Capitolul 2 Aplicatii ale amplificatoarelor operationale · 2.2. Aplicatii ale amplificatoarelor...
Transcript of Capitolul 2 Aplicatii ale amplificatoarelor operationale · 2.2. Aplicatii ale amplificatoarelor...
Capitolul 2
Aplicatii ale amplificatoarelor operationale
2.1. Amplificatoare de semnal
A Xo(t) Xi(t)
( ) ( )τ−= tAXtX io io PP >
Amplificatoare liniare
2.1.1. Parametri
I
Ii ivZ =
O
Oo i
vZ =
I
Ov v
vA =
I
Oi iiA =
I
Oz ivA =
I
OY v
iA =
I
Op P
PA =
2.1.2. Amplificatoare ideale Amplificatorul de tensiune
Amplificatorul trans-impedanta
0RR0P0ivav
oi
iIIvO=∞→
===
;;
0R0R0P0viav
oi
iIIzO==
===
;;
RL avvi vi
RL az ii
ii
vo
vo
Amplificatorul de curent Amplificatorul trans-admitanta
∞→=
===
oi
iIIiOR0R
0P0viai;
;
∞→∞→
===
oi
iIIyO
RR
0P0ivai
;
;
RL ayvi vi
io
RL ai ii
io ii
V4 V3 V2 V1 AV3 AV2 AV1
3V2V1V1
4V AAA
VVA ==
( ) ( ) ( ) ( )dBAdBAdBAdBA 3V2V1VV ++=
2.1.3. Cuplarea amplificatoarelor
2.2. Aplicatii ale amplificatoarelor operationale
2.2. Aplicatii ale amplificatoarelor operationale
- +
a vo vi
a → ∞
vi → 0
AO ideal
• impedanta de intrare infinita • impedanta de iesire nula • amplificare in tensiune infinita • banda de frecventa infinita (raspuns instantaneu) • tensiune de iesire nula pentru tensiune de intrare nula • diferenta de potential nula intre cele doua intrari • curenti nuli de intrare
AO real: • impedanta de intrare foarte mare • impedanta de iesire mica • amplificare in tensiune foarte mare
2.2.1. Amplificatorul inversor
2
o
1
s
21
Rv
Rv
ii
−=
−=
1
2
s
oRR
vvA −==⇒
- + vs
vo i1
i2 R2
R1
2.2. Aplicatii ale amplificatoarelor operationale
SIMULARI pentru amplificatorul inversor
SIMULARI pentru amplificatorul inversor
SIM 2.1: v3 (t), vO (t)
SIMULARI pentru amplificatorul inversor
SIM 2.2: vO (v3)
2.2.2. Amplificatorul neinversor
⇒+
=21
1os RR
Rvv
1
2
s
oRR1
vvA +==
- +
a
vs
vo
R2
R1
sO vv =
- +
vs
vo
2.2.3. Circuitul repetor
2.2.4. Circuitul de derivare
dtdvRCRiv s
1o −=−=
dtdvCi s
1 =
- + vs
vo i1
i1 R
C
2.2.4. Circuitul de derivare
2.2.4. Circuitul de derivare Introducerea R’ – pentru cresterea stabilitatii
- + vs
vo
R
C R’
( )C'Rj1C'Rj
'RR
Cj1'R
RjAω
ω
ω
ω+
−=+
−=
/A/ (dB)
20dB/decada
ω
2.2.5. Circuitul de integrare
∫ +−= )()( 0vdttvRC1v oso
∫ +−= )()( 0vdttiC1v o1o
Rtvi s
1)(
=
- + vs
vo i1
i1 C
R
2.2.5. Circuitul de integrare
2.2.5. Circuitul de integrare Introducerea R’ – pentru evitarea saturarii in curent continuu a AO Amplificarea in curent continuu finita, Acc = - R’/R
- + vs
vo
i1 C
R
R’
( )( )C'Rj1R
'RRCj1//'R
jAω
ωω
+−=
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛
−=
/A/ (dB)
-20dB/decada
ω
+ -
vo
R4
R3 R2 i2 i2 i3
vs
R1
s
2
2
3
3
o
s
ovi
ii
iv
vvA ==
41
434232RR
RRRRRRA
++−=
2.2.6. Circuit cu amplificare marita
SIMULARI pentru circuitul cu amplificare marita
SIMULARI pentru circuitul cu amplificare marita
SIM 2.3: v3 (t), vO (t)
SIMULARI pentru circuitul cu amplificare marita
SIM 2.4: vO (v3)
∑∑==
==n
1i i
sin
1ii R
vii
2.2.7. Sumatorul inversor
∑=
−=−=n
1i i
sio R
vRRiv
- + vsn
vo in
i R
Rn
vs2 R2
vs1 R1
i2
i1
Circuit liniar Vo
Vn
V2
V1
0VVV0Vo
0VVV0Vo
0VVV0Voo
1n21n
n312
n321 VVVV
===≠
===≠
===≠
−+++=
............
