POLITECNICO DI MILANO www.polimi.it ELETTONICA per ingegneria BIOMEDICA prof. Alberto TOSI
Sommario Circuiti lineari con OpAmp Configurazioni base inertente e non inertente Sommatore e Sottrattore - Integratore e Deriatore Filtri analogici dt d/dt ELETTONICA : circuiti lineari con OpAmp alberto.tosi@polimi.it
Di cosa si parlerà s s Ingressi Ch Ch Ch3 Ch4 MUX out select OpAmp OpAmp Ain SoC Vcc Vref ADC GND +5V Uscita D Pr Q _ Ck Q Cl +5V FlipFlop OpAmp PA PA PA3 PA4 INT µc PC PC PC3 PC4 PB PB PB3 Aout Vref CE DAC Vcc GND +V In0 S erial Ck S erial In NMI Data out Ck Data in DSP Address Program Q0 3 4 5 6 7 8 9 eset Counter Data In/Out Address /W CE AM ELETTONICA : circuiti lineari con OpAmp alberto.tosi@polimi.it 3
Stadio INVETENTE Grazie alla Terra Virtuale... Guadagno di tensione: A r Z Z Impedenza di ingresso: Z in Impedenza di uscita: Z out 0 ELETTONICA : circuiti lineari con OpAmp alberto.tosi@polimi.it 4
Stadio NON INVETENTE Guadagno di tensione: A + r Z Z Impedenza di ingresso: Z in Impedenza di uscita: Z out 0 ELETTONICA : circuiti lineari con OpAmp alberto.tosi@polimi.it 5
SOMMATOE i i + + i +... in Guadagno di tensione: Impedenza di ingresso: u + +... + n n Z in i i Impedenza di uscita: Z out 0 ELETTONICA : circuiti lineari con OpAmp alberto.tosi@polimi.it 6
alberto.tosi@polimi.it 7 ELETTONICA : circuiti lineari con OpAmp SOTTATTOE Impedenza all ingresso positio: Z in 3 + 4 Impedenza di uscita: Z out 0 Guadagno di tensione (se / 4 / 3 ): u 4 3 4 u + + ) ( 3 4 u + Impedenza all ingresso negatio: Z in Z in
INA - Instrumentation Amplifier Guadagno differenziale: A A Guadagno di modo comune: A cm 0 A + 3 I II G Guadagno finito, accurato e stabile compreso tra e 000 Impedenze d ingresso uguali ed estremamente eleate > 0MΩ Impedenza di uscita estremamente bassa < 00Ω CM estremamente eleato > 90dB ELETTONICA : circuiti lineari con OpAmp alberto.tosi@polimi.it 8
INA Esempio (INA0): Connessioni esterne: ELETTONICA : circuiti lineari con OpAmp alberto.tosi@polimi.it 9
INTEGATOE ideale i(t) i c (t) (t) i i(t) Nel dominio del tempo: u (t) i(t)dt i (t) dt C C Nel dominio delle frequenze: A (s) Vu (s) V (s) i sτ Problema: ELETTONICA : circuiti lineari con OpAmp in continua il guadagno è A V (0) - Z / Z il circuito non può funzionare, satura sempre alberto.tosi@polimi.it 0
INTEGATOE reale A Zp(s) (s) A (s) p + s p C A o + sτ Analisi intuitia in continua: a frequenza infinite: banda passante: A f 0 A V ( ) 0 π p p C ELETTONICA : circuiti lineari con OpAmp alberto.tosi@polimi.it
DEIVATOE ideale i c di(t) (t) C dt i(t) u (t) Nel dominio del tempo: u (t) di(t) C dt Nel dominio delle frequenze: A (s) sτ Problema: il guadagno ad alta frequenza è molto eleato A V ( ) il circuito non può funzionare, è troppo sensibile ai disturbi ELETTONICA : circuiti lineari con OpAmp alberto.tosi@polimi.it
DEIVATOE reale A r (s) Z (s) s Z (s) s s + SC s + s s C Analisi intuitia in continua: a frequenza infinite: banda passante: f A V (0) 0 A V ( ) -/ s π s C ELETTONICA : circuiti lineari con OpAmp alberto.tosi@polimi.it 3
CONVETITOE I-V u i i Guadagno (transresistenza): - indipendente dal carico L Impedenza di ingresso: Z in 0 Impedenza di uscita: Z out 0 ELETTONICA : circuiti lineari con OpAmp alberto.tosi@polimi.it 4
CONVETITOE V-I i u i Guadagno (transconduttanza): -/ indipendente dal carico L Impedenza di ingresso: Impedenza di uscita: Z in Z out ELETTONICA : circuiti lineari con OpAmp alberto.tosi@polimi.it 5
FILTI Passa basso: Passa alto: Passa banda: Elimina Banda (notch): ELETTONICA : circuiti lineari con OpAmp alberto.tosi@polimi.it 6
Filtri attii del I ordine Passa basso: H 0 f 0 π C Passa alto: H 0 f 0 π C ELETTONICA : circuiti lineari con OpAmp alberto.tosi@polimi.it 7
Filtri attii del II ordine Passa banda: H 0 f π C f π C Guadagno a centro banda Banda passante inferiore (lower corner frequency) Banda passante superiore (higher corner frequency) ELETTONICA : circuiti lineari con OpAmp alberto.tosi@polimi.it 8
Conclusioni Grazie alla terra irtuale... esistono molti circuiti analogici con OpAmp Permettono elaborazioni lineari esistono anche CICUITI NON LINEAI CON OPAMP ELETTONICA : circuiti lineari con OpAmp alberto.tosi@polimi.it 9