Concetto di guadagno, attenuazione e struttura degli A.O.

Guadagno e attenuazione

Il guadagno $G$ è il rapporto tra segnale d’uscita e ingresso: $G = \frac{V_{out}}{V_{in}}$. È adimensionale oppure espresso in V/V. Se $|G|>1$ si ha amplificazione; se $|G|<1$ si ha attenuazione. La scala logaritmica usa il decibel: $G_{dB}=20\log_{10}|G|$. Il modulo $|G|$ è essenziale nella formula del decibel. Pertanto il valore in dB è positivo per amplificazione e negativo per attenuazione. Valori di riferimento: $G=10$ corrisponde a 