Resistenza d'ingresso di un amplificatore differenziale

Dec 23, 2003 8 Replies

Ho un amplificatore differenziale formato da un operazionale. Il segnale è applicato ai terminali + e - dell'operazionale con una resistenza R in serie. C'è anche una R tra terminale + e GND. Infine c'è una resistenza R di retroazione tra uscita dell'operazionale e ingresso -.



Bene, qual è la resistenza d'ingresso che vede una sorgente differenziale, chessò, un sensore di temperatura? Io ho provato a fare i calcoli mettendo in ingresso due generatori di tensione riferiti a massa, uno +Vid e l'altro -Vid. Il problema è che la corrente che questi generano è diversa e quindi non potrei calcolare la resistenza differenziale semplicemente come Vid/Iid. Come si procede?



La sensazione è che questa resistenza che voglio calcolare sia R ma vorrei capire il metodo di calcolo.



Quando hai una situazione di sorgente con modo comune e modo differenziale e un carico generico (a tre fili) non simmetrico puo` capitare che mettendo solo una sorgente differenziale abbia anche una corrente di modo comune, come capita in questo caso.

Puoi procedere in tre modi:

1) i due generatori che hai messo, al posto di collegarli a 0V, li colleghi a un generatore di tensione di modo comune, Vc e "regoli" Vc in modo che la corrente di modo comune sia nulla. Nel tuo caso particolare, con le 4 resistenze uguali, la Vc che devi mettere e` pari a meta` della Vd (con il segno giusto)

2) vai a rivedere tutta la teoria delle impedenze dei sistemi multiporta, con relative matrici

3) questa e` quella semplice! Se la sorgente e` flottante (ad esempio un sensore di temperatura), calcola l'impedenza mettendo una sorgente Vd flottante. In questo modo sei sicuro di non avere correnti di modo comune, anche in presenza di un carico asimmetrico.

Ho la sensazione che la tua sensazione sia sbagliata :-) (ma non di molto).

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

"Franco" ha scritto nel messaggio news:bsa9pt$bae76$ snipped-for-privacy@ID-60973.news.uni-berlin.de...

... snip...

Se questa e' quella semplice, ci voglio provare... La resistenza di ingresso dovrebbe essere 2R.

Ho vinto qualche cosa?

Saluti

-- GG

Ogni giorno, ogni ora ti cambia: ma mentre negli altri la rapina del tempo è piú evidente, in te invece non è manifesta poiché non avviene sotto i tuoi occhi - Seneca

Era pozz che ci doveva provare :-)

Un augurio di buon natale, anche dal nostro amico marco.

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

"Franco" ha scritto nel messaggio news:bsahoi$bgm25$ snipped-for-privacy@ID-60973.news.uni-berlin.de...

... snip...

Allora non ho vinto niente... Beh a lui resta da scoprire come ricavare il risultato :-)))

Ricambio affettuosamente :-).

Saluti

-- GG

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"Franco" ha scritto nel messaggio news:bsa9pt$bae76$ snipped-for-privacy@ID-60973.news.uni-berlin.de...

in

particolare,

della

Ho tre sorgenti di tensione riferite. Una +Vd applicata alla resistenza del polo positivo dell'operazionale. Una -Vd applicata alla resistenza del polo negativo. Questi due generatori sono riferiti ad una tensione Vc riferita a massa. per il principio di sovrapposizione considero le due situazioni:

  1. Vc=0 Nel ramo del terminale positivo dell'operazionale ho una corrente pari (corrente uscente dal generatore) a: I+ = Vd/2R Nel ramo negativo, invece (considero la corrente sempre uscente dal generatore): I- = (-Vd-Vd/2)/R = -(3/2)*(Vd/R)
  2. Vd=0 I+ = Vc/2R I- = (Vc-Vc/2)/R = (1/2)*(Vc/R)

Sommando: I+ = (Vd+Vc)/2R I- = (Vc-3Vd)/2R

Ora, affinché le due correnti siano uguali ma di segno opposto (affinché la corrente di modo comune sia nulla): I+ = -(I-) -> Vc=Vd

In questo caso la corrente sarebbe pari a Vd/R e la resistenza d'ingresso sarebbe: Ri = Vd/I+ = Vd/I- = R

Due domande: perché dici che la Vc necessaria per far scomparire la corrente di modo comune è pari alla metà di Vd?? Per me è uguale alla Vd. Ammettendo di metterci d'accordo sui calcoli, questa situazione teorica in cui la corrente di modo comune scompare, a quale situazione reale coincide?