Teorema superpozitiei
SIMULARI pentru sumatorul inversor
SIMULARI pentru sumatorul inversor
SIM 2.5: v3 (t), v4 (t), vO (t)
SIMULARI pentru sumatorul inversor
SIM 2.6: vO (t), v4 - parametru
+
- vo
R
is
2.2.8. Convertorul curent-tensiune
sO Riv −=
+
- vs iO
R
RL iO R/vi sO =
2.2.9. Convertorul tensiune-curent
2.2.10. Circuitul de diferenta (1)
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
++⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=
1
2
43
42s
1
21so R
R1RR
RvRRvv
Pentru obtinerea: este necesara conditia: echivalenta cu: rezultand:
( )1s2so vvAv −=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
+=
1
2
43
4
1
2RR1
RRR
RR
3241 RRRR =
( )1s2s1
2o vv
RRv −=
- +
vo
R4 R3
vs2
R2
vs1 R1
+ -
+ -
+ - vo2
vo1
vo
vs2
vs1
R1
R1
AO3
R4
R4
R3
R3
R2
AO2
AO1
2.2.11. Circuitul de diferenta (2)
2
12s
2
11s1o R
RvRR1vv −⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+=
2
11s
2
12s2o R
RvRR1vv −⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+=
( )1o2o3
4o vv
RRv −=
3
4
2
1
1s2s
oRR
RR21
vvvA ⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+=
−=⇒
SIMULARI pentru circuitul de diferenta (2)
SIMULARI pentru circuitul de diferenta (2)
SIM 2.7: vO (t)
SIMULARI pentru circuitul de diferenta (2)
SIM 2.8: vO (v3)
2.2.12. Circuitul de diferenta (3)
+ -
+ - A
vs2
vs1
R2
R3
R1
R6
R5
R4
AO1 vo
AO2
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+
++
+⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=
1
2
43
3o42s
1
21sA R
R1RRRvRv
RRvv
65
6Ao RR
Rvv+
=1
21s
4
31
2
2s
3
41
2
6
5o R
Rv
RR1
RR1
v
RR1
RR1
RR1v −
+
+=
⎥⎥⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢⎢⎢
⎣
⎡
+
+−⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+⇒
3241 RRRR =⇒
( )1s2so vvAv −=
⇒
15
26
1s2s
oRRRR
vvvA =−
=⇒
2.2.13. Convertoarele logaritmic si anti-logaritmic
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=
S
stho RI
vVv ln
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=−=
SthBEo I
iVvv ln
Convertorul logaritmic Convertorul anti-logaritmic
iRvo −=
thVsv
SthVEBv
S eIeIi ==
- + vs
vo i
i
R - + vs
vo i
i R
Q
Q
2.2.14. Circuit pentru calculul functiei Y = Xn xnn eX ln=
Circuit
logaritmic
vI Circuit anti-logaritmic Amplificator
vIn ln vI n ln vI
2.2.15. Circuit de multiplicare
S
1sth1o RI
vVv ln−=S
2sth2o RI
vVv ln−=
( ) 2S
22s1s
th2o1o2o1o3oIRvvVvvv
RRv
