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... ELETTRONICA Capitolo 2 1 1 CAP.
2 AMPLIFICATORI OPERAZIONALI SOMMARIO: AMPLIFICATORe OPERAZIONALe ideale AMPLIFICATORe invertente e non invertente Progetto di un AMPLIFICATORe Non idealita Circuiti AMPLIFICATORi Integrato ...

... IO: AMPLIFICATORe OPERAZIONALe ideale AMPLIFICATORe invertente e non invertente Progetto di un AMPLIFICATORe Non idealita Circuiti AMPLIFICATORi Integratori e derivatori 2 INTRODUZIONE L AMPLIFICATORe OPERAZIONALe op amp e usato in un ampia varieta di applicazioni: inizialmente era usato in sistemi analogici per compiere operazioni su segnali integrare, sommare , da cui il nome di ...

... in condizioni di anello chiuso closed loop Se la retroazione non e presente, l op amp opera ad anello aperto open loop Op amp reti di retroazione resistiva formano diversi tipi di circuiti AMPLIFICATORi, le cui caratteristiche non dipendono significativamente dai parametri dell op amp ELETTRONICA Capitolo 2 2 3 AMPLIFICATORI OPERAZIONALI IDEALI L AMPLIFICATORe OPERAZIONALe ideale e ...

... lificatori, le cui caratteristiche non dipendono significativamente dai parametri dell op amp ELETTRONICA Capitolo 2 2 3 AMPLIFICATORI OPERAZIONALI IDEALI L AMPLIFICATORe OPERAZIONALe ideale e un AMPLIFICATORe differenziale ideale con le seguenti caratteristiche: impedenza di ingresso infinita guadagno ad anello aperto A OL infinito per il segnale differenziale, v id =v 1 v 2 guadagno n ...

... d =v 1 v 2 guadagno nullo per il segnale di modo comune, v icm impedenza di uscita nulla larghezza di banda infinita 2 1 icm v v 2 1 v = 4 OP AMP IDEALI /2 Il circuito equivalente per l AMPLIFICATORe OPERAZIONALe ideale e un semplice generatore di tensione controllato in tensione, il cui guadagno ad anello aperto A OL e molto elevato e puo essere considerato infinito L amplificato ...

... puo essere considerato infinito L AMPLIFICATORe OPERAZIONALe deve essere alimentato, anche se spesso i circuiti di alimentazione non sono mostrati ELETTRONICA Capitolo 2 3 5 OP AMP IDEALI /3 Gli AMPLIFICATORi OPERAZIONALi sono usati molto spesso con reti di retroazione negativa , in cui il segnale di uscita e riportato in ingresso in opposizione al segnale di ingresso possibile anche av ...

... al segnale di ingresso possibile anche avere circuiti a retroazione positiva , in cui il segnale di uscita viene riportato in ingresso e si somma a quello di ingresso I circuiti che contengono AMPLIFICATORi OPERAZIONALi possono essere analizzati assumendo alcune ipotesi semplificative Dato che il guadagno A OL dell op amp ideale e infinito, un segnale di ingresso molto piccolo risulta in ...

... mmatore 3.
Applicare le leggi standard di analisi dei circuiti Kirchoff, Ohm, per risolvere il circuito e calcolare le tensioni e le correnti all interno del circuito ELETTRONICA Capitolo 2 4 7 AMPLIFICATORE INVERTENTE E NON INVERTENTE AMPLIFICATORe invertente Altro tipo di AMPLIFICATORe invertente Retroazionepositiva AMPLIFICATORe non invertente 8 AMPLIFICATORE INVERTENTE Calcolia ...

... Altro tipo di AMPLIFICATORe invertente Retroazionepositiva AMPLIFICATORe non invertente 8 AMPLIFICATORE INVERTENTE Calcoliamo il guadagno di anello chiuso A v =v o /v in del circuito in figura, AMPLIFICATORe invertente, assumendo un op amp ideale e utilizzando i vincoli di nodo sommatore 1.
La retroazione tramite R 2 e negativa : cio significa che il segnale v x 0 0 in uscita, che v ...

... formata da R 1 e R 2 , controbilanciando cosi v x : in questo modo, v o a regime si fissa al valore necessario affinche all ingresso dell op amp la tensione v x sia nulla ELETTRONICA Capitolo 2 5 9 AMPLIFICATORE INVERTENTE /2 2.
Assumiamo i vincoli di nodo sommatore vedi figura e 3.
analizziamo il circuito applicando le leggi di Kirchoff e Ohm che le resistenze hanno valori stabili e piu prec ...

... ra e 3.
analizziamo il circuito applicando le leggi di Kirchoff e Ohm che le resistenze hanno valori stabili e piu precisi rispetto ai parametri di un op amp DatocheA v A V = 120 Utilizzando l AMPLIFICATORe invertente standard, dato che R 1 = 1 k , serve una resistenza R 2 = 120 k per ottenere lo stesso guadagno con AMPLIFICATORe invertente standard con questo ...

