Esercizio: progettare amplificatore ad Op Amp

[Fedhman]

Pardon, ho confuso l'E12 con l'E24, oggi non è giornata.

[geppou]

io non utilizzerei gli inseguitori visto che tanto in entrata abbiamo un OP in configurazione non invertente pertanto la sua e' elevata,anche se limitata a (comunque elevata per l'applicazione), tantomeno in uscita visto che viene appositamente alzata a .
Per quanto riguarda i due schematici che avete scelto sono entrambe corrette: quella di Fedhman necessita come detto anche da lui di filtro passa alto e basso,basta aggiungere gli opportuni condensatori allo stadio di ingresso, quella di Tricka90 solo passa alto visto che taglia già le frequenze alte visto l'elevato guadagno del primo stadio..non saprei consigliarvi però quale sia più affidabile cioè se "taglia meglio" la rete resistore-condensatore o la larghezza di banda dell' op amp.
ciao

[Tricka90]

Vi ringrazio di cuore Fedhman e geppou mi avete chiarito davvero tante cose
Fedhman la tua soluzione è ottima, se non fosse che il mio professore è molto pignolo e vuole per forza che la frequenza di taglio degli OpAmp sia il più vicina possibile al limite richiesto, in questo caso 10kHz e purtroppo quella della tua soluzione è attorno ai 30kHz
Grazie mille comunque per l'aiuto, in particolare per la Rout e la Rin. Riguardo a quest'ultima ho un atroce dubbio. Pensate alla Rs del generatore...se questa fosse grande relativamente alla Rin da 300kohm, non avremmo un partitore che altererebbe la tensione in uscita e quindi il guadagno? Se la Rs fosse maggiore di qualche decina di kohm sarebbe un bel problema e purtroppo non è specificato...

Comunque a parte questo ci siamo!
Ora provo a dare il colpo di grazia aggiungendo il polo a 100Hz, mi dite se secondo voi va bene?

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Per quanto riguarda anche tensioni e correnti di offset dovrebbe essere tutto a posto, dico bene?

[Fedhman]

Riguardo alla : sì, se la resistenza di Thevenin del circuito d'ingresso fosse troppo alta una parte non trascurabile della tensione a vuoto andrebbe "persa". Inserendo un voltage follower il problema non si porrebbe o quasi, essendo la sua mostruosamente alta. Però avremmo un op amp in più e offset amplificati dagli stadi successivi.

Per quanto riguarda gli offset, andrei a modificare le in accordo alla formula che ho postato prima, sempre se si riesce a trovare qualche combinazione soddisfacente. Il tuo circuito mi piace, lo stadio di ingresso è limitato ad un minimo di 10.9 kHz all'estremo dell'incertezza del guadagno. Però la sua è forse troppo alta, per rendere il contributo della trascurabile rispetto al contributo della bisognerebbe lavorare con la seguente formula, già postata prima:





L' impiegata è "solo" poco meno della metà, vabbè, direi che va bene comunque, ma tanto per essere pignolo propongo una modifica: .



Con



La scelta è circa dieci volte minore, minimizzando il contributo della . Tutta questa tiritera più per scrupolo che per altro . Un discorso simile varrebbe anche per il secondo stadio.

[Tricka90]

Magnifico!
Ti ringrazio per l'ottima spiegazione riguardo la scelta della R2 per diminuire gli offset, mi sono segnato tutto e ho modificato il circuito coi nuovi valori di R1 ed R2!
Beh, direi che ci siamo, il circuito adesso dovrebbe essere perfetto!
Presto lo mostro al professore e ti faccio sapere se piace anche a lui, anche se ne sono certo!
Grazie ancora, mi hai davvero dato una grossa mano

Mi rimangono solo due piccoli dubbi.
Riguardo la perdita di tensione dovuta alla r da 300kohm tu hai detto che:

Inserendo un voltage follower il problema non si porrebbe o quasi, essendo la sua mostruosamente alta.