RRv ln=+−=⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛−+⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛−=
S
2s1sVv
So RIvveRIv th
3o
−=−=
- +
- +
- +
- +
vs2
vs1
vo v03
vo2
vo1
R
R
R
R
R
R
2.2.16. Circuit de impartire
S
1sth1o RI
vVv ln−=S
2sth2o RI
vVv ln−=
2s
1sth1o2o3o v
vlnVvvv =−=
2s
1sS
thV3ov
So vvRIeRIv −=−=
- +
- +
- +
vs2
vs1
vo v03
vo2
vo1
R
R
R
R
R
R
- +
R
- +
- + vO vI
Q2
Q1 R3
R2 R1
IO
⇒⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=−=
+ O
3Oth
2C
1Cth2BE1BE
21
2I v
RIVIIVvv
RRRv lnln
21
2
th
IRR
RVv
3OO eRIv +−
=⇒
2.2.17. Circuit de exponentiere (1)
- + -
+ vO
Q2
IO
Q1 R4
VCC
vI
R3
R2
R1
⇒⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=−=
+ O
4Oth
2C
1Cth2BE1BE
21
2I v
RIVIIVvv
RRRv lnln
21
2
th
IRR
RVv
4OO eRIv +−
=⇒
2.2.18. Circuit de exponentiere (2)
- + -
+ (vO2) (vO1)
Zech
iI vI
R3
Z = 1/jωC
R2
R1 R1
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+=
21O
2I2O R
ZvRZ1vv
I1O v2v =
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=⇒
2I2O R
Z1vv
3
2OII R
vvi −=
⇒=⇒32
II RRZvi
( ) ech3232
I
Iech LjCRRj
ZRR
ivZ ωω ====⇒ CRRL 32ech =
2.2.19. Simulator de impedanta
nlnRV
II
IIln
RV
RVV)T(I th
4S
3S
3C
4Cth3BE4BE =⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
−=
2.2.20. Senzori de temperatura (1)
R
VCC
I(T)
Q1(A)
Q4(A) Q3(nA)
Q2(A)
- +
+ -
- +
vO vO2
R3 vO1
Q5
VCC
Q4 R1 Q3 R2
Q2 R2 Q1
R1
( ) ( ) ⇒⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=−=−=
2S
1S
1C
2Cth
1
21BE2BE
1
21O2O
1
2O I
IIIV
RRvv
RRvv
RRv ln
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=
=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛=⇒
2
1
3
4
1
2
2
1
3
4th
1
2
2S
1S
3S
4Sth
1
2
2S
1S
3C
4Cth
1
2O
AA
AA
qk
RRM
MTAA
AAV
RR
II
IIV
RR
II
IIV
RRv
ln
lnlnln
2.2.21. Senzori de temperatura (2)
2.2.22. Redresor mono-alternanta
- +
D2
D1
R
R vO
vI
vO1
blocataD,deschisaD0v0v 211OI ⇒<⇒>
blocataD,deschisaD0v0v 121OI ⇒>⇒<
0vO = IIO vvRRv −=−=
0vI > 0vI <
2.2.22. Redresor mono-alternanta
- +
D1
R
R vO
vI
vO1
- +
D2
R
R vO
vI
vO1
2.2.22. Redresor mono-alternanta
t
VD
vo1
vo
-VI
VI
vI
t
t
VI
-VD
VI
2.2.22. Redresor mono-alternanta Fara D1
t
VD
vo1
vo
-VI
VI
vI
t
t
VI +VD
VI
-VCC
Ideal (SR=infinit)
panta SR
25µs
15,6µs
vD
Real
Exemplu
f=10kHz T=1/f=100 µs T/2=50 µs SR= 1V/µs Δvo1=(VCC + VD)=15+0,6=15,6V Δt = Δvo1/SR=15,6 µs
2.2.23. Redresor bi-alternanta (1)
+ -
+ - AO2
AO1
R5 = R R4 = R/2
