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Chiarimento sul concetto di guadagno di un op amp

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Chiarimento sul concetto di guadagno di un op amp

Messaggioda Foto UtenteGreh » 15 nov 2018, 23:22

Ciao a tutti,

Ho un dubbio riguardo alla differenza concettuale tra il guadagno ad ANELLO di un op amp( T=A*H,
con A inteso il guadagno dell' op amp e H il blocco di retroazione) il guadagno ad ANELLO CHIUSO e il guadagno ad ANELLO APERTO.
Se il guadagno ad anello aperto è A ovvero quello senza la rete di retroazione e quello ad anello chiuso è quello considerando la rete di retroazione, il guadagno ad anello cos'è?
Oppure il guadagno ad anello aperto è A(senza retroazione), il guadagno ad anello chiuso è H( guadagni solo della retroazione) e infine il guadagno ad anello T=A*H è il guadagno dell'op amp con la rete di retroazione?
Sono molto confuso #-o , grazie in anticipo :-)
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[2] Re: Chiarimento sul concetto di guadagno di un op amp

Messaggioda Foto UtentePiercarlo » 16 nov 2018, 0:04

Alla buona - Il guadagno di anello è la differenza tra il guadagno ad anello aperto e il guadagno ad anello chiuso e costituisce il tasso di retroazione di un circuito ed è in pratica quella parte di guadagno ad anello aperto che viene utilizzata per desensibilizzare un circuito rispetto a disturbi, distorsioni ecc. Dei tre guadagni in un circuito retroazionato è il più importante in quanto è responsabile sia dei vari "miracoli" della retroazione, sia dei problemi di stabilità che sono intrinseci e latenti in qualsiasi circuito retroazionato.

Fine della spiegazione alla buona; per quelle più serie e professionali devi aspettare... un professionista! (e nel forum ce ne sono tanti)

O_/
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[3] Re: Chiarimento sul concetto di guadagno di un op amp

Messaggioda Foto UtenteGreh » 16 nov 2018, 0:14

Quoting ridondante rimosso

Ti ringrazio, mi hai aiutato a capire un po' meglio le differenze tra le 3 tipologie
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[4] Re: Chiarimento sul concetto di guadagno di un op amp

Messaggioda Foto Utenteermetico » 16 nov 2018, 0:35

Il guadagno detto ad anello aperto è il guadagno che si ha quando non vi è alcun collegamento circuitale tra uscita ed ingressi dell'amplificatore. Un amplificatore operazionale a cui ingressi sono applicate due tensioni amplifica la differenza tra queste due tensioni, ovvero V_+ - V_-, di un fattore spesso indicato con A_{VO} che è appunto il guadagno ad anello aperto.
Per un amplificatore operazionale ideale tale guadagno è infinito. Ovviamente nella realtà non è possibile avere un guadagno infinito, però gli operazionali disponibili in commercio hanno un guadagno che si aggira sull'ordine di 10^5 o 10^6. Probabilmente gli integrati più moderni raggiungono valori ancora più elevati. Naturalmente il massimo (e il minimo) valore di tensione in uscita da un amplificatore operazionale è determinato dalla tensione di alimentazione dell'operazionale stesso, perciò se alimentiamo per esempio un TL081 a \pm 15V la massima tensione di uscita sarà 15V (in realtà un po' meno).
Un amplificatore operazionale privo di rete di retroazione sostanzialmente agisce come un comparatore: confronta la tensione V_+ con la tensione V_- e se V_+ > V_- allora in uscita si avrà +V_{cc}, diversamente si avrà -V_{cc}.
Questa caratteristica è certamente molto utile ed importantissima in elettronica, ma se volessimo controllare noi il guadagno? Bene, dobbiamo realizzare una rete di retroazione che opportunamente progettata ci consenta di avere il guadagno da noi desiderato! Tale guadagno, ottenuto mediante questo collegamento circuitale tra uscita ed ingresso/i, è il guadagno ad anello chiuso. Il nostro obiettivo è quello di ridurre il guadagno intrinseco di un operazionale ad un valore a noi utile mediante un circuito di retroazione.
Dunque la differenza tra guadagno ad anello aperto ed anello chiuso consiste nel fatto che il primo dipende esclusivamente dalle caratteristiche intrinseche dell'operazionale scelto, mentre il secondo dipende esclusivamente dai componenti usati per realizzare la rete di retroazione.
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[5] Re: Chiarimento sul concetto di guadagno di un op amp

Messaggioda Foto UtenteGreh » 16 nov 2018, 1:01

Quoting ridondante rimosso - Si quota SEMPRE e SOLTANTO la parte di post a cui si intende rispondere direttamente MAI L'INTERO POST, altrimenti meglio non quotare nulla!

