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1 MPLIICTOI mplfcatore dfferenzale a BJT mplfcator operazonal. Sorgent Controllate e mplfcator Clafcazone degl amplfcator mplfcazone con feedback pplcazon degl amplfcator operazonal. Ep

2 mplfcatore dfferenzale a trantor (Mllman-Grabel Cap. 0-8,0-9) CC # % vdm ( v $ v2) & vd / 2 2 " % vcm ( v v2) 2 rolvendo l tema # v " v 2 v v CM CM v $ v DM DM v C B C B v u v 2 E I CC Ep

3 mplfcazone dell amplfcatore dfferenzale a trantor Supponamo d nvare ne due ngre due egnal oppot: v -v 2 Δv. Come coneguenza la omma delle corrent d emetttore non vara e l amplfcazone del crcuto è β C /r π l cu valore numerco è O(0 2 ). Se nvece nvamo ne de ngre lo teo egnale v v 2 Δv l amplfcazone vale ~ C /2 E l cu valore numerco è O(0). D coneguenza queto amplfcatore (d tpo dfferenzale) amplfca maggormente la dfferenza tra gl ngre mentre tende ad eere meno enble al loro modo comune Ep

4 mplfcatore dfferenzale tenone d ucta per egnal quala v u DM v DM CM v CM v v u u DM 2 DM & $ v % DM CM DM v & v v2 $ vd % CM CM # " # " DM & $ v % DM vcm CM # " Ep

5 mplfcatore Operazonale Ideale L amplfcatore Operazonale è un amplfcatore d tenone dfferenzale che amplfca la dfferenza d tenone n ngreo e che ece n tenone _ Smbolo dell amplfcatore operazonale (deale) Ep

6 mplfcatore Operazonale Ideale L amplfcatore operazonale è un amplfcatore dfferenzale d tenone accoppato n contnua con alto guadagno d tenone. Ingreo nvertente Ingreo non nvertente _ Ucta Smbolo crcutale dell amplfcatore operazonale (deale) Ep

7 Carattertche dell mplfcatore Operazonale Ideale. etenza d ngreo nfnta 2. etenza d ucta zero 3. mplfcazone nfnta (Implca la maa vrtuale) 4. pota unforme a tutte le frequenze (0- ) 5. Se v v - allora v u 0. Ep

8 pplcazon dell operazonale (deale) Maa vrtuale v v e " Ep

9 pplcazon dell operazonale (cont.) Crcuto ommatore d tenon Queto crcuto può eere uato come un DC e k 0 / 2k e le tenon n ngreo rappreentano un numero dgtale (lnea 0 LSB e lnea 3 MSB) Ep

10 Operazonale reale: µ74 Ep

11 Il µ74 Ep

12 MPLIICTOI EZIONTI (Mllman-Grabel ez.3-, ) Corrpondenza tra amplfcator e generator controllat Clafcazone degl amplfcator e condzon d dealtà n relazone alle mpedenze. Concetto d eedback e ua formulazone matematca Effetto della reazone u parametr degl amplfcator. ltre applcazon degl operazonal: Integratore Dfferenzatore Gratore. Ep

13 Generator controllat e amplfcator I generator controllat ono dpotv con qual è poble decrvere l comportamento degl amplfcator. Nella fgura eguente è motrato un generatore d corrente controllato n corrente. La corrente d ucta I o è legata a quella d ngreo dal parametro (amplfcazone d corrente). L effetto della corrente n ngreo è traferto n ucta attravero l generatore. L ucta non ha alcun effetto ull ngreo. In queto cao la rete è detta unlaterale. I o v ~ L v 2 Ep

14 Clafcazone degl amplfcator Quattro tp d mplfcator: uno per ogn tpo d generatore controllato. mp. d Tenone mp. d Corrente I mp. a Tranconduttanza (converttore Tenone Corrente) g mp. a Tranmpedenza (converttore Corrente Tenone) Ep

15 mplfcatore d tenone o L v o $ 0 L v # L o v L L o # Condzone d dealtà: " " 0, "% o v Ep

16 mplfcatore d corrente I I o I o L I $ I I o Io L o # I o L o # Condzone d dealtà: " "%, " 0 o Ep

17 mplfcatore a Tranconduttanza Converttore Tenone - Corrente I o G o L ap. Tra I $ o G o L o # G o L o # Condzone d dealtà: ap. Tra. " G o "%, "% Ep

18 mplfcatore a Tranmpedenza Converttore Corrente - Tenone I o I ZI L o ap. Tra $ I o Z IL L o # I Z L L o # Condzone d dealtà: ap. Tra. " Z o " 0, " 0 Ep

19 Il concetto d EEDBCK La reazone o feedback è la procedura che rporta n ngreo una frazone del egnale d ucta jn modo che la omma de due egnal a quella n ngreo al tema. I I o Sorg. Somma _ mpl. Camp. _ u Car. I f f _ ete eaz. Ep

20 La ete d Camponamento mpl. u I u u _ Carco L mpl. I u I o Carco L ete d eedback ete d eedback (a) Camponamento della tenone d ucta (b) Camponamento della corrente d ucta Ep