R3 = R R2 = R
R1 = R
D2
D1
Vo vI
A
B
vO1
blocataD,deschisaD0v0v 211OI ⇒<⇒>
blocataD,deschisaD0v0v 121OI ⇒>⇒<
+ -
+ - AO2
AO1
R5 = R R4 = R/2
R3 = R R2 = R
R1 = R
Vo vI
B
0VB = II3
5O vv
RRv −=−=0vI >
2.2.23. Redresor bi-alternanta (1)
2.2.23. Redresor bi-alternanta (1)
+ -
+ - AO2
AO1
R5 = R R4 = R/2
R3 = R R2 = R
R1 = R
Vo vI
A
vO1
I2
1A v
RRV −= II
3
5A
4
5O vv
RRV
RRv =−−=
IO vv −=
0vI <
Concluzie:
2.2.24. Redresor bi-alternanta (2)
+ -
+ -
Vo
AO2 AO1
R3 = R A
D2 D1
vI
R4 = 2R R1 = R R2 = R B
vO1
blocataD,deschisaD0v0v 121OI ⇒>⇒>
blocataD,deschisaD0v0v 211OI ⇒<⇒<
2.2.24. Redresor bi-alternanta (2)
+ -
+ -
Vo
AO2 AO1
R3 = R A
vI
R4 = 2R R1 = R R2 = R B
0vI > IB vV = IB31
4I
31
4O vV
RRRv
RRR1v =
+−⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
++=
2.2.24. Redresor bi-alternanta (2)
0vI <
+ -
+ -
Vo
AO2 AO1
R3 = R A
vI
R4 = 2R R1 = R R2 = R B
vO1
II2
1A v2v
RR1V =⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+= IA
3
4I
3
4O vV
RRv
RR1v −=−⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+=
IO vv =Concluzie:
SIMULARI pentru redresorul bialternanta (2)
SIMULARI pentru redresorul bialternanta (2)
SIM 2.9: vO (t)
SIMULARI pentru redresorul bialternanta (2)
SIM 2.10: vO (v5)
i4
Q4
Q3 Q2
Q1
i3
i2
i1
+
-
+
-
+
-
2.2.25. Circuit multifunctional RC 4200
4321S
4th
S
3th
S
2th
S
1th iiii
IilnV
IilnV
IilnV
IilnV =⇒+=+
4BE3BE2BE1BE VVVV +=+
2.2.25. Circuit multifunctional RC 4200 - aplicatie
21R
YX2
1
Y
1
X
2
R
1
Y
2
R
1
X
2
R
R
2
4
213
RVVVR
RV
RV
RV
RV
RV
RV
RV
VR
iiii +++=⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+==
21R
YX221R
YX2
1
Y
1
X
2
R
1
Y
1
X
2
RO
RVVVR
RVVVR
RV
RV
RV
RV
RV
RVi −=⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+++−++=
YX21R
O2OOO VV
RVRRRiv =−=
2.2.26. Stabilizator de tensiune (1)
VZ VO
IO
VCC
VCC
ZO VV =
2.2.27. Stabilizator de tensiune (2)
Referinţă de tensiune Amplificator
de eroare Tranzistoare serie
T1
T2
R1
VREF IO
VO
VCC
R2
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+=⇒=
+ 2
1REFOREF
21
2O R
R1VVVRR
RV
2.2.28. Stabilizator de tensiune (3)
Amplificator de eroare A1
Amplificator de eroare A2
Tranzistoare serie
Referinta de tensiune
R1
R2
VREF
VCC
VO
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+=⇒=
+ 2
1REFOREF
21
2O R
R1VVVRR
RV
2.2.29. Circuit de protectie la supracurent
Circuit limitare curent
T2
T3
IO RCL
VO
Iampl.