???!?!?!?!?!?!

un

E' vero, in questo caso ottengo che la corrente è pari a Vd/2R, quindi la resistenza d'ingresso è pari a 2R. Ma la cosa strana è che nel calcolo ottengo che la tensione riferita a massa del terminale negativo del generatore di tensione "flottante" è pari a 0V. Che vuol dire?

Ok. Ora veniamo al mio caso che non è proprio uguale al sensore flottante esterno al circuito. In pratica è un circuito audio in cui l'ingresso è bilanciato, cioé ho tre conduttori: una massa, un terminale positivo ed un terminale negativo. La tensione V- riferita a massa sul terminale negativo è -V+, dove V+ è la tensione riferita a massa sul terminale positivo. Voglio sbilanciare il segnale amplificandolo con il circuito di cui stiamo parlando. Qual è la resistenza d'ingresso che vede la sorgente audio? L'ingresso si chiama bilanciato ma mi sembra che le correnti sui due terminali non siano uguali, cioé c'è un modo comune non nullo. E in questo caso come si calcola la resistenza d'ingresso?

In questo modo stai applicando una tensione differenziale pari a 2Vd. Di solito si usa +Vd/2 e -Vd/2

Bene! Di solito il contributo di corrente sul lato meno dovuto al generatore sul lato piu` passa nel dimenticatoio.

Si`

No

Perche' hai applicato una tensione di modo differenziale pari a 2*Vd. Con la tua definizione va bene, ma con Vd di solito si indica tutta la tensione differenziale. Invece la resistenza non va bene perche' devi fare tensione applicata diviso corrente che scorre, e la tensione applicata e` pari a 2Vd, quindi la resistenza viene 2R.

Al caso di sorgente flottante, in cui la tensione di modo comune e` imposta dall'amplificatore.

Casini vari! Meglio lasciare perdere.

Che, mettendo a posto i conti di prima, coincide con quanto hai trovato.

non mi vengono in mente particolari significati di questo fatto. Forse si potrebbe usare in qualche caso, ma non mi viene in mente nulla.

La ragione e` che l'amplificatore controlla la tensione di modo comune.

Non si puo` definire una impedenza di ingresso con un solo numero. Il sistema e` a tre fili e lo si descrive con una matrice di impedenze. Oppure puoi dare le impedenze a triangolo o a stella. Le correnti che circolano (che sono poi quelle che ti interessano) dipendono sia dal modo differenziale (segnale utile) sia dal modo comune (di solito un disturbo). Bisognerebbe anche sapere se la sorgente ha una impedenza di modo comune bassa o elevata rispetto alle altre impedenze.

Come detto prima non si puo` calcolare LA resistenza di ingresso. E hai anche ragione ad essere perplesso perche' il carico non e` bilanciato.

Se ben ricordo c'erano degli integrati della analog devices che facevano l'operazione di sbilanciamento. Oppure potresti usare un trasformatore di segnale (se la banda te lo consente) oppure ancora usare un amplificatore differenziale con ingressi ad alta impedenza cosi` puoi avere la impedenza di modo differenziale che vuoi e quella di modo comune elevatissima e non da` piu` problemi

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

Di

Hai ragione, ho sbagliato io.

facevano

Puoi chiarire meglio questo concetto, please? Se ho un amplificatore differenziale ad alta impedenza (nel mio circuito, immagino una R molto grande) che vuol dire che posso avere una impedenza differenziale "che vuoi"?

Stavo pensando a un amplificatore fatto con almeno due operazionali. Se entri su due morsetti positivi, l'impedenza e` molto alta. A questo punto puoi mettere fra i due morsetti una resistenza che determina l'impedenza differenziale di ingresso e nello stesso tempo mantieni l'impedenza di ingresso di modo comune molto elevata.

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

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