Spiegazione molto esaustiva ti ringrazio, però mi rimane ancora un dubbio. Tu hai detto che il guadagno ad anello aperto dipende solo dalle caratteristiche intrinsiche dell'op e mentre quello ad anello chiuso dipende solo dalla rete di retroazione, ma sul mio libro parla anche di un terzo tipo di guadagno il GUADAGNO AD ANELLO(senza mettere aperto o chiuso) e lo pone come T=A*H con A il guadagno ad anello aperto e H il blocco di retroazione. Quindi il guadagno ad anello è l'unione dei 2 guadagni ovvero quello dovuto alle caratteristiche intrinsiche dell'op ( A ) e dalla rete di retroazione (H)?
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[6] Re: Chiarimento sul concetto di guadagno di un op amp

Messaggioda Foto Utenteermetico » 16 nov 2018, 1:28

Bisogna contestualizzare ciò di cui parli. Che argomento stai affrontando in particolare? Gli oscillatori?
Con H(j\omega) di solito si indica la funzione di trasferimento quindi potrebbe anche essere, ma dovresti indicare cosa stai studiando.
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[7] Re: Chiarimento sul concetto di guadagno di un op amp

Messaggioda Foto UtenteGreh » 16 nov 2018, 1:51

Quoting ridondante rimosso - E ridai...

Sto studiando le basi degli op amp quindi appunto sono selplicemente le basi, senza vedere ancora delle applicazioni vere e proprio di circuiti.
Ad esempio definisce la fdt di un op non inv. come Vu/Vi= 1/H * (T/1+T) con H blocco di reazione quindi (Vi=H*Vu) e T lo definisce guadagno ad anello ed è T=Ad*H con Ad guadagno differenziale (cioè vd= Vu/Ad)
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[8] Re: Chiarimento sul concetto di guadagno di un op amp

Messaggioda Foto Utenteermetico » 17 nov 2018, 14:26

Mi spiace, ho controllato nei miei manuali ma non ho trovato la notazione usata dal tuo libro. Per l'amplificatore non invertente viene data la formula, dopo la dovuta dimostrazione.
Il guadagno ad anello dell'amplificatore non invertente è dato da 1 + \frac{R_2}{R_1}. Quale manuale stai usando? Se studi elettronica ti consiglio di prendere il Biondo Sacchi con la copertina bianca. È un manuale importante, anche per il costo, ma ne vale decisamente la pena. Tornerai sicuramente a consultarlo anche dopo il diploma, a maggior ragione se prosegui gli studi in Ingegneria Elettronica o se non vuoi dimenticare quanto hai imparato a scuola.
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[9] Re: Chiarimento sul concetto di guadagno di un op amp

Messaggioda Foto UtenteSling » 18 nov 2018, 11:54

Greh ha scritto:Ad esempio definisce la fdt di un op non inv. come Vu/Vi= 1/H * (T/1+T) con H blocco di reazione quindi (Vi=H*Vu) e T lo definisce guadagno ad anello ed è T=Ad*H con Ad guadagno differenziale (cioè vd= Vu/Ad)


Credo tu stia facendo un po' di confusione con i blocchi.

Prima dici che: \frac{V_u}{V_i} =  \frac{1}{H} \left(\frac{T}{1+T}\right)
poi che: \frac{V_u}{V_i} = \frac{1}{H}

Provo a fare uno schema a blocchi sperando sia uguale a quello che intendi tu:



È questo lo schema a cui ti stai riferendo?
Se così fosse potremmo ricavarci:

V_u = A V_{id}  \Rightarrow V_u = A(V_i-H V_u)

risolvendo:

A_v = \frac{V_u}{V_i}= \frac{A}{1+HA} = \frac{1}{H}\left(\frac{AH}{1+AH}\right) = \frac{1}{H}\left(\frac{T}{1+T}\right)

Dove
T = AH è il guadagno di anello (o Loop Transmission) di cui ti ha già detto Piercarlo.
A è il guadagno ad anello aperto(quindi solo dell'op-amp);
A_v è il guadagno del sistema in retroazione in cui \frac{1}{H} rappresenta il guadagno ideale che si avrebbe se l'amplificatore operazionale fosse ideale (ossia T\to\infty).
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[10] Re: Chiarimento sul concetto di guadagno di un op amp

Messaggioda Foto UtenteGreh » 18 nov 2018, 15:17

Grazie Sling ho capito, è proprio quello che cercavo. Vorrei solo una conferma , abbiamo detto che A indica il guadagno dell'op amp e Av quello della sola rete di reazione, Il guadagno ad Anello T invece ,come dice Piercarlo, è la differenza tra i due cioè quello che si ottiene attraverso la retroazione negativa che va a togliere al guadagno A dell'op (che è troppo alto e porterebbe ad instabilità) una porzione dell'uscita. Questa differenza è appunto T giusto?
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