VCC
T1
CLCL
BEO R
V65,0RVI ==
2.3. Comparatoare
vI = v2 – v1
vO
VOL
panta a
VOH
- v2
+ vO v1 OLO21
OHO21VvvvVvvv
=⇒<
=⇒>
2.3.1. Comparator simplu
2.3.2. Comparator cu histerezis
+ -
VO V4
V3
R2 R1
V3 – sursa de tensiune constanta V4 – sursa de tensiune variabila
V4
VO
VOL = -VOM
VOH = VOM
VP VPH VPL
21
1OH
21
23PL RR
RV
RRR
VV+
−+
=21
1OH
21
23PH RR
RV
RRR
VV+
++
=
21
1OHPLPHP RR
RV2VVV
+=−=Δ
21
23
PHPLP RR
RV
2VV
V+
=+
=
SIMULARI pentru comparatorul cu histerezis
SIMULARI pentru comparatorul cu histerezis SIM 2.11: v4 (t), vO (t)
4
3V
V2V =
- semnal dreptunghiular
V5,8VOM ≅
0RR
RV2V21
1OMP ≅
+=Δ
Latimea ferestrei de histerezis:
SIMULARI pentru comparatorul cu histerezis SIM 2.12: v4 (t), vO (t)
4
3V
V2V =
- semnal dreptunghiular
mV650RR
RV2V21
1OMP ≅
+=Δ
V5,8VOM ≅
Latimea ferestrei de histerezis:
SIMULARI pentru comparatorul cu histerezis SIM 2.13: v4 (t), vO (t)
4
3V
V2V =
- zgomot de amplitudine maxima 400mV, suprapus peste un semnal dreptunghiular
0RR
RV2V21
1OMP ≅
+=Δ
V5,8VOM ≅
Latimea ferestrei de histerezis (mai mica decat amplitudinea maxima a zgomotului):
SIMULARI pentru comparatorul cu histerezis SIM 2.14: v4 (t), vO (t)
4
3V
V2V =
- zgomot de amplitudine maxima 400mV, suprapus peste un semnal dreptunghiular
mV650RR
RV2V21
1OMP ≅
+=Δ
V5,8VOM ≅
Latimea ferestrei de histerezis (mai mare decat amplitudinea maxima a zgomotului):
2.4. Deviatii de la idealitate si limitari ale AO real
Parametri (AO bipolar) Ordin de marime • amplificare in tensiune a > 105
• tensiune de intrare de offset vIO = 2mV
• curenti de polarizare a intrarilor IB = 80 nA
• curent de intrare de offset IIO = 5nA
• impedanta de intrare Ri = 2MΩ
• domeniul tensiunii de intrare de mod comun [vICmin, vICmax ]
• excursia maxima a tensiunii de iesire [vOmin, vOmax ]
• curentul maxim de iesire IOmax (zeci mA)
• factor de rejectie a tensiunii de mod comun CMRR = 80dB
• factor de rejectie a tensiunii de alimentare PSRR = 80-120dB
• impedanta de iesire RO = 75Ω
• frecventa de amplificare unitara fU = 1MHz
• slew-rate SR = (0,2-1)V/µs
2.4. Deviatii de la idealitate si limitari ale AO real 2.4.1. Valoarea finita a amplificarii in bucla deschisa (a)
Exemplu 1: Utilizarea unui AO real pentru realizarea unui comparator de tensiune
panta a
1V
1V
-VCC
VCC
vI+- vI
-
vO
saturatie negativa regiunea liniara saturatia pozitiva
-10µV
10µV
In regiunea liniara: In saturatia negativa: In saturatia pozitiva:
( )−+ −= IIO vvav
( )V1Vv CCO −−≅
V1Vv CCO −≅
- +
a
vo
vi+
vi-
2.4. Deviatii de la idealitate si limitari ale AO real 2.4.1. Valoarea finita a amplificarii in bucla deschisa (a) Exemplu 2: Amplificatorul inversor
- +
a vO/a v1
vO i1
i2 R2
R1
⇒=+
++
0Ravv
Ravv
2
OO
1
O1
1
2ideal
a
1
211
2
1
Oreal R
RA
RRR
a11
1RR
vvA −=→
++
−==⇒∞→
SIMULARI pentru evaluarea erorilor introduse de valoarea redusa a amplificarii in bucla deschisa (a)
SIMULARI pentru evaluarea erorilor introduse de valoarea redusa a amplificarii in bucla deschisa (a)
SIM 2.15: v1 (t), vO (t)
( ) ( )tf2sinVtv AMPL1 π=3
AMPL
10a
kHz1fmV1,0V
=
=
=
SIMULARI pentru evaluarea erorilor introduse de valoarea redusa a amplificarii in bucla deschisa (a)
SIM 2.15: v1 (t), vO (t) (continuare)
( )
2A
210A
1011011
110A
RR1
a11
1RRA
ideal3
real
33
3real
1
21
2real
=−=
++−=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛++
−=
