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

≅>=

=