amplificatori operazionali

AMPLIFICATORI
OPERAZIONALI
Un amplificatore operazionale
( A.O.) è un dispositivo
integrato costruito per la prima
volta verso la fine degli anni
’60, che con la sua uscita
rivoluzionò il mondo
dell’elettronica.
Attualmente è il dispositivo
elettronico senza dubbio più
versatile. E’ impiegato con l’uso
di pochi altri componenti esterni
per la realizzazione di
amplificatori, filtri attivi,
comparatori, generatori di
forme d’onda, convertitori,
limitatori etc…..
Il simbolo è rappresentato da
un triangolo equilatero con
due ingressi ed una sola
uscita ed una doppia
alimentazione.
Un A.O. è composto
fondamentalmente da uno
stadio di ingresso
differenziale seguito da uno
stadio amplificatore.
La relazione che lega gli
ingressi all’uscita è
Vo = Avol (
+
V -
V
)
Dove Avol è l’amp’lificazione
di tensione a ciclo aperto
dell’ A.O. , V+ e V- sono i
potenziali ai due morsetti di
ingresso .
Il segno “+” ( ingresso non
invertente )rappresenta il
fatto che un segnale di
ingresso applicato al piedino
“+” verrà amplificato e
riportato all’uscita con la
stessa fase.
non invertente
V+
t
Vo
t
Il segno “-” invece ( ingresso
invertente ), rappresenta il fatto
che un segnale applicato a tale
ingresso verrà amplificato e
sfasato di 180° , quindi l’uscita
è in opposizione di fase con
l’ingresso.
Invertente
vt
vo
t
In pratica allora quando
all’ingresso si presenta
un segnale positivo
l’uscita sarà un segnale
negativo e viceversa.
Un A.O. ideale gode delle seguenti proprietà:
Avol = ∞ ( amplificazione a ciclo aperto )
Zi = ∞
( impedenza di ingresso )
Zo = 0
( impedenza di uscita )
GBW = ∞ ( prodotto guadagno banda passante )
In realtà le caratteristiche reali non
sono certamente queste però,
alla luce di quelli che sono i
risultati pratici che si ottengono
dall’uso degli A.O. i loro valori
consentono quasi sempre di
poter considerare valide le
relazioni che si ottengono
considerando i parametri ideali.
Per fare un esempio si mettono a confronto le
caratteristiche ideali con quelle reali di un LM741 un
A.O. tra i più comuni:
A.O. ideale LM 741
Amplificazione a
catena aperta Avol
Impedenza di
ingresso Zi
Impedenza di uscita
∞
200.000
∞
2MΩ
0
75 Ω
Prodotto GBW
∞
1MHz
Per quanto riguarda lo studio degli infiniti circuiti
che si possono realizzare con l’uso di A.O. si
può partire da quelle che sono le configurazioni
fondamentali e cioè :
- Configurazione invertente
- Configurazione non invertente
- Inseguitore o buffer
In tutti i circuiti realizzabili si possono
poi riconoscere le configurazioni
fondamentali per cui lo studio ne è
molto avvantaggiato e velocizzato.
Avendo inoltre l’A.O. le caratteristiche
su esposte, vedremo che lo studio è
ulteriolmente avvantaggiato dal fatto
che si può scomporre tranquillamente
il circuito in diversi blocchi
indipendenti tra loro.