Date post: | 02-May-2015 |
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AMPLIFICATORI AMPLIFICATORI OPERAZIONALIOPERAZIONALI
Corso di recupero di Fondamenti di Elettronica – Università di Palermo Corso di recupero di Fondamenti di Elettronica – Università di Palermo
A.A. 2014-2015 A.A. 2014-2015
Generalità sugli amplificatoriGeneralità sugli amplificatori
Un amplificatore è un circuito Un amplificatore è un circuito biporta in grado di innalzare il biporta in grado di innalzare il livello del segnale d’ingressolivello del segnale d’ingressoconferendo ad esso una potenza conferendo ad esso una potenza maggiore rispetto a quella che maggiore rispetto a quella che aveva in ingressoaveva in ingresso
PIN > 100% ?PIN POUT
Schema elementareSchema elementare
VC
Av1(t) v2(t)
PINPOUT
PD
elemento attivo
v2(t) = A v1(t)
≠ f(t)
linearità
Amplificatore operazionale idealeAmplificatore operazionale ideale
vo = AOL (v+ – v–)
∞
Ri Ro
0∞
-vi
= -AOLvi
V–
V+
OPAMP ad anello apertoOPAMP ad anello aperto
vo = AOL (v+ – v–) = AOL vs
pendenza ≈ 106
+VD-VD ≈ 10 V≈ -10 V
funzionamento da comparatore
ControreazioneControreazione
vs
vo
vf
vi = vs - vf
vo = A vi = A(vs – vo)
A
A
v
vA
s
of
1
Avo
vf
vi
≈ 1/ per A » 1
Massa virtualeMassa virtuale
+
_
Ri → ∞
I → 0
I → 0
vi → 0
-VD +VD
cortocircuito virtualemassa virtuale
Amplificatore invertenteAmplificatore invertente
reazionenegativa
R1R2
iRv
iRv
s
o
1
2
1
2
1
2
R
R
iR
iR
v
vA
s
of
Ri = R1
1 2
2
1
Amplificatore invertente:Amplificatore invertente:resistenza d’uscitaresistenza d’uscita
ri
romodelloequivalente
dinamico
rori
R1
R2
so vR
Rv
1
2
21
2
21 RR
Rv
r
A
r
vA
r
vA
RR
viii s
o
OL
o
iOL
o
iOL
sofsc
1
2
2
21
1
2 1R
R
A
r
R
RR
vA
rv
R
R
i
vR
OL
o
sOL
os
sc
oo
OL
foo A
ArR
(R2 / R1 » 1)
Limiti su Limiti su RR11 e e RR22
• Se R1 troppo basso diminuisce Ri
• Se R2 troppo alto (> ri) il terminale invertente nonè più a massa virtuale
l’effetto di reazione tendea scomparire
Amplificatore non invertenteAmplificatore non invertente
reazione ?negativa21
1
RR
Rvv o
v+ = vs
s
1
2
1
21 1R
R
R
RR
v
vA
s
of
Amplificatore non invertente:Amplificatore non invertente:resistenze d’ingresso e d’uscitaresistenze d’ingresso e d’uscita
riro
R1
R2
vo = –AOL vi = AOL (vs – v–)
21
1
RR
Rvv o
OL
foo A
ArR
;1
1
121
21
21
1
f
OLi
f
OLi
OLi
sOL
OLs
si
i
s
ssi
A
Ar
A
Ar
RR
RRAr
vRRA
ARv
vr
r
vvv
i
vR
Buffer (separatore d’impedenza)Buffer (separatore d’impedenza)
vo = v– = vs
Caso particolare del non invertente: R1 = ∞, R2 = 0
OL
foo A
ArR
f
OLii A
ArR
Amplificatore differenzialeAmplificatore differenziale
R1
R1
R2
R2
R1 R2
v2
vo2
R1
R2
v1
vo1
21
22 v
R
Rvo 1
1
2
1
21
21
21
1
21 1 v
R
R
R
RR
RR
Rv
R
Rvvo
211
221 vv
R
Rvvv ooO
Sommatore invertenteSommatore invertente
vo = -R i
n
snss
R
v
R
v
R
vi
2
2
1
1
n
snsso R
v
R
v
R
vRv
2
2
1
1
per R = R1 = R2 = … = Rn
n
isio vv
1
Convertitore Convertitore I-VI-V
Ri = 0Ro = 0
vo = -R2 is
IntegratoreIntegratore
tiC
vo d1
R
vi s
tvRC
v so d1
IN = 0
ss
DerivatoreDerivatore
s
IN = 0
s
vo = -R i
t
vCi s
d
d t
vRCv s
o d
d
OPAMP realiOPAMP reali
tensione di offset
se vi = 0… vo ≠ 0
OPAMP realiOPAMP reali
221 BB
B
III
500 nA 50 pA
BJT FET
R1
R2
vo = R2IB1 ≈ R2IB
0 V
0 V
IB1
per R2 = 1 M e IB = 0,5 mA
vo = 0,5 V
R1
Rc = R1//R2
R2
corrente di polarizzazione
efficace solo se l’ingresso èsimmetrico cioè:
21 BBOS III = 0
corrente di offset
ComparatoriComparatori
lento
alimentazione dualeincompatibile con livelli TTL
sensibile ai disturbi
LM311
>
_
+ VCC
+ VCC
<
+
≈ 0