Delucidazioni amplificatori operazionali retroazionati

[kiopo]

Buonasera, sto facendo un corso di elettronica previsto nel percorso di laurea in ingegneria informatica, non essendo molto ferrato su questi argomenti mi piacerebbe avere delucidazioni per quanto riguarda amplificatori operazionali ideali controreazionati:

Nel caso in cui operi nella sua zona lineare, sul morsetto 3 noi misuriamo la tensione rispetto a massa, ma dall'immagine io vedo che tale morsetto è collegato alla massa (passando prima per il generatore controllato dell'operazionale, che non sarà operativo in quanto la differenza di tensioni ai morsetti 1 e 2 è nulla), quindi non sto misurando la differenza di potenziale tra il morsetto 3 collegato a massa, e la stessa massa?

Scusate se è una domanda ingenua, ho parecchio da recuperare al momento

[MarcoD]

La tua è una bella domanda logica.
La mia risposta alla buona è che prendi troppo alla lettera l'espressione "massa virtuale" .
Il guadagno dell'amplificatore è grande ma non infinito .
La tensione all'ingresso è piccola, quasi zero, ma non zero

[DarwinNE]

Nel caso in cui operi nella sua zona lineare, sul morsetto 3 noi misuriamo la tensione rispetto a massa, ma dall'immagine io vedo che tale morsetto è collegato alla massa (passando prima per il generatore controllato dell'operazionale, che non sarà operativo in quanto la differenza di tensioni ai morsetti 1 e 2 è nulla), quindi non sto misurando la differenza di potenziale tra il morsetto 3 collegato a massa, e la stessa massa?

Non fare confusione tra un amplificatore operazionale ideale ed il modello che mostri tu, che è quello un po' più realistico, di amplificatore differenziale con guadagno A.

Se usi il modello ideale, bisogna ricordarsi due regolette:
- non entra corrente negli ingressi
- l'uscita (morsetto 3 nel tuo esempio) farà tutto quello che potrà per mantenere i due ingressi alla stessa tensione.

A me piace dare le regolette così, perché così si capisce che c'è bisogno di una controreazione, ovvero un percorso che dall'uscita vada verso i famosi ingressi.

Ora, se vuoi invece considerare l'operazionale come amplificatore differenziale, la tensione tra i due ingressi non è nulla, ma è comunque piccola. Per esempio se A=10^5 (non inusuale a bassissima frequenza), con una tensione di uscita di 1V, ti ritrovi 10µV fra gli ingressi, che è una tensione proprio piccolina. Questo ovviamente se non si scambia l'ingresso + con l'ingresso - dell'operazionale, nel qual caso non potrà funzionare (non si vede il perché con il modello ideale).

Quindi la tua "massa virtuale" non è proprio a 0V e del resto non è una massa vera. E' l'operazionale che, tramite la controreazione, fa in modo che la tensione in quel nodo sia piccolissima. Qui un bel post di IsidoroKZ a riguardo dell'espressione:

viewtopic.php?f=1&t=16478&p=112710#p112710

La perplessità tua viene dal mescolare i due modelli. Meglio farsi dapprima un'idea supponendo che l'amplificatore sia ideale, poi "scendere" piano piano verso il mondo reale introducendo un guadagno differenziale elevato (ma non infinito) ed altri difetti (offset, saturazioni, correnti di polarizzazione, tasso di reiezione di modo comune, etc. etc.)

[MarcoD]

La formula esatta del guadagno di uno stadio invertente dovrebbe essere:



l'ho appena calcolata, spero sia giusta .

Se l'amplificazione A dell'operazionale è maggiore di 10000 e R2 minore di 100 R1,
usando la la formula approssimata


si commette un errore inferiore all' 1 %.

[lelerelele]

credo possa servirti guardare uno schema reale di un op, (su un qualunque datasheets), vedrai che con segnale in ingresso =0 l'uscita assumerà un valore che può essere vicino a massa come vicino al +V di alimentazione.

saluti.

[kiopo]

Grazie!