...e siamo d'accordo. La Rin, data da Rid*(1+AB), sarebbe molto maggiore utilizzando un voltage follower. Ma questo come può evitare la perdita di tensione? Se prima di arrivare alla Rin ho un partitore formato dalla Rs e dalla R da 300kohm, non ho già perso tensione?
Se ad esempio Rs fosse anch'essa da 300kohm (estremizziamo ) avrei già perso metà tensione e non credo che la Rin, grande o piccola che sia, possa rimediare a questa perdita. Non capisco dove sto sbagliando

Il secondo dubbio riguarda l'ultimo punto richiesto dall'esercizio e cioè:
- Trovare l'ampiezza massima di un segnale sinusoidale in ingresso che può essere elaborato correttamente quando il carico ha una impedenza equivalente di 500 ohm.
L'unico dato su cui potrei basarmi è: Vo(max) = +/- 12 V con Rl >= 2 kohm. Da qui devo forse ricavare la corrente massima di uscita e basarmi su questa per giungere alla conclusione? Se è così è tutto chiaro...ma mi sembra strano che la corrente massima di uscita sia soltanto di 6mA

[geppou]

E' vero che la di non e' molto alta, ma rispetto alla resistenza del generatore (che nel tuo caso è un microfono) andrebbe bene, anche se in realtà la non è specificata quindi potrebbe essere anche molto alta, ma cavolo ti hanno fatto limitare la a , tanto valeva allora che lasciassi la dello stadio non invertente, quindi secondo me va più che bene...Tricka90 tu dici che ci possono essere perdite del segnale per via del partitore, ma quelle ci sono sempre e dipendono appunto dal partitore: se fosse uguale a come avresti all'ingresso dell'ampli meta tensione di quella che eroga il segnale d'ingresso ma se mettiamo sia avresti in ingresso quindi una perdita minima...dopotutto ricordati che stai lavorando con l'elettronica analogica e li anche la minima variazione del valore di un componente ha la sua influenza...sempre!

Per quanto riguarda la corrente d'uscita, per amplificatori non di potenza come questi puo' essere benissimo di pochi mA quindi se la tua uscita dovesse andare a +15 o -15 per esempio(casi estremi) sulla del tuo ampli che vale scorrerebbero troppo per l'OP bisognerebbe porre un transistor all'uscita in grado di pilotare il carico ma adesso non so se sia concesso dimmi tu cosa ne pensi
ciao

[Fedhman]

Voltage follower: come stadio di ingresso, senza la , in modo da sfruttare la sua abnorme; altrimenti è esattamente come hai detto, la rogna comunque . Davo per scontato di inserire il follower al posto della , pardon .
Sarà solo un esercizio didattico, ma se lo dovessimo montare ed utilizzare l'idea potrebbe essere di risparmiarci un operazionale (e l'effetto dei suoi offset), inserendo una che sicuramente sarà molto maggiore della del microfono, avendo magari a disposizione il datasheet del microfono stesso.

Ampiezza massima di una sinusoide in entrata: qui entro nel campo "non vorrei scrivere boiate". Il 741 ha una dinamica massima d'uscita di ±12 V, però attenzione, abbiamo degli offset che vengono amplificati.



Con questa formula ragioniamo utilizzando i worst case: supponiamo di avere la massima ed i guadagni massimi date le incertezze delle resistenze. In tal modo otteniamo la minima tensione di picco in ingresso. Si spera che sia un più alta, questo è proprio il caso sfortunato.
I contributi di sono stati trascurati, avendo preso delle contromisure. Forse sarebbe più saggio porre come secondo stadio quello che gudagna di più, in modo da annullare il contributo della sua col barbatrucco della .

Corrente massima sul carico: dai 741 non si riescono a cavare più di 5 mA, forse qualcosina in più, ma siamo lì. Per cui potrebbe essere necessario ridurre ulteriormente la tensione in ingresso, attenuandola, per evitare di richiedere una corrente sul carico che il 741 non è in grado di fornire. In alternativa si potrebbe attenuare la tensione d'uscita.

[claudiocedrone]

Si scusa Tricka90 avevo scritto un post errato e lo ho poi cancellato per questo non lo vedi Buona Pasqua

[Tricka90]

Scusate il ritardo nella risposta ma tra vacanze e periodo d'esame non sono riuscito a scrivere.
Volevo ringraziarvi ancora per queste ultime preziosissime informazioni, e in generale per tutte quelle che mi avete dato in questo topic, grazie alle quali ho capito tantissimo e sono riuscito a trovare la soluzione di molti altri esercizi
Oh, e tanti auguri di buona pasqua! (in ritardo anche questi )