Amplificatori Operazionali – applicazioni

di Mario Bon

2 febbraio 2012

 

 

inverting amplifier

Amplificatore invertente

 

V_{out}=-V_{in}\left(\frac{R_f}{R_{in}}\right)

  

 

 

Amplificatore invertente con controllo dell’offset

 

V_{out}=-V_{in}\left(\frac{R_f}{R_{in}}\right)

 

l’integratore in reazione riduce l’offset di tensione in uscita pari a quello dell’integratore stesso indipendentemente dal guadagni dell’ampli.

 

Configurazione invertente.

  

 

 

 

non-inverting amplifier

Amplificatore non invertente

V_{out}=V_{in}\left(1+\frac{R_2}{R_1}\right)

 

 

Amplificatore differenziale

applicare sovrapposizione

 

Amplificatore differenziale

 

V_{out}=V_2\left(\frac{\left(R_f+R_1\right) R_g}{\left(R_g+R_2\right) R_1}\right)-V_1\left(\frac{R_f}{R_1}\right)

 

 

per R1 = R2 e Rf = Rg

V_{out}=\frac{R_f}{R_1} \left(V_2-V_1\right)

 

 

 

da invertente a non invertente con un unico operazionale. 

 

 

da invertente a non invertente con un unico operazionale versione semplificata.

 

n=2 gain =-1/3

n=0 gain=1

n=0.5 gain =1/3 

 

inseguitore di tensione

Inseguitore di Tensione (buffer)

 

 

 

 

  • summing amplifier

 

V_{out}=-R_f\left(\frac{V_1}{R_1}+\frac{V_2}{R_2}+\cdots+\frac{V_n}{R_n}\right)

  • quando R1 = R2 = ... = Rn, e Rf è indipendente.

V_{out}=-\left(\frac{R_f}{R_1}\right)\left(V_1+V_2+\cdots+V_n\right)

  • quando R1 = R2 = ... = Rn = Rf

V_{out}=-\left(V_1+V_2+...V_n\right)

 

 

integrating amplifier

V_{out}=\int_0^t-\frac{V_{in}}{RC}dt+V_0

dove Vin e Vout sono funzioni del tempo e V0 è la tensione in uscita al tempo t=0.

  • Questo circuito può pure venire considerato come un tipo di filtro.

 

 

 

differentiating amplifier

V_{out}=-RC{d\frac{V_{in}}{dt}}

dove Vin e Vout sono funzioni derivabili del tempo.

  • Questa applicazione può pure essere vista come un tipo di filtro.

 

Differenziatore

 

 

comparator amplifier

Comparatore

 

Vout = VH per V1 > V2

Vout = VL per V1 < V2

 

 

Amplificatore bilanciato

 

ingresso differenziale e uscita differenziale

G = (2 * R1 + Rg) / Rg

 

 

 

 

 

 

instrumentation amplifier

Amplificatore strumentale

Amplificatore differenziale con buffer bilanciato

 

posto  R2 = R3 il guadagno vale G = (2 * R1 + Rg) / Rg

 

 

 

schmitt trigger

Trigger di Schmitt

 

o comparatore con isteresi (notare la reazione positiva)

 

 

 

Gyrator.png

Giratore o simulatore di induttanza

 

All-Pass

 

 

anegative impedance converter

Convertitore di impedenza negativa

Configurazione per la realizzazione di un carico negativo per qualsiasi generatore di segnali

 

Analizziamo il circuito. Con un amplificatore ideale i terminali + e - sono allo stesso potenziale, cosicché la corrente I2 è data semplicemente da

I_2=\frac{V_s}{R_1}

Ora, considerando la rete "R3,R2,R1" è possibile scrivere

\left(R_1+R_2\right)I_2+R_3 I_s-V_s=0

Sostituendo la relazione precedente e riordinandosi ottiene

V_s=-I_s R_3\frac{R_1}{R_2}

da cui si ottiene la resistenza d'ingresso

\frac{V_s}{I_s}=R_{in}= -R_3 \frac{R_1}{R_2}

 

 

 

super diode

 

Raddrizzatore di precisione (diodo Ideale)

 

(schema pratico)

 

Vout = Vin per Vin >=0

 

 

 

 

 

alogarithmic configuration

Amplificatore Logaritmico

 

V_{out}=-V_{\gamma}\ln\left(\frac{V_{in}}{I_s R}\right)

con Is = corrente di saturazione del diodo.

 

 

exponential configuration

Amplificatore Esponenziale

 

V_{out}=-R I_s e^\frac{V_{in}}{V_\gamma}

 

con Is = corrente di saturazione del diodo.

 

 

Filtro passa basso del 2° ordine con guadagno unitario

 

 

Filtro passa alto del 2° ordine con guadagno unitario

 

 

 

 

Filtro a immetttenza

 

La risposta di questo filtro è determinate dalle ammettenza delle due reti. Viene usato per equalizzare la risposta a bassa frequenza degli altoparlanti (in particolare in cassa chiusa)

 

 

 

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