ElectroYou - la comunità dei professionisti del mondo elettrico

da **yassine** » 16 mag 2012, 18:59

perché la tensione di offset deve essere compensata per le applicazioni di precisione?

da **matteoDL** » 16 mag 2012, 19:20

Se non si compensa si ha che nel caso di pin V+ e V- cortocircuitati la tensione di uscita non sia nulla (a massa) ma assuma un valore o diverga a un estremo. Se usi per esempio l'operazionale in configurazione di amplificatore non invertente e ci butti in ingresso una sinusoide con una certa ampiezza A, in uscita non troverai la stessa la stessa sinusoide moltiplicata per il guadagno Av dell'amplificatore, ma noterai che la parte positiva avrà un'ampiezza leggermente minore dell'ampiezza della parte negativa. Se lavori con segnali abbastanza grandi o se per qualche motivo non ti interessa puoi tenertela così, se invece sei appunto in un'applicazione di precisione e questa differenza non è accettabile per i tuoi scopi allora bisogna compensare la tensione di offset e le ampiezze positive e negative tornano a essere uguali.

da **yassine** » 16 mag 2012, 19:24

grazie per l'intervento,

in definitiva si compensa per garantire stabilità all'operazionele,migliorando la dinamica in uscita??? correggimi se sbaglio

da **matteoDL** » 16 mag 2012, 20:09

Diciamo che se hai l'alimentazione duale la caratteristica di uscita in continua è praticamente simmetrica rispetto all'origine in un grafico con $V_{out}$ sulle ordinate e $V_{in} (V_+ - V_-)$ sulle ascisse. La dinamica di uscita, che io la intendo come la massima escursione del segnale $V_{out}$ , è sempre $\pm V_{sat}$ , e dipende dalle alimentazioni.
Riguardo alla stabilità aspettiamo l'intervento di qualcuno più esperto di me.

da **DirtyDeeds** » 16 mag 2012, 20:40

yassine ha scritto:in definitiva si compensa per garantire stabilità all'operazionele,migliorando la dinamica in uscita?

No.

In genere, nelle cosiddette applicazioni di precisione, l'opamp serve per amplificare o condizionare un segnale di misura, p.es. il segnale di uscita un trasduttore. Un eventuale offset, allora, costituisce un errore di misura.

Per esempio, immagina di voler amplificare il segnale di uscita di una termocoppia, un trasduttore di temperatura che genera una tensione di uscita proporzionale alla temperatura con una sensibilità che è in genere dalle parti dei 40 µV/°C. Se tu amplificassi questo segnale con un opamp con un offset di 1 mV, è come se alla risposta della termocoppia tu aggiungessi sempre 1 mV: con una sensibilità di 40 µV/°C avresti un errore di misura pari a 1 mV/(40 µV/°C), cioè 25 °C :!:

Quando la temperatura è 0 °C, il tuo termometro ne segnerebbe 25 °C :-P

Quindi, gli offset sono delle sorgenti di errori sistematici di misura che, se non trascurabili, vanno corretti.

La correzione può essere fatta:

1) Con tecniche circuitali, p.es. aggiungendo piccole tensioni all'ingresso o connettendo un opportuno trimmer resistivo ai terminali di compensazione dell'opamp, dove presenti. E' una tecnica economica, ma può peggiorare la stabilità a lungo termine, soprattutto per le instabilità dei trimmer resistivi (ma non solo).

2) Con una successiva elaborazione del segnale, p.es. misurando l'offset totale in assenza di segnale di ingresso e rimuovendolo dopo ogni misura. E' una tecnica che può essere implementata sia in modo analogico (è utilizzata nei cosiddetti autozero o zero-drift operational amplifiers e anche nei circuiti a doppio campionamento correlato, correlated double sampling) sia digitalmente, elaborando con un processore le misure. Questo tipo di elaborazione rappresenta un esempio di metodo differenziale di misura, in cui la differenza tra due misure ravvicinate viene utilizzata per cancellare degli errori sistematici.