Amplificatore Operazionale

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1 mplificatore Operazionale

2 ,, V V Vout = d ( V V ) c esistenza di ingresso esistenza di uscita i = o = 0 mplificazione di modo comune c = 0 V CC mplificazione di modo differenziale d = V= d 0 = in =0 out = V out V CC

3 V V V CC V out NC 8 V V V CC V out V CC Schema circuitale V a V=V V V b a o b V CC V V mp. Differenziale Buffer (CC) mp. lto Guadagno (CE) mp. di Potenza (CC push pull) V=V a d (V V) C V * V Q 3 Q Q 9 Stadio di ingresso Q Q 4 Q 0 Q 5 Q 6 Stadio Q 7 Q 8 V CC mpl. di potenza in Classe B V CC Comportamento in frequenza: Presenza di un polo dominante a 0Hz VD Large Signal Differential Voltage mplification Phase Shift V CC± = ± 5V to ± 5V = kω L T =5 C Differential Voltage mplification Phase Shift k 0k 00k M 0M f Frequency Hz

4 0 out =0 >> os =0 out =0 V os Cortocircuitando a massa i morsetti di ingresso, non si ottiene una tensione nulla di uscita. Si definisce quindi tensione di offset V 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 ingresso uscita ad anello aperto. Per minimizzare questo effetto negli OPMP commerciali è di solito disponibile una coppia di morsetti aggiuntii che permettono di collegare una coppia di resistori che, se regolati opportunamente, annullano l imperfezione

5 Protezione dall inersione della polarizzazione. V CC V V V CC Protezione dalle oscillazioni proenienti dalla alimentazione. V CC μ F μ F V 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 ariazioni di ampiezza e di fase. 3. L amplificatore esce dalla regione lineare quando l ampiezza della forma d onda di USCIT supera un determinato alore: ciò dipende sia dall ampiezza della forma d onda di eccitazione, che dal guadagno dell amplificatore. 4. Pertanto, per misurare l estensione della zona lineare di un amplificatore, sia riferita all ingresso che all uscita, coniene stimolare con un eccitazione sinusoidale, e poi ariare l ampiezza, per erificare fino a quando il guadagno (rapporto delle ampiezze) si mantiene costante. 5. Questa erifica si fa doe il guadagno è massimo, oero nella banda passante, perché se si fa al di fuori, il guadagno diminuisce, per cui la regione di linearità in uscita è sempre la stessa, mentre in ingresso è più ampia.

7 Progettare (con opamp) e montare amplificatore inertente/non inertente con TL08 Guadagno pari a 0 / (calcolare ed k<<00k); Misurare con V CC =±0V (tracking fixed) e V pp =0.5V V ipp =V ( >> S ) V opp =0 / V Guadagno in banda passante (f sin <f Hcalc /0, segnali in fase) misura =V ppch /V ppch (small signal) Banda (f H ): aumentare f sin finché guadagno si riduce a 70% ( 3dB). Misurare anche lo sfasamento; Variare ( fattore 3 aumento o diminuz.) per erificare costanza prodotto banda guadagno GBP= f H = f H ; Variare l offset (f=0) di ingresso. Verificare che in uscita iene moltiplicato per (guadagno a f=0) Disegnare schematicamente il diagramma di Bode del modulo. Dinamica lineare dell amplificatore V omax (dipende da V CC ) e V imax =V omax / con guadagno costante in banda, aumentando progressiamente ampiezza eccitazione sinusoidale finché =V ppch /V ppch comincia a diminuire ( db max 90% Gmax) Misurare il tempo di salita di uscita (0 90%) con forma d onda rettangolare di piccola ampiezza (zona lineare) a /F=T>> t r 0.35/f H in pratica F<<f H V o_mp = V i_mp (misurare V MP non V PP a causa di picchi spuri!) e confrontare con quello teorico 0.35/f H (f H misurata!). Verifica che forma d onda ingresso subisce integrazione per f>>f H V out = V = Vout = = V f Hcalc in * GBP UGB 4 MHz = = 0 *UGB=Unity Gain Bandwidth (è la banda quando =0 G=) V in 7 V 3 6 V out V CC NC V CC 40 db = load OL d f = f 3dB_O f t =[ / Df ] dbt Pendenza a 0dB/decade (6dB/ottaa) Punto a 3dB UGB GBP 0 00 K 0K 00K M 0M Freq. f H

8 Obiettii Progettare (con opamp TL08, Vcc=±0V) i seguenti amplificatori ) mplificatore inertente con amplificazione pari a 0 ) mplificatore non inertente con amplificazione pari a V out = = Vin 40 db = load OL d f = f 3dB_O Verifica: Banda passante; Guadagno G in banda passante. Variare ( misura). Cambia prodotto banda guadagno? Verificare e spiegare come cambia l uscita ariando l offset di ingresso? Disegnare qualitatiamente 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 Pendenza a 0dB/decade (6dB/ottaa) Punto a 3dB UGB GBP 0 00 K 0K 00K M 0M Freq. V Vout = = V in 7 V 3 6 V out V CC NC V CC