AMPLIFICATORI OPERAZIONALI Detail of an op-amp. The contact holes shown above are 0.8 microns square. Focus is at MET1 level, so MET2 above shows slightly blurred - is about 1 micron out of focus! INDICE STORIA CARATTERISTICHE IDEALI MASSA VIRTUALE CONFIGURAZIONI INVERTENTE NON INVERTENTE SOMMATORE INVERTENTE CARATTERISTICHE IDEALI STORIA Il termine amplificatore operazionale è stato inventato negli anni 40 per indicare un particolare tipo di amplificatori che mediante un opportuna selezione dei componenti esterni può essere configurato per compiere alcune operazioni matematiche Inizialmente vennero costruiti con valvole termoioniche ed erano ingombranti delicati e consumavano molto; successivamente vennero costruiti con transistori discreti. Oggi si trovano come circuiti integrati monolitici altamente efficienti e di basso costo. Filippo Angeli 2005 filippo@angelinet.net CARATTERISTICHE IDEALI HA 2 INGRESI, UNO INVERTENTE (V+) E UNO NON INVERTENTE (V-) UNA SOLA USCITA (V0) 2 TERMINALI D'ALIMENTAZIONE Vcc E Vcc) (alimentazione duale) GUADAGNO INFINITO (Gol= ) si deduce che VVBANDA PASSANTE INFINITA (GW= ) non esegue alcuna selezione in frequenza IMPEDENZA D'INGRESSO INFINITA (Zin= ) si deduce che non vi è assorbimento di corrente sugli ingressi RESISTENZA D'USCITA TRASCURABILE LA TENSIONE D'USCITA NON PUÒ SUPERARE LA TENSIONE ALIMENTAZIONE +Vcc V0 -Vcc oltre va in saturazione Filippo Angeli 2005 filippo@angelinet.net CONCETTO DI MASSA VIRTUALE Massa virtuale Il terminale V- si dice a massa perché la sua tensione è 0 Volt (VV0V) Mentre virtuale perché non c'è assorbimento di corrente, in quanto la resistenza di ingresso dell'A.O. è molto grande (e quindi non entra corrente) SI APPLICA IN ALCUNE CONFIGURAZIONI INVERTENTE, NON INVERTENTE, DERIVATORE E INTEGRATORE Filippo Angeli 2005 filippo@angelinet.net CONFIGURAZIONE INVERTENTE R2 R1 Vin V0 L'ingresso V+ è collegatp a massa L'ingresso V- è collegato all'input + Dato che l'operazionale ha guadagno tendente a infinito abbiamo: se il rapporto R2/R1 è maggiore di 1 abbiamo che R2 R1 e quindi V0Vin in questo caso il circuito AMPLIFICA se il rapporto R2/R1 è minore di 1 abbiamo che R2 R1 e quindi V0 -Vcc oltre va in saturazione Filippo Angeli 2005 filippo@angelinet.net CARATTERISTICHE REALI 5 Guadagno dell'ordine di 2 10 con frequenza 10Hz poi dB cala di 10 dec G dB dec - 10 10 Hz Resistenza ingresso 8M Resistenza uscita 100 Filippo Angeli 2005 filippo@angelinet.net CARATTERISTICHE REALI V+ R0 Vd= VVRi A*V V0= A*vd V- CMRR (common mode ) Rapporto di reiezione del modo comune Vd Vc Vd= V+ - V- (tensione differenziale ingresso) Vc= VV(tensione di modo comune) R E la misura della capacità dellA.O. di non amplificare segnali presenti contemporaneamente ai due ingressi. Corrisponde al rapporto tra il guadagno di modo differenziale e quello di modo comune L'A.O. approssima il suo comportamento a quello ideale tanto più CMRR è grande Filippo Angeli 2005 filippo@angelinet.net Continua »