2.4. Deviatii de la idealitate si limitari ale AO real 2.4.1. Valoarea finita a amplificarii in bucla deschisa (a) Exemplu 3: Amplificatorul neinversor
- +
a vO/a
v1
vO
i1
i2 R2
R1
2
O1O
1
O1
Ravvv
Ravv ⎟
⎠⎞
⎜⎝⎛ −−
=−
1
2a
1
211
21
1
ORR1
aRRR1
1RRR
vvA +→
++
+==
∞→
2.4. Deviatii de la idealitate si limitari ale AO real 2.4.2. Curentul de polarizare a intrarilor (IB) Reprezinta media aritmetica a curentilor de intrare in AO. Valori tipice: • 10-100 nA – pentru etaje de intrare realizate in tehnologia bipolara
• < 0,001pA – pentru etaje de intrare realizate in tehnologia MOS
2III 2B1B
B+
=
2.4. Deviatii de la idealitate si limitari ale AO real 2.4.2. Curentul de polarizare a intrarilor (IB) Metoda de compensare a erorilor introduse de curentul IB
21B1
232BO RI
RR1RIV +⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+−=
Daca: si se obtine:
21
212132B1B RR
RRR//RRII+
===
0VO =
- +
R3
R1
R2
VO
IB2
IB1
SIMULARI pentru evaluarea erorilor introduse de valoarea nenula a curentului de polarizare a intrarilor (IB)
SIMULARI pentru evaluarea erorilor introduse de valoarea nenula a curentului de polarizare a intrarilor (IB)
SIM 2.16: v3 (t), vO (t) ( fara compensare cu R3 )
( ) ( )tf2sinVtv AMPL3 π=
nA80IkHz1fmV5V
B
AMPL
=
=
=
21B1
232BO RI
RR1RIV +⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+−=Δ
mV800VM10nA80V
RIV0R
O
O
21BO3
=
×=
=⇒=
Δ
ΩΔ
Δ
SIMULARI pentru evaluarea erorilor introduse de valoarea nenula a curentului de polarizare a intrarilor (IB)
SIM 2.17: v3 (t), vO (t) ( cu compensare folosind R3 )
( ) ( )tf2sinVtv AMPL3 π=
nA80IkHz1fmV5V
B
AMPL
=
=
=
21B1
232BO RI
RR1RIV +⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+−=Δ
0Vk910RM10//M1RR//RR
O
3
3
213
=⇒
≅
=
=
Δ
Ω
ΩΩ
2.4. Deviatii de la idealitate si limitari ale AO real 2.4.3. Curentul de offset (decalaj) de intrare (IIO)
IB2 IB1
IO
-VCC
VCC
R2 R1
Q2 Q1
IIO = IB1 - IB2
2.4. Deviatii de la idealitate si limitari ale AO real 2.4.4. Domeniul tensiunii de intrare de mod comun [vICmin vICmin] Domeniul tensiunii de intrare de mod comun este reprezentat de intervalul maxim de variatie al tensiunii de intrare de mod comun pentru care circuitul functioneaza corect.
SIMULARI pentru evaluarea limitarilor introduse de [vICmin vICmin]
2.4. Deviatii de la idealitate si limitari ale AO real 2.4.4. Domeniul tensiunii de intrare de mod comun [vICmin vICmin]
( ) ( )tf2sinVtv AMPL3 π= 0v;Hz100f;mV1V ICAMPL ===
SIMULARI pentru evaluarea limitarilor introduse de [vICmin vICmin] SIM 2.18: vO (t) – pentru vICmin < vIC < vICmax
1100vvA3
o ==
2.4. Deviatii de la idealitate si limitari ale AO real 2.4.4. Domeniul tensiunii de intrare de mod comun [vICmin vICmin]
( ) ( )tf2sinVtv AMPL3 π= V9v;Hz100f;mV1V ICAMPL ===
SIMULARI pentru evaluarea limitarilor introduse de [vICmin vICmin] SIM 2.19: vO (t) – pentru vIC > vICmax
1100vvA3
o ==
2.4. Deviatii de la idealitate si limitari ale AO real 2.4.4. Domeniul tensiunii de intrare de mod comun [vICmin vICmin]
( ) ( )tf2sinVtv AMPL3 π= V9v;Hz100f;mV1V ICAMPL −===
SIMULARI pentru evaluarea limitarilor introduse de [vICmin vICmin] SIM 2.20: vO (t) – pentru vIC < vICmin
1100vvA3
o ==
2.4. Deviatii de la idealitate si limitari ale AO real 2.4.5. Excursia maxima a tensiunii de iesire [vOmin, vOmax ] Reprezinta limitele (minima si maxima) intre care poate evolua tensiunea de iesire a AO. Este corelata cu tensiunile de alimentare ale AO, fiind influentata de configuratia etajului de iesire al acestuia.
