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Tensione di saturazione opamp

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Tensione di saturazione opamp

Messaggioda Foto UtenteGiulioB » 1 mar 2014, 17:54

Salve a tutti, sto studiando diversi comparatori con isteresi, sia discreti che ad opamp.
Ho notato, nella mia ignoranza, che non riesco mai ad avere la massima tensione in uscita, quando saturo, mi si mangia sempre un 0.8-1 V in entrambe le direzioni: questo, ho pensato, dev'essere dovuto ad una sorta di Vce,sat degli stadi d'uscita, e dunque c'è poco da fare.

Come posso fare a cercare un opamp che minimizzi questa "perdita" dello swing di uscita? Ovvero, nei datasheet quale parametro devo cercare? Forse mi serve un opamp CMOS, ma non so' se esistano, ripeto sono scandalosamente ignorante in queste cose.

Grazie a tutti.
O_/

P.S. Un ulteriore "problema" è che le soglie che calcolo, ad esempio per un trigger di Schmitt, non corrispondono mai in simulazione, forse perché nei calcoli considero l'uscita prima a Vcc e poi a -Vcc, mentre invece dovrei aggiustare questa tensione con la vera tensione di saturazione? Ma come la calcolo la vera tensione di saturazione a priori?
Grazie
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[2] Re: Tensione di saturazione opamp

Messaggioda Foto Utentesimo85 » 1 mar 2014, 18:17

Devi fare attenzione al parametro di Output.

Vedi per esempio il datasheet dell' MCP602x pag. 3, dove è appunto riportato il drop out di 20 mV. In molti altri datasheet vengono anche elencate le varie condizioni di carico e relativa caduta di tensione.

Se cerchi un operazionale che si avvicini il più possibile alle tensioni di alimentazione devi cercare appunto un "rail-to-rail" come quello linkato.
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[3] Re: Tensione di saturazione opamp

Messaggioda Foto UtenteDirtyDeeds » 1 mar 2014, 18:18

First things first: se uno vuol fare un comparatore, è in genere meglio che usi un comparatore e non un op amp, per vari motivi.

GiulioB ha scritto:Come posso fare a cercare un opamp che minimizzi questa "perdita" dello swing di uscita?


Devi usare un dispositivo con uscita rail-to-rail (RRO). Anche un RRO comunque ha una certa headroom, tipicamente di qualche decina di mV.

GiulioB ha scritto:Ovvero, nei datasheet quale parametro devo cercare?


Per gli op amp, dovresti guardare l'output voltage swing; nei comparatori, dovrebbero specificare VOH e VOL. Occhio a quelli open drain o open collector, perché in quel caso la VOH dipenderà dalla resistenza di pull-up e dalla rete di retroazione che metti.
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[4] Re: Tensione di saturazione opamp

Messaggioda Foto UtenteGiulioB » 2 mar 2014, 0:40

Grazie, siete stati molto chiari: quindi rail-to-rail :ok:

Foto UtenteDirtyDeeds cosa intendi con usare un comparatore e non un opamp? Esistono comparatori analogici immagino, ma non sono basati su opamp? Funzionano ad anello aperto o in feedback positivo, o come?

Grazie ancora.

P.S. Sto dando uno sguardo a questo, praticamente il top per fare un trigger di Schmitt sarebbe un comparatore rail-to-rail come questo, non un opamp qualunque, giusto? Mi chiedo che differenze circuitali peculiari ci siano tra opamp e comparatori.
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[5] Re: Tensione di saturazione opamp

Messaggioda Foto UtenteDirtyDeeds » 2 mar 2014, 0:53

GiulioB ha scritto:cosa intendi con usare un comparatore e non un opamp?


Intendo che invece di cercare, sul sito di un qualunque produttore, dispositivi nella categoria "Op amps", è meglio cercarli nella categoria "Comparators".

Un comparatore è, sì, un amplificatore, esattamente come un op amp, ma è ottimizzato per la funzione che deve fare. Un op amp è un dispositivo che nasce per lavorare prevalentemente in zona lineare; un comparatore è un dispositivo che nasce per lavorare nelle zone di saturazione e commutare velocemente tra le due zone. Ma non è solo questione di velocità, ci sono anche altri aspetti, come il comportamento quando si superano i limiti della tensione di modo comune o la disponibilità di modelli con uscita open collector/drain che permettono di realizzare connessioni wired-and per combinare più uscite (p.es. per realizzare comparatori a finestra). Inoltre, un comparatore ha in genere un uscita adatta ad essere interfacciata direttamente con dispositivi logici, un op amp, no.

Insomma, se si deve realizzare un comparatore, è meglio scegliere un comparatore, non ci sono molte ragioni valide per scegliere un op amp.
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[6] Re: Tensione di saturazione opamp

Messaggioda Foto UtenteGiulioB » 2 mar 2014, 0:55

Perfetto, ora capisco la differenza, sono progettati per lavorare specificatamente in zona non lineare... in effetti ha un senso ora che me l'hai spiegato.

Grazie mille :ok:
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