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Corso di Elettronica di base. Amplificatori operazionali 1/2

Amplificatori operazionali

Questo Corso di Elettronica, che si articola in più puntate, è rivolto ai lettori alle prime armi, ovvero a coloro che - pur essendo attratti ed affascinati dal mondo dell’elettronica - hanno una limitata conoscenza di questa materia. Pur senza trascurare l’esposizione di concetti teorici di base, è nostra intenzione privilegiare l’aspetto pratico, convinti che solo un’ immediata verifica “sul campo” possa fare comprendere al meglio le leggi fondamentali che stanno alla base dell’elettronica.

Per questo motivo tutte le puntate si concluderanno con delle esercitazioni che consentiranno di mettere in pratica le nozioni acquisite. Ci auguriamo che questo Corso possa essere utile sia a coloro che si interessano a questa materia per hobby sia a quanti hanno un interesse professionale specifico (studenti di elettronica, tecnici, eccetera). A tutti auguriamo una proficua lettura. Dopo la mancata pubblicazione - per motivi di spazio - della puntata del Corso, riprendiamo questo argomento ad occuparci degli amplificatori operazionali proponendo nuove applicazioni. Parliamo subito di un altro tipico utilizzo di questi dispositivi: l’impiego come amplificatore differenziale. In questo caso la tensione di uscita risulta pari alla differenza tra le due tensioni di ingresso moltiplicata per il guadagno.

Se, ad esempio, in un circuito che guadagna 10 volte, applichiamo sul piedino non invertente una tensione di 3 volt e su quello invertente una tensione di 2,8 volt, l’uscita presenterà una tensione di +2 volt in quanto la differenza tra gli ingressi (3 - 2,8) = +0,2V viene moltiplicata per 10. In figura 11 è rappresentato lo schema di un amplificatore differenziale con singola tensione di alimentazione mentre in figura 12 lo stesso circuito viene alimentato con una sorgente duale.

amplificatori_operazionali_schemi

In entrambi i casi il guadagno è dato dal rapporto tra la resistenza di reazione R4 e quella di ingresso R2 (G=R4/R2). Nel caso del circuito di figura 11 è evidente che, se la differenza tra le tensioni di ingresso è negativa, l’uscita dell’operazionale, non potendo presentare una tensione negativa, si porterà a 0 volt. Analogamente la tensione di uscita positiva non potrà mai superare il potenziale di alimentazione. Sempre a tale proposito, ricordiamo che non tutti gli operazionali disponibili in commercio funzionano bene come amplificatori differenziali se alimentati con una tensione singola.

Tra i più noti, quelli che possono essere utilizzati in questa applicazione senza problemi, citiamo l’LM358 e l’LM324. L’amplificatore differenziale viene utilizzato, oltre che per confrontare due livelli di tensione, anche per amplificare segnali debolissimi soggetti a disturbi. Infatti se le interferenze, come spesso accade, riguardano entrambi gli ingressi, il particolare modo di funzionamento del circuito elimina automaticamente i segnali di rumore.

COME RADDRIZZATORE

Le figure 13 e 14 rappresentano rispettivamente un raddrizzatore a singola semionda con alimentazione duale e con alimentazione singola. Questi circuiti vengono utilizzati per raddrizzare segnali di qualsiasi ampiezza, anche di pochi millivolt. Con i normali circuiti a diodo ciò non è possibile in quanto l’ampiezza del segnale da raddrizzare deve superare la tensione di soglia del diodo che nel caso di elementi al silicio è di circa 0,7 volt mentre per quelli al germanio è di 0,3 volt.

Il kit è disponibile da Futura Elettronica

 

 

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