Curs 8 AMPLIFICATOR DIFERENȚIAL ȘI AMPLIFICATOR ...bel.utcluj.ro/dce/didactic/de/DE_Curs8.pdfCurs...
16
Curs 8 AMPLIFICATOR DIFERENȚIAL ȘI AMPLIFICATOR SUMATOR CU AO
Transcript of Curs 8 AMPLIFICATOR DIFERENȚIAL ȘI AMPLIFICATOR ...bel.utcluj.ro/dce/didactic/de/DE_Curs8.pdfCurs...
Curs 8AMPLIFICATOR DIFERENȚIAL ȘIAMPLIFICATOR SUMATOR CU AO
DE C8
2
CUPRINS
Amplificator diferențial cu AO
Amplificarea
Rezistența de intrare
Amplificator de instrumentație
Amplificator sumator cu AO
Sumator inversor
Sumator neinversor
DE C8
3
Recapitulare – circuite cu AO
_vvvD
REACȚIE vI APLICAȚIA CE CALCULĂM vO
Fără reacție
IN Comparator simplu,
neinversorVP
vO ∈ VOL; VOH
II Comparator simplu,
inversor
Reacție pozitivă
(RP)
IN Comparator cu
histerezis, neinversor VPH, VPL vO ∈ VOL; VOH
II Comparator cu
histerezis, inversor
Reacție negativă
(RN)
IN Amplificator neinversorAV vO ∈ [VOL; VOH]
II Amplificator inversor
DE C8
4
Amplificator diferențial cu AO
Ce posibilități avem pentru conectarea intrărilor ?
DE C8
5
Amplificator diferențial cu AO
1
1
2
43
41 1 IO v
R
R
RR
Rv
2
1
22 IO v
R
Rv
2
1
21
1
2
43
421 1 IIOOO v
R
Rv
R
R
RR
Rvvv
Teorema suprapunerii efectelor
1Ov2Ov
Amplificarea
DE C8
6
Amplificator diferențial cu AO
1
2
1
2
43
4 1R
R
R
R
RR
R
4
3
2
1
R
R
R
R 21
1
2IIO vv
R
Rv
Pentru vI1=vI2 se obţine vO=0
Circuitul amplifică doar diferenţa tensiunilor şi rejectează semnalele de mod comun.
În cazurile practice se utilizează R1=R3 și R2=R4
2
1
21
1
2
43
4 1 IIO vR
Rv
R
R
RR
Rv
Cum amplificăm vI1-vI2 ?
zgI vvv 11 zgI vvv 22 )()( 2121 vvAvvvvAv vzgzgvO
Amplificarea
DE C8
7
Amplificator diferențial cu AO
431 RRRI
Rezistența de intrare
Teorema suprapunerii efectelor
Rezistența de intrare văzută de 1Iv Rezistența de intrare văzută de 2Iv
11 RRI
DE C8
8
Amplificator diferențial cu AO
De la un senzor se primeste un semnal variabil
vi cu componenta continua VI =5V. Dorim să
amplificăm doar partea variabilă a semnalului
(cea care conține informație), de 10 ori. Ce
soluție se poate utiliza ?
REFIO VR
Rtv
R
R
RR
Rtv
1
2
1
2
43
4 )(1)(
IiIO VR
RtvV
R
R
RR
Rtv
1
2
1
2
43
4 1)(
011
2
1
2
43
4
R
R
R
R
RR
R101
1
2
43
4
R
R
RR
R10
1
2 R
R
4
3
2
1
R
R
R
R
10
1
4
3
2
1 R
R
R
R kΩ5.231 RR
kΩ2542 RR)(10)( tvtv io
Problemă
Se alege
DE C8
9
Amplificator diferențial cu AO
rezistenţă mare de intrare
rejecţie cât mai bună a semnalului de mod comun AO1 şi AO2:
rezistenţa de intrare mare
asigură amplificarea
AO3:
amplificarea unitară
trecerea de la două tensiuni vO1 şi vO2
la o singură tensiune vO.
rejecţie suplimentară a tensiunii de
mod comun
21
1
221 IIO vv
R
Rv
Amplificator de instrumentație standard
DE C8
10
Amplificator diferențial cu AO
2
1
21
1
21 1 IIO v
R
Rv
R
Rv
1
1
22
1
22 1 IIO v
R
Rv
R
Rv
Metoda superpozitiei:
21 OOO vvR
Rv
21
1
221 IIO vv
R
Rv
Amplificator de instrumentație standard
DE C8
11
Amplificator diferențial cu AO
AD8221 Analog Devices
MAX4194, MAX4195, MAX4196, MAX4197
Micropower, Single-Supply, Rail-to-Rail, Precision Instrumentation Amplifiers
Maxim Integrated
LT1167 Linear Technology
Precision Instrumentation Amplifier
Av = 1 + (49.4 kΩ/RG)
Amplificatoare de instrumentație (diferențiale) de precizie, integrate
DE C8
12
Amplificator sumator cu AO
Sumator inversor
RRR 221
Ce relație trebuie să existe între rezistențe pentru a obține media aritmetică a tensiunilor de intrare ?
Expresia tensiunii de ieșire ?
2
2
1
1
IIO vR
Rv
R
Rv
• teorema lui Millman
DE C8
13
Amplificator sumator cu AO
2
21
11
21
2
3
41 IIO vRR
Rv
RR
R
R
Rv
21 IIO vvv
Relația între rezistoare pentru:
4321 RRRR
4321 RRsiRR
Uzual
Sumator neinversor
Expresia tensiunii de ieșire ?
DE C8
14
Amplificator sumator cu AO
Problemă
a) Expresia vO(vi1, vi2) considerând că AO lucrează în
regiunea liniară? Ce aplicație realizează circuitul?
b) Considerând vi1=2V, cum arată CSTV vO(vi2) a
circuitului pentru vi2[-5V; 5V]? În această situație, pentru
ce interval de valori a tensiunii vi2 circuitul funcționează în
regiunea activă?
c) Pentru valorile rezistențelor din figură, cum arată vO(t)
pentru tensiunile din figura alăturată?
d) Dimensionați R1, R2, R3, R4 a.î. circuitul să realizeze
funcția de sumator inversor vO= -(vi1+ vi2). Cum trebuie
modificat circuitul pentru a obține funcția de sumator
neinversor, vO= vi1+ vi2?
DE C8
15
Activitate curs - P7
a) Care este aplicatia circuitului?
b) Care este expresia vO(vI1, vI2)?
c) Care este rezistența de intrare vazută de vI1?
d) Redimensionați rezistențele astfel încât: vO =3(vI1 - vI2).
e) Pentru circuitul de la punctul d), desenați vI1(t), vI2(t) și vO(t) dacă
vI1(t)= 2.5sint [V] + vzg și vI2(t)= 0.5sint [V] + vzg .
DE C8
16
Ce am învățat azi despre amplifcatoare cu mai multe surse de semnal?
Amplificator diferențial cu AO
Amplificarea
Rezistența de intrare
Amplificator de instrumentație
Amplificator sumator cu AO
Sumator inversor
Sumator neinversor
