Guadagno ad anello chiuso di un opamp.

Apr 10, 2004 7 Replies

Buon giorno a tutti! Ho cominciato a studiare in questi giorni la teoria degli amplificatori operazionali. Negli amplificatori _non_ ideali, il fatto di avere il guadagno ad anello aperto A non infinito implica che il guadagno ad anello chiuso (mi riferisco alla configurazione invertente) non sarà G = -R2/R1, bensì qualcosa come: G = (-R2/R1) / (1 + (1 + R2/R1)/A))



Qualcuno mi spiega come si ottiene questo risultato, includendo i passaggi e i calcoli? Una mezza idea ce l'ho ma arrivo ad un risultato sbagliato, non so se per il ragionamento sbagliato oppure per i calcoli ko.



Grazie e buona Pasqua.



yyz


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Il giorno Sat, 10 Apr 2004 11:24:43 +0200, snipped-for-privacy@pippo.no (yyz) ha scritto:

Se Vi è la tensione di ingresso, Vpm quella tra pin non invertente e invertente dell'opamp, Vo quella di uscita, possiamo scrivere innanzitutto Vo = A*Vpm, che è la funzione di trasferimento dell'opamp, poi (Vi-Vpm)/R1 = (Vpm-Vo)/R2, che riassume l'uguaglianza delle correnti attraverso R1 e R2, nell'ipotesi di resistenza di ingresso dell'opamp infinita.

Risolvendo il sistema di equazioni rispetto a Vo e Vpm si ottiene Vo =

-A*R2*Vi/(-R2-R1+R1*A), ovvero Vo/Vi = (-R2/R1)/(-(R2/R1+1)/A+1).

Il giorno Sat, 10 Apr 2004 11:24:43 +0200, snipped-for-privacy@pippo.no (yyz) ha scritto:

La funzione di trasferimento dell'opamp è Vo = A*Vpm, dove Vpm è la tensione tra morsetto non invertente e invertente. Poichè la resistenza di ingresso dell'opamp la supponiamo infinita, le correnti in R1 e in R2 sono uguali, quindi (Vi-(-Vpm))/R1 = ((-Vpm)-Vo)/R2.

Risolvendo il sistema di equazioni rispetto a Vo e Vpm si ha Vo =

-A*R2*Vi/(R2+R1+R1*A), ovvero Vo/Vi = (-R2/R1)/((R2/R1+1)/A+1).

Il giorno Sat, 10 Apr 2004 11:21:46 GMT, Luigi C. ha scritto:

Questo risultato è errato, ignoralo e leggi la mia nuova risposta.

Il mio libro (Sedra/Smith) per arrivare alla tua stessa conclusione ha scritto una pappardella piuttosto lunga e intricata.

Con il vincolo che l'impedenza di ingresso sia (idealmente) infinita, posso supporre che i1 e i2 siano la stessa corrente, da cui tramite qualche calcolo algebrico sull'equazione i1=i2 si arriva alla conclusione. Vedremo se lo stesso approccio funzionerà anche nell'analisi dei circuiti basati su operazionali (derivatore, integratore e via di seguito); a occhio e croce, dovrebbe :-)

Grazie per l'input, sei stato molto chiaro.

yyz

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Il Mon, 12 Apr 2004 15:29:41 +0200, snipped-for-privacy@pippo.no (yyz) ha scritto:

Solo un' osservazione: il fatto che i1 = i2 è dovuto in primo luogo alla retroazione, non tanto all' elevata impedenza di ingresso dell' opamp.

Provo a farti vedere la cosa: se tieni conto della Rid e della Rout dell' amplificatore, puoi sempre scrivere una cosa di questo tipo:

Vout / Vin = (-R2/R1) * [ 1 / (1 + 1/T) ]

, e il guadagno d' anello T vale

T = Ao * ( R1 // R2 // Rid ) / ( Rout + R2 )

, con Ao guadagno di tensione dell' operazionale (ho trascurato il termine di feed forward, ma non cambia praticamente nulla). Quello che puoi vedere è che non è strettamente necessario che Rid sia molto alta o Rout molto piccola, perchè è il guadagno dell' opamp quello che 'spinge'. Quindi il guadagno dello stadio è ancora -R2/R1 con ottima approssimazione, il che equivale a dire che i1 ~= i2. Altro modo ancora di dire la stessa cosa: la retroazione "schiaccia" a zero la Vid di ingresso dell' opamp, col risultato che la corrente assorbita è molto piccola anche se Rid non è molto alta.

Aloha.

Si`, dovrebbe funzionare. Ma c'e` un approccio piu` semplice. Il guadagno reale ad anello chiuso Ar dovuto al guadagno no infinito ad anello aperto e` pari al guadagno ideale con retroazione Ai, moltiplicato per un fattore funzione del guadagno di anello T (in questo caso qualcuno lo chiama rapporto di ritorno, non guadagno di anello, ma e` sempre lui).

L'espressione e` Ar=Ai*1/(1+1/T) oppure Ar=A1*T/(1+T)

Ar e Ai possono essere qualunque guadagno, quindi anche dimensionati, mentre T e` sempre adimensionato.

Questa espressione e` approssimata, perche' manca il termine di feed forward, ma quasi sempre e` trascurabile.

Franco Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen. (L. Wittgenstein)

Ciao Franco Avevo fatto una paginetta con nozioni base terra terra , su OPAMP (nozioniopamp.fcd) , ma credo che all'amico serva qualcosa di piu' teorico.

Approfitto per dirti che la tua idea di mettere un PMOSFET al posto del darlington nel mio Come724.fcd l'ho applicata ,avendo trovato il componente giusto, e il rendimento ora arriva circa al 75%. Ho trovato (recuperando) un 45PO3 e un D8PO5 ; li conosci ??

Ciao Giorgio

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