Configurazione invertente
VO = A (V1 - V2) VO = A V1 ⇒ V1 = VO / A = 0 Massa virtuale (consideriamo eccitazione ideale) iA = VI / R1 Per l'alta impedenza in ingresso dell'amp op si accetta Per LKT su r2 iR2 + VO = 0 VO = - iR2 VO = - VI R2 / R1 A = VO / VI = - R2 / R1
Configurazione invertente
VO = A (V1 - V2) VO = AV1 ⇒ V1 = VO = 0 Massa virtuale (nodo equipotenziale) iA = VI/R1 Per l'alta impedenza in ingresso dell'op amp si accetta Per LKT su r2 iR2 + VO = 0 VO = -iR2 VO = -VI R2/R1 A = VO = - R2/R1
Configurazione non invertente
Vo = A (V+ - V-) Vo = V2 - V1 → V2 → V1 cortocircuito virtuale e Vf e lo ritroviamo sui terminali invertente. Vo per definizione è la tensione tra l'uscita e la massa e quindi è la tensione sulla serie R2-R1 VI = Vo R1 / (R1+R2) Vo/Vi = (1 + R2/R1)
Sommatore di tensioni
A questo circuito posso applicare la sovrapposizione degli effetti perchè è un sistema lineare. Quindi una volta cortocircuito V1 e calcolo Vo' e un'altra V2 e calcolo Vo" e la tensione d'uscita sarà data da:
Vo = Vo' + Vo" Vo' (con V1 cortocircuitata) e la configurazione inverter con ingresso V2 quindi Vo' = -Vi2 Rf/R2 Vo' (con V2 corto circuitato) Vo" = -Vi1 Rf/R1 Vo = -Rf(Vi1/R1 + Vi2/R2)
Sommatore 2 stadi
Vo1 = - V1 R2/R1 Vo = V' + V'' V' = - Vo1 R4/R3 V'' = - Vo2 Rin/R5 Vo = V1 R2/R1 Rin/R3 - V2 Rin/R5 Quindi passando per un numero pari di stadi invertenti ho un'uscita positiva, mentre per un numero dispari ho un'uscita negativa. Questo circuito può essere usato come amplificatore differenziale. Lo svantaggio è che bisogna usare due stadi o più.
Amplificatore differenziale
Singolo stadio d'operazionale è per definizione un amplificatore differenziale. Vb = Vb' + Vb'' Vb' = - VI1 R2/R1 Vb'' = VI2 (1 + R2/R1) Vo = VI2 (1 + R2/R1) - VI1 (R2/R1) Con la retroazione precludiamo la qualità dell'amplificazione differenziale Vo' = -V1 (R2/R1) VB = VA(1 + R2/R4) Ma VB= V12 (R4 / (R3 + R4)) Vo = V12 (R4 / (R3 + R4))(1 + R2 / R1) - V1 (R2/R1)
Per rendere l’amplificatore un amplificatore di differenza deve essere: (R4 / (R3 + R4)) (R1 + R2 / R1) = R2 / R1 (R4 / (R3 + R4)) = R2 / R1 (R1 / (R1 + R2)) Seguendo R4 = R2 R3 = R1 Otteniamo l’amplificatore differenza Vo = R2/R1 (V12 - V1)
Segnale di modo comune
Andiamo a considerare il segnale di modo comune Vcm = 1 ⁄ 2 (V1 + V2) v1 = v2 cortocircuito virtuale v2 = Vcm Ru ⁄ R3 + Ru LKT sull'invertente Vcm = i R1 + v1 Vcm - Vcm Ru ⁄ R3 + R
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