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Corso di elettronica di base. L'amplificatore operazionale 2/2

Corso di elettronica di base. L'amplificatore operazionale

Questo parametro viene chiamato Gain-Bandwidth Product (GBW) e solitamente, per gli integrati di uso più comune, presenta un valore di alcuni MHz. Nel caso del 741 prodotto dalla National (il valore può cambiare a seconda della casa) il GBW risulta di 1,5 MHz. Ciò significa che il nostro operazionale presenterà una banda passante di 150 KHz se il guadagno è di 10 volte e di appena 7,5 KHz nel caso il guadagno sia di 200 volte. Una bella differenza! Ma torniamo agli aspetti relativi all’alimentazione che, nel caso degli amplificatori operazionali, rivestono una notevole importanza. Vediamo il perché osservando i circuiti riportati in figura 4 e 5. Si tratta di due amplificatori non invertenti con alimentazione duale (nel primo caso) e singola nel secondo. Il segnale applicato all’ingresso del circuito con alimentazione duale viene amplificato normalmente senza alcuna inversione di fase; nel caso dell’alimentazione singola, il segnale non subisce alcuna inversione di fase ma tutte le semionde negative vengono brutalmente tagliate.

Il problema riguarda anche gli amplificatori invertenti, certamente più diffusi di quelli appena analizzati. Come si vede in figura 6, se l’amplificatore viene alimentato con una tensione duale, il segnale amplificato viene sfasato ma non subisce alcun tipo di distorsione; al contrario, nel caso di alimentazione singola le semionde positive vengono brutalmente tagliate.

Nei circuiti elettronici non sempre è disponibile una tensione duale per alimentare nel modo più consono gli operazionali. Per questo motivo si fa ricorso a degli accorgimenti circuitali che consentono, pur alimentando con una tensione singola il dispositivo, di amplificare fedelmente il segnale di ingresso. In figura 8 riportiamo lo schema di un amplificatore invertente in CA di questo tipo. Il partitore unitario formato dalle resistenze R1 e R2 fornisce all’ingresso non invertente una tensione pari a circa 1/2 Val in modo che anche l’uscita presenti a vuoto una tensione simile. In questo modo l’uscita può variare, seguendo il segnale, tra 0 Volt e + Val. Il condensatore C2 evita che l’ingresso non invertente possa captare segnali parassiti mentre il condensatore C3 limita la banda passante del circuito ove sia necessario. Ovviamente il guadagno in tensione di questo circuito è sempre dato dal rapporto tra le resistenze Rb e Ra.

Leggermente più complesso è lo schema dell’amplificatore non invertente in CA alimentato con una singola tensione di alimentazione (fig.9). Anche in questo caso le resistenze R1 e R2 forniscono all’operazionale una idonea polarizzazione (pari a 1/2 Val) mentre il condensatore C2 attenua le frequenze più alte. Al contrario, il condensatore C1 agisce sulle frequenze più basse. Diamo infine un’occhiata allo schema di figura 10. Questo circuito consente di realizzare un adattatore d’impedenza con elevato valore di ingresso e bassa impedenza di uscita. Il circuito presenta un guadagno unitario, non introduce alcuno sfasamento e presenta una impedenza di ingresso pari al valore di R1 che solitamente risulta compreso tra 1 e 10 Mohm. Sul prossimo numero approfondiremo lo studio di questi dispositivi e presenteremo altre applicazioni. Vediamo ora il progetto pratico.

IL PROGETTO DEL MESE

Il dispositivo proposto non poteva che riguardare una tipica applicazione degli operazionali: il mixer. Questo circuito, che utilizza un doppio amplificatore operazionale, dispone di tre ingressi stereo e viene alimentato con una tensione duale. I due OP-AMP vengono utilizzati in configurazione invertente. Il guadagno è unitario ma, come abbiamo visto in questa puntata del Corso, è possibile, agendo sui valori delle resistenze, modificare facilmente questo parametro.

mixer_schema_elettrico

mixer_pcb

Se necessario è anche possibile assegnare ai vari ingressi guadagni differenti. Come si vede nelle illustrazioni, per il montaggio abbiamo previsto l’impiego di un circuito stampato di dimensioni molto contenute. Per i collegamenti abbiamo fatto uso di morsettiere passo 5 mm. L’alimentazione può essere compresa tra 12 e 24 volt.

Il kit è disponibile da Futura Elettronica

 

 

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ritratto di Radio Emissions Project

Salve a tutti, sto da tempo cercando di realizzare un pre-amp co

Salve a tutti, sto da tempo cercando di realizzare un pre-amp con un operazionale tipo OP27 che lavori in AC in modalità non-invertente e con tensione singola.
Potete aiutarmi? L'articolo sopra parla di vedere la figura 8..., ma dov'è questa figura?

 

 

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