizzato come comparatore tra un ingresso inviato sul terminale V + ed un segnale di riferimento applicato sul terminale V - ( o viceversa ). 01/02/2010 Scuola Telecomunicazioni FFAA 14

15 Ogni qual volta il segnale su V + supera il livello di riferimento sul terminale V -. L uscita sarà a livello alto (Vsat) altrimenti sarà a livello basso (-Vsat). Difatti un comparatore realizza un semplice convertitore da analogico a digitale con 1 bit di informazione digitale 01/02/2010 Scuola Telecomunicazioni FFAA 15

16 La configurazione ad anello aperto non può essere utilizzata per la realizzazione di circuiti amplificatori. Occorre in questi casi inserire l'amplificatore operazionale in una rete di reazione negativa che consenta di limitare il guadagno complessivo e rendere la risposta del circuito lineare per escursioni relativamente ampie del segnale di ingresso, definibile dal progettista e sostanzialmente indipendente dal valore di A OL 01/02/2010 Scuola Telecomunicazioni FFAA 16

17 Amplificatore non invertente Amplificatore invertente Amplificatore Sommatore invertente Amplificatore Sommatore non invertente 01/02/2010 Scuola Telecomunicazioni FFAA 17

18 Amplificatore non Invertente A V V U V i R 1 2 R 1 01/02/2010 Scuola Telecomunicazioni FFAA 18

19 Amplificatore Invertente A V V U V i R R /02/2010 Scuola Telecomunicazioni FFAA 19

20 Buffer non Invertente A V V U V i 1 R i V I S S R OUT V I OUT OUT 0 01/02/2010 Scuola Telecomunicazioni FFAA 20

21 Amplificatore differenziale V U R R 2 V2 V1 1 01/02/2010 Scuola Telecomunicazioni FFAA 21

22 Sommatore Invertente 01/02/2010 Scuola Telecomunicazioni FFAA 22

23 Comparatore Invertente 01/02/2010 Scuola Telecomunicazioni FFAA 23

24 Comparatore Invertente 01/02/2010 Scuola Telecomunicazioni FFAA 24

25 Sommatore Invertente 01/02/2010 Scuola Telecomunicazioni FFAA 25