Amplificatore Operazionale in configurazione non Invertente
Come nel caso precedente nel circuito della figura sotto il guadagno dipende dal rapporto tra le resistenze, ma in questo caso il segnale in uscita è in fase con quello in ingresso.
Un amplificatore in configurazione non invertente è costituito da due resistenze ed un amplificatore operazionale. Si osservi il circuito:
Non cambia invece il collegamento di R2.
- R2 connette l'uscita all'ingresso invertente
- La tensione di ingresso è collegata direttamente all'ingresso non invertente dell'operazionale
- L'ingresso invertente è connesso a massa tramite R1
Non cambia invece il collegamento di R2.
Indichiamo i versi di tensioni e correnti:
- I versi di Vin e Vout sono "obbligati" in quanto riferiti a massa
- ΔV ha un verso obbligato dalla sua definizione
- I versi di V1 e V2 (ai capi delle rispettive resistenze) sono arbitrari
- I versi di I1 e I2 (nelle rispettive resistenze) sono dipendenti dalla scelta dei versi di V1 e V2
- Non sono stati indicati i versi di tutte le correnti e di tutte le tensioni in quanto inutili nella soluzione del circuito
Scriviamo ora le equazioni necessarie per calcolare il guadagno e l'impedenza di ingresso.
Per la prima equazione alle maglie consideriamo la maglia costituita da Vin, i due ingressi dell'amplificatore operazionale (ΔV) e R1:
Per la prima equazione alle maglie consideriamo la maglia costituita da Vin, i due ingressi dell'amplificatore operazionale (ΔV) e R1:
- Vin - ΔV - V1 = 0 (1)
- Vin - V1 = 0 (1-bis)
- Vin = V1 (1-ter)
- V1 + V2 - Vout = 0 (2)
- V1 + V2 = Vout (2-bis)
- I2 = I1 + I- (3)
- I1 = I2 (3-bis)
Calcoliamo il guadagno, applicando la definizione, le equazioni (2-bis), (1-ter), la legge di ohm e l'equazione (3-bis)
Osservazioni:
- G dipende solo dalle due resistenze (se l'amplificatore è ideale)
- G è sempre maggiore (o uguale) a 1. Ciò significa che l'uscita è sempre maggiore (o uguale) all'ingresso
- Zin non dipende da nulla (se l'amplificatore è ideale)
- Non si è calcolato Zout perché coincide con quella dell'amplificatore (cioè 0 Ω)
- Attenzione a non confondere il guadagno del solo amplificatore operazionale (guadagno ad anello aperto, pari idealmente ad ∞) ed il guadagno del circuito che include anche le due resistenze (guadagno ad anello chiuso pari al rapporto delle resistenze + 1)