Amplificatore Operazionale
nozioni di base
Così come le resistenze e i condensatori, gli amplificatori operazionali o A.O. sono uno dei componenti elettronici analogici più utilizzati.
Gli Amplificatori Operazionali sono dispositivi lineari che hanno tutte le proprietà richieste per l'amplificazione DC e sono quindi ampiamente utilizzati per il condizionamento del segnale, usati per filtrare o per eseguire operazioni matematiche come addizione, sottrazione.
Un amplificatore operazionale è fondamentalmente un dispositivo di amplificazione di tensione progettato per essere utilizzato con dispositivi di retroazione esterni quali resistenze e condensatori tra i suoi terminali di ingresso e di uscita.
Questi componenti di retroazione determinano la funzione risultante o “funzionamento” dell'amplificatore e in virtù delle diverse configurazioni di retroazione sia resistivo, capacitivo o entrambi, l'amplificatore può eseguire una serie di operazioni diverse, dando origine al suo nome di “amplificatore operazionale”.
Questi componenti di retroazione determinano la funzione risultante o “funzionamento” dell'amplificatore e in virtù delle diverse configurazioni di retroazione sia resistivo, capacitivo o entrambi, l'amplificatore può eseguire una serie di operazioni diverse, dando origine al suo nome di “amplificatore operazionale”.
Un amplificatore operazionale è fondamentalmente un dispositivo a tre terminali che si compone di due ingressi ad alta impedenza, uno chiamato ingresso invertente , contrassegnato con un segno negativo “meno”, ( - ) e l'altro chiamato ingresso non invertente , contrassegnato con un segno positivo “più” ( + ).
Il terzo terminale rappresenta la porta di uscita dell' amplificatore operazionale in grado di fornire sia una tensione che una corrente.
Il terzo terminale rappresenta la porta di uscita dell' amplificatore operazionale in grado di fornire sia una tensione che una corrente.
In un amplificatore operazionale lineare, il segnale di uscita è il fattore di amplificazione, noto come il guadagno dell' amplificatore ( A ).
Il segnale di tensione in uscita da un amplificatore operazionale è la differenza tra i segnali applicati ai suoi due ingressi.
Il segnale di tensione in uscita da un amplificatore operazionale è la differenza tra i segnali applicati ai suoi due ingressi.
Circuito equivalente di un amplificatore operazionale
A.O. Ideale parametri e caratteristiche
Guadagno ad anello aperto (AVo)
Impedenza di ingresso (Z a)
Impedenza d'uscita (Z out)
Larghezza di banda (BW)
Tensione di Offset (V io)
Guadagno di tensione
Il guadagno di tensione ( A V ) dell'amplificatore operazionale può essere trovato utilizzando la seguente formula:
Riassunto sugli Amplificatori Operazionali
Ora sappiamo che un amplificatore operazionale è un amplificatore differenziale ad alto guadagno, che utilizza una o più reti di retroazione esterne per controllare la sua risposta e modificarne le caratteristiche. Possiamo collegare resistenze esterne o condensatori per in modi diversi per formare circuiti come, invertente, non invertente, inseguitore di tensione, sommatore, differenziale e integratore.
Un amplificatore operazionale "Ideale" è un dispositivo con alcune caratteristiche speciali come guadagno ad anello aperto (Ao) infinito , resistenza di ingresso (Rin) infinita, zero resistenza (Rout) in uscita, banda infinita ∞ e Offset zero (l'uscita è esattamente zero quando l' ingresso è zero).
Ci sono un numero molto elevato di amplificatori operazionali per soddisfare ogni possibile applicazione, bipolare standard, di precisione, ad alta velocità, a basso rumore, ad alta tensione, ecc.
Ci sono un numero molto elevato di amplificatori operazionali per soddisfare ogni possibile applicazione, bipolare standard, di precisione, ad alta velocità, a basso rumore, ad alta tensione, ecc.
Gli amplificatori operazionali sono disponibili in confezioni IC singole con due o quattro all'interno di un unico dispositivo.
Il più comune e usato di tutti gli amplificatori operazionali in kit elettronici di base e progetti è lo standard industriale
uA-741 .
Il più comune e usato di tutti gli amplificatori operazionali in kit elettronici di base e progetti è lo standard industriale
uA-741 .
Nel prossimo tutorial sugli amplificatori operazionali , useremo la retroazione negativa collegata sull'A.O. per produrre un circuito amplificatore ad anello chiuso definito "amplificatore invertente", circuito che produce un segnale di uscita che è "sfasato" di 180° rispetto l'ingresso.
Simulazione A.O. Ideale ad anello aperto
Link Simulazione: https://www.tinkercad.com/embed/33XVIDdqkgF?editbtn=1