Amplificatore Operazionale

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1 Amplificatore Operazionale

2 ,, Ad Ac esistenza di ingresso esistenza di uscita i o 0 Amplificazione di modo comune Ac 0 CC Amplificazione di modo differenziale Ad = d 0 = in =0 A= CC

3 CC NC 8 CC CC Schema circuitale a =A» b a o b CC Amp. Differenziale Buffer (CC) Amp. Alto Guadagno (CE) Amp. di Potenza (CC push pull) a=d ( ) C * Q 3 Q Q 9 Stadio di ingresso Q Q 4 Q 0 Q 5 Q 6 Stadio Q 7 Q 8 CC Ampl. di potenza in Classe AB CC Comportamento in frequenza: Presenza di un polo dominante a 0Hz A D Large Signal Differential oltage Amplification Phase Shift CC± = ± 5 to ± 5 = kw L T =5 C A Differential oltage Amplification Phase Shift k 0k 00k M 0M f Frequency Hz

4 v 0 ¹ A=0 A>> v os v =0 A=0 os Cortocircuitando a massa i morsetti di ingresso, non si ottiene una tensione nulla di uscita. Si definisce quindi tensione di offset OS quella tensione che applicata ad uno degli ingressi annulla la tensione di uscita. L effetto della tensione di offset è quello di traslare la caratteristica ingressouscita ad anello aperto. Per minimizzare questo effetto negli OPAMP commerciali è di solito disponibile una coppia di morsetti aggiuntivi che permettono di collegare una coppia di resistori che, se regolati opportunamente, annullano l imperfezione

5 Protezione dall inversione della polarizzazione. CC CC Protezione dalle oscillazioni provenienti dalla alimentazione. CC v v mf mf CC

6 Cosa si intende per linearità di un amplificatore?. Un amplificatore è lineare se, scalando di un fattore costante l ampiezza dell eccitazione, l ampiezza della risposta in uscita scala dello stesso fattore.. N.B. La forma d onda di uscita in genere non è proporzionale a quella di ingresso, a causa della distorsione, eccetto per eccitazioni sinusoidali, che non subiscono distorsione di forma, ma solo variazioni di ampiezza e di fase. 3. L amplificatore esce dalla regione lineare quando l ampiezza della forma d onda di USCITA supera un determinato valore: ciò dipende sia dall ampiezza della forma d onda di eccitazione, sia dal guadagno dell amplificatore. 4. Pertanto, per misurare l estensione della zona lineare di un amplificatore, sia riferita all ingresso che all uscita, conviene stimolare con un eccitazione sinusoidale, e poi variare l ampiezza, per verificare fino a quando il guadagno (rapporto delle ampiezze) si mantiene costante. 5. Questa verifica, in genere, si fa in banda passante, dove il guadagno è massimo, perché se si fa al di fuori della banda passante, il guadagno diminuisce, per cui la regione di linearità in uscita è sempre la stessa, mentre in ingresso è più ampia.

7 A f Progettare (con opamp) i seguenti amplificatori (calcolare ed ) con TL08 ) Amplificatore invertente con amplificazione pari a 0; ) Amplificatore non invertente con amplificazione pari a ; Misurare con CC =±0 (tracking fixed) e pp =0.5 ipp = ( grande!) opp =0 Guadagno in banda passante (f<f Hcalc /0) misurando G= ppch / ppch (piccoli segnali) Banda (f H ): aumentare f finché il guadagno si riduce al 70% (3dB) verificare sfasamento non coincide (pendenza risposta >0dB/dec) con 45 o T/8 (35 o 3T/8 se invertente); ariare ( misura) per verificare costanza prodotto bandaguadagno (G f H = G f H ); Disegnare schematicamente il diagramma di Bode del modulo. Misura tempo di salita con forma d onda rettangolare (F<f H, ampiezza piccola, base tempi solo 45 oscillazioni). erificare che o =G i e t rise <0.35/f H. Integra input per f>>f H Dinamica lineare dell amplificatore ( imax e omax con guadagno costante in banda) ) aumentando progressivamente ampiezza eccitazione sinusoidale finché G= ppch / ppch comincia a diminuire ( db max 90% Gmax) Av v Hcalc in GBP 4 MHz A 0 v 3 6 CC NC CC 40 db A = A load A f f t Df t Pendenza a 0dB/decade (6dB/ottava) (fattore 0 / decade) Punto a 3dB 0 00 K 0K 00K M 0M Freq. in

8 Obiettivi Progettare (con opamp TL08, cc=±0) i seguenti amplificatori ) Amplificatore invertente con amplificazione pari a 0 ) Amplificatore non invertente con amplificazione pari a A v in 40 db A = A load A f Pendenza a 0dB/decade (6dB/ottava) Punto a 3dB 0 00 K 0K 00K M 0M Freq. erifica: Guadagno G in banda passante. Banda passante; ariare ( misura). Cambia prodotto bandaguadagno? Disegnare qualitativamente il diagramma di Bode del modulo Misura tempo di salita. Che succede quando f>>f H? Dinamica lineare ingresso/uscita dell amplificatore f t Df t A v in 3 6 CC NC CC