21 La ete d Confronto o Somma _ mpl. I mpl. f _ ete d eedback I f ete d eedback (a) Confronto n ere o Somma d tenone f (b) Confronto n parallelo o Somma d corrente I I I f Ep

22 L mplfcatore eazonato deale X ndca corrente oppure tenone a econda de ca ndca l amplfcazone,detta Open Loop, dell amplfcatore β ndca la frazone del egnale d ucta rportato n ngreo X Σ X X X f X o X X f βx o β X o X X X " X f X X X X " X X X " X " f Ep

23 unzon d bae per l calcolo dell amplfcazone con reazone. Il egnale d ngreo e trameo all ucta olo attravero l amplfcatore e NON attravero la rete d reazone La rete d feedback è unlaterale 2. Il egnale d feedback ngreo è trameo dall ucta all ngreo olo attravero la rete β. L amplfcatore è unlaterale. 3. Il rapporto d trafermento β non dpende dal carco o dalla mpedenza del generatore Ep

24 Effett della reazone ull amplfcatore. Stablzzazone del guadagno d d ' ( d ' ( & $ % # " ponendo T d ( d ( ' ( 2 ) '( d ( ' ( & tpcamente $ % ) 2 # << " Ep

25 Effett della reazone ull amplfcatore cont. 2. La reazone tende a rendere deal le mpedenze d ngreo e d ucta dell amplfcatore. Eempo. L mpedenza d ngreo d un amplfcatore d tenone con reazone n ere (reazone d tenone) vale (ved crcuto (a)): f Ing. " ( # ) I I I tpcamente Ing. >> ( # ) Ep

26 pota n frequenza d un operazonale reale Ep

27 pota n frequenza d un operazonale ( ) (0) ( ) " # ( ) (0) " # $ h $ " # (0) " # (0) $ (0) $ H (0) (0) $ H h h ( " # (0)) $ (0) $ h h ( " # (0)) (0) Se ne deduce che l prodotto tra l valore dell amplfcazone reazonata a frequenza nulla e la relatva frequenza d taglo ω Η è una cotante # H h (0) ( $ " # (0)) (0) $ " # (0) (0) ( $ " # (0))# (0) h # h Ep

28 Integratore con operazonale v ( t) v u ( t) dvu ( t) " C dt " v ( t) dt C C Ep

29 L amplfcatore operazonale reale (Mllman Grabel: ) v v - o o (v -v - ) I B I B- o Tenone d offet d ngreo I B I B Corrent d polarzzazone ba Ep

30 Eempo d crcuto reale Integratore con operazonale Ep

31 Dervatore con operazonale Il dfferenzatore deale è ntrnecamente ntable per l nevtable preenza del rumore elettrco n ogn tema elettronco. Un dfferenzatore deale amplfcherebbe queto pur pccolo rumore. Supponamo che d avere un rumore d ampezza m ad una frequenza d 0Mhz. Se applcato al crcuto d fgura (enza retenza n ngreo e capactà d feedback) n ucta avrebbero 63 Per prevenre queto problema aggunge una retenza n ere e un condenatore n parallelo al feedback. In queto modo, tuttava, traforma l dfferenzatore n un ntegratore per le alte frequenze Ep

32 Ep nal n frequenza dell Integratore/Dfferenzatore C j C j C j C j C j C j C j C j Z Z o ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( 0 " # ## $ ## $ " % & & & & ' ( ) ) ) ) * $, $

33 # " 2 $ ri ri 2 Crcuto Gratore Il crcuto gratore è un quadrupolo defnto dalle eguent relazon cottutve: I r I 2 2 Il crcuto gratore è lneare, pavo e prvo d memora. La carattertca fondamentale del Gratore è lo cambo fra corrente e tenone tra le due porte. Se chudamo la porta 2 u una retenza ha ri I2 r r r I r Ep

34 Crcuto Gratore (cont.) Se chudamo la porta 2 u una capactà C ha 2 ri Zˆ C Zˆ C I I Yˆ C ri ri I 2 r 2 Yˆ C I r 2 d dt I ta dalla porta la capactà appare come un nduttanza Ep

35 Ep Crcuto Gratore (cont.) C C C C I I Z u L u n " # $ $ % & ' ) ( ( ) ( ) ( ) C C C I Z C C C C I L L L L L n L L L L u L u << " # $ $ % & ' ' ( ) # e ) ( ) (

36 mplfcator operazonal non reazonat Uo d un operazonale enza reazone: e: v >v - v o v max () 0 e: v <v - v o v mn ( ) L ucta puo eere lmtata tra 0 e Max Tpco uo dgtale v (t) I Ep

37 mplfcator operazonal non reazonat COMPTOI 0 L ucta puo eere lmtata tra 0 e Max Tpco uo dgtale (Open Collector) Uo d un operazonale enza reazone: e: v >v - v o v max () e: v <v - v o v mn ( ) 0 v (t) 2 v (t) 3 3 v 0 (t) 2 v (t) 4 Ep