SIMULARI pentru evaluarea excursiei maxime a tensiunii de iesire [vOmin, vOmax ]
SIMULARI pentru evaluarea excursiei maxime a tensiunii de iesire [vOmin, vOmax ]
SIM 2.21: v3 (t), vO (t)
( ) ( )tf2sinVtv AMPL3 π=
V9V;V9VkHz1f
mV200V
21
AMPL
−==
=
=
( ) ( ) ( )
( ) ( )tf2sinV20tv
tv100tvRRtv
O
331
2O
π−=
−=−=
2.4. Deviatii de la idealitate si limitari ale AO real 2.4.6. Curentul maxim de iesire al AO ( IOmax ) Reprezinta valoarea maxima a curentului furnizat de iesirea AO.
SIMULARI pentru evaluarea curentului maxim de iesire ( IOmax )
2.4. Deviatii de la idealitate si limitari ale AO real 2.4.6. Curentul maxim de iesire al AO ( IOmax ) SIMULARI pentru evaluarea curentului maxim de iesire ( IOmax )
SIM 2.22: v3 (t), vO (t)
( ) ( )tf2sinVtv AMPL3 π=
( ) ( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )tf2sinmA100tiRtvti
tf2sinV1tv
tv10tvRRtv
mV100V
O
3
OO
O
331
2O
AMPL
π
π
−=
=
−=
−=−=
=
2.4. Deviatii de la idealitate si limitari ale AO real 2.4.7. Factorul de rejectie a tensiunii de mod comun (CMRR) Caracterizeaza capacitatea amplificatorului operational de a amplifica semnalele de mod diferential si de a rejecta semnalele de mod comun. 2.4.8. Factorul de rejectie a tensiunii de alimentare (PSRR)
Caracterizeaza capacitatea amplificatorului operational de a rejecta variatiile tensiunii de alimentare.
2.4. Deviatii de la idealitate si limitari ale AO real 2.4.9. Frecventa de amplificare unitara ( fU ) Reprezinta frecventa pentru care amplificarea in bucla deschisa a AO devine unitara.
fU f 10 Hz 1MHz
100 dB
a
-20 dB/dec
fU – in domeniul 1MHz – 100MHz
2.4. Deviatii de la idealitate si limitari ale AO real 2.4.10. Slew-rate-ul (SR) Reprezinta panta maxima a raspunsului tranzitoriu pentru un semnal de intrare de tip treapta.
Semnal de intrare treapta
Semnal de iesire SR = dVO/dt
t t
SIMULARI pentru evaluarea erorilor introduse de valoarea finita a slew-rate-ului (SR) unui AO
SIMULARI pentru evaluarea erorilor introduse de valoarea finita a slew-rate-ului (SR) unui AO
SIM 2.23: v3 (t), vO (t)
s/V5,0s20V10
dtdVSR
v
O
3
µµ
===
- semnal dreptunghiular
SIMULARI pentru evaluarea erorilor introduse de valoarea finita a slew-rate-ului (SR) unui AO
SIM 2.24: v3 (t), vO (t)
( ) ( )tf2sinVtv AMPL3 π=
( )
( ) ( )tf2cosRRVf2
dttdv
tf2sinVRRv
kHz100fV1V
1
2AMPL
O
AMPL1
2O
AMPL
ππ
π
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=
−=
=
=
( )
( ) s/V5,0SRs/V28,6dttdv
RRVf2
dttdv
max
O
1
2AMPL
max
O
µµ
π
≅>=
=