amplificatore operazionale

[lorenzo99]

ciao, oggi a scuola abbiamo fatto l'amplificatore operazionale e non ho ben capito qua'è il vantaggio nell'avere resistenza d'ingresso infinita e nell'avere un guadagno infinito nella configurazione invertente, qualcuno sa spiegarmelo ?
grazie.

[simo85]

Una impedenza di ingresso elevata ha il vantaggio di non caricare troppo la sorgente del segnale.

Se hai un guadagno (teoricamente) infinito hai la possibilità di amplificare il segnale quanto vuoi.
Nella pratica, il guadagno (ad anello aperto) non è infinito ma elevato, nemmeno la resistenza di ingresso è infinita.

[Piercarlo]

Il vantaggio sostanziale di un amplificatore operazionale usato (appunto) come amplificatore è quello di semplificare la vita al progettista che, invece di dover fare i conti anche con i parametri dei componenti attivi (transistori bipolari, FET, MOSFET e anche tubi elettronici se ci si vuol togliere lo sfizio di usarli) per definire le caratteristiche di impedenza di ingresso, di uscita e di guadagno di un circuito, con un operazionale tutto questo dipende praticamente solo dal valore dei componenti che gli metti INTORNO e non dall'operazionale in sé, e che, contrariamente ai parametri dei componenti attivi, hanno valore stabile e ragionevolmente preciso e consentono quindi di ottenere circuiti con le stesse qualità ma soprattutto con prestazioni costanti e riproducibili senza diventar matti su ogni singolo esemplare.

Alla base di queste qualità dell'operazionale vi sta un guadagno intrinseco molto elevato (i più comuni oggi hanno un guadagno in tensione compreso tra le 10.000 e le 100.000 volte, ovvero tra gli 80 e i 100 dB; ma si arriva anche a un milione di volte e oltre) che, utilizzando una tecnica nota come controreazione (o retroazione negativa) consente di utilizzare del guadagno disponibile solo la parte che serve (che viene stabilita dal circuito esterno costruito INTORNO all'operazionale e NON dall'operazionale in quanto tale) mentre il resto viene usato per ridurre ai minimi termini ogni variazione indesiderata delle caratteristiche che si è (arbitrariamente e a priori) deciso che deve avere.

In un operazionale ideale (che non esiste e non esisterà mai) l'operazionale praticamente non ha nessuna influenza sulle proprietà finali del circuito in cui è inserito. Nella realtà ovviamente la sua influenza ce l'ha eccome, ed è questo il motivo per cui esistono tanti operazionali, apparentemente tutti molto simili ma che in realtà eccellono in parametri differenti tra loro e che vengono scelti appunto secondo gli obiettivi che si vogliono ottenere (alta impedenza di ingresso, di uscita, larga banda passante, rumore intrinseco e chi più ne ha più ne metta) e che spesso, nella fisica del mondo reale, non sono tutti ottenibili al meglio allo stesso tempo ma, necessariamente, impongono delle scelte che, caso per caso, privilegiano alcune caratteristiche a scapito di altre.

Ciao
Piercarlo

[BrunoValente]

Nella configurazione invertente il guadagno del circuito è dato semplicemente dal rapporto tra i valori delle due resistenze ma si tratta di una formula approssimata: l'approssimazione tanto più è buona quanto più il guadagno dell'operazionale è alto rispetto a quel rapporto e quanto più il valore della resistenza di ingresso è alto.

L'approssimazione diverrebbe perfetta solo se il guadagno dell'operazionale fosse infinito, cosa che non è nella realtà ma che ci si avvicina molto.

Il vantaggio, come già ti ha detto Piercarlo, consiste nel fatto che quanto più quella formula è ben approssimata tanto più i difetti dell'operazionale appaiono mascherati e diverrebbero del tutto ininfluenti se fosse perfettamente approssimata.

La stessa cosa vale anche per la configurazione non invertente.