Differenziale con opamp

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1 Differenziale con opamp

2 in,1 out isposta di un amplificatore differenziale V V1 Vout Ad V V1 Ac A d = guadagno di modo differenziale A c = guadagno di modo comune CM = A d /A c = apporto di reiezione di modo comune Schema di amplificatore differenziale mediante uso di opamp. in,1 out 3 4 Combinazione dello schema INVETENTE con quello NON INVETENTE Prof. Paolo Colantonio 13

3 Analisi mediante sorapposizione degli effetti in,1 3 out 0 in, out,1 0 in,1 out, 4 in, 0 in,1 out,1 0 0 in,1 out, out,1 in,1 1 Prof. Paolo Colantonio 3 13

4 in,1 0 3 out, in, out, out, in, out, in, Prof. Paolo Colantonio 4 13

5 Sommando i due contributi si ottiene: 1 out out,1 out, in,1 in, in, Al fine di annullare la componente di modo comune, occorre soddisfare la condizione in,1 3 out out in,1 in, 1 4 Prof. Paolo Colantonio 5 13

6 Obiettii Progettare un amplificatore differenziale con opamp, in grado da garantire una amplificazione di modo differenza almeno pari a 10. Setup Montare i componenti e tramite il generatore di continua applicare tensioni di polarizzazione VCC=/ 15V V CC = 15V da dimensionare Opamp LM34 Verifica Determinare i alori delle resistenze. Misurare l amplificazione di modo differenziale e quella di modo comune realmente ottenute. Prof. Paolo Colantonio 6 13

7 L amplificatore differenziale con opamp troa un utile impiego per la schermatura di eentuali segnali di disturbo presenti su una linea. Una linea disturbata da una componente di modo comune (V CM ), può infatti essere schematizzata come di seguito riportato CM D / D / in,1 3 4 Dimensionando opportunamente le, si può annullare la componente di modo comune (o disturbo) CM. Prof. Paolo Colantonio 7 13 out

8 Tuttaia tale configurazione presenta degli inconenienti legati alla resistenza equialente di ingresso. Per alutare la resistenza di ingresso in, scriiamo l equazione alla maglia di ingresso 1 1 1i0 1i in i 1 Prof. Paolo Colantonio 8 13

9 Una importante considerazione è che in può essere in generale troppo bassa. Questo può essere un grosso limite specialmente in applicazioni, come la strumentazione, nelle quali si richiede che l impedenza di ingresso sia eleatissima, per non perturbare il funzionamento del circuito a cui l amplificatore è collegato. E necessario in questi casi ricorrere ad un circuito in cui i segnali siano applicati direttamente ai morsetti di ingresso di un operazionale e che allo stesso morsetto non giungano altri rami del circuito. Un altro punto debole di questo circuito è che olendone ariare il guadagno, si dee modificare il alore di due resistenze e fare in modo che dopo la ariazione sia ancora erificata la condizione di uguaglianza fra rapporti di resistenze. in, out O 1 1 Prof. Paolo Colantonio 9 13

10 Applicando la sorapposizione degli effetti 0 1 O1, x 1 1 O1, y 1 1 Prof. Paolo Colantonio 10 13

11 1 0 O, x 1 1 O, y 1 1,, 1,, O O x O x O y O y La resistenza di ingresso è eleata in quanto i segnali sono applicati direttamente agli ingressi degli operazionali. Il guadagno può essere controllato agendo sulla sola resistenza Prof. Paolo Colantonio 11 13

12 Obiettii Progettare un amplificatore differenziale con opamp, per strumentazione, in grado di garantire una amplificazione pari a 0 per segnali a frequenze dell ordine del khz. Setup Montare i componenti e tramite il generatore di continua applicare tensioni di polarizzazione V CC =/ 15V a tutti gli operazionali V CC = 15V da dimensionare Opamp LM34 Verifica Determinare i alori delle resistenze. Per utilizzare un potenziometro, per alutarne gli effetti sul circuito montato Misurare l amplificazione di modo differenziale e di modo comune realmente ottenute Prof. Paolo Colantonio 1 13

13 Prof. Paolo Colantonio 13 13