... con questo nuovo amp.
invertente Visto che il valore complessivo delle resistenze e proporzionale all area di circuito consumata, e quest ultima e proporzionale al suo costo, con il nuovo tipo di AMPLIFICATORe invertente a parita di guadagno il costo si riduce di 1/6 1 2 V R R A = = k 121 R = k 22 R 14 RETROAZIONE POSITIVA Se scambiamo i terminali di ingresso dell AMPLIFICATORe ...

... e non puo produrre una tensione di uscita infinita: v o non puo eccedere un valore fissato es: / 5 V , tipicamente circa 1V meno la tensione di alimentazione Se v o =5V op amp non funziona da AMPLIFICATORe , finche v in 5, v o resta a v o =5V, dato che v i 0V; quando v in 0, il segnale in uscita sara elevato e v o 0: parte di v o v 1 ritorna all ingresso invertente tramite il part ...

... oazione tendono a portare v i =0 = retroazione negativa Applichiamo i vincoli di nodo sommatore i i =0 e v i =0 : in 1 v v = = 1 2 in o v R R 1 v v A = = ELETTRONICA Capitolo 2 9 17 AMPLIFICATORE NONINVERTENTE /2 L AMPLIFICATORe e noninvertente, dato che A V 0 Resistenza di ingresso: Resistenzadiuscita: R o = 0V.
Questo comporta che il guadagno e indipendente dal carico Co ...

... 2 L AMPLIFICATORe e noninvertente, dato che A V 0 Resistenza di ingresso: Resistenzadiuscita: R o = 0V.
Questo comporta che il guadagno e indipendente dal carico Considerando ideale l op amp, l AMPLIFICATORe noninvertente e un AMPLIFICATORe di tensione ideale Il circuito in figura e detto inseguitore di tensione ed e un AMPLIFICATORe noninvertente che ha: R O =0; R in = ; A v =1.
...

... plificatore di tensione ideale Il circuito in figura e detto inseguitore di tensione ed e un AMPLIFICATORe noninvertente che ha: R O =0; R in = ; A v =1.
= amp , in in R R 18 PROGETTO DI AMPLIFICATORE Molti AMPLIFICATORi reali possono essere progettati utilizzando un op amp rete resistiva di retroazione, nonostante le non idealita dell op amp e le tolleranze dei resistori poss ...

... rete resistiva di retroazione, nonostante le non idealita dell op amp e le tolleranze dei resistori possano portare a imprecisioni del guadagno ad anello chiuso In questo caso il progetto di un AMPLIFICATORe si riduce alla scelta della configurazione e dei valori delle resistenze di feedback : resistenze con tolleranze 1 , 5 , 10 sono disponibili in un range da 10 10 M sia in for ...

... come componenti discreti; solitamente, le resistenze discrete occupano moltisima area, per cui si tende a non utilizzarle Sommario: Resistenze discrete e integrate Esempio di un progetto di un AMPLIFICATORe ELETTRONICA Capitolo 2 10 19 RESISTENZE DISCRETE Il valore nominale e' quello che il resistore dovrebbe avere a 25 C.
Tolleranze: altissima precisione inferiori a 0,25 e 0,1 ; ...

... vo, si cerca sempre di ridurre il numero ed il valore delle resistenze nei circuiti integrati Esempio: un resistore che ha L/W = 3 ha resistenza R = 3R ELETTRONICA Capitolo 2 12 23 ES1: PROGETTO DI AMPLIFICATORE Specifiche: progettare un amp.
noninvertente che ha A V =10 Vincoli: il segnale di ingresso sta nel ran ge 1/1V, e la tolleranza resistenze 5 1 2 v R R 1 10 A = = 1 2 R 9 R = ...

... 1 2 v R R 1 10 A = = 1 2 R 9 R = 1 100 k : le correnti indotte su R 1 e R 2 sono di qualche mA Vantaggi/svantaggi resistenza piccole : correnti su R 1 e R 2 molto elevate, che l AMPLIFICATORe non riesce o difficilmente riesce a fornire ; consumo elevato nei sistemi a batteria; risparmio di area Vantaggi/svantaggi resistenza grandi M : consumo eccessivo d area ; come ...

... rcuiti in modo da cancellare gli effettidellecorrentidi polarizzazione : basta aggiungere la resistenza R all ingresso non invertente, per eliminare l effetto di I B senza modificare il guadagno dell AMPLIFICATORe invertente OFFSET DC /5 ELETTRONICA Capitolo 2 20 39 CIRCUITI AMPLIFICATORE AMPLIFICATORe invertente AC Sommatore AMPLIFICATORe noninvertente AC Inseguitore di emettitore AC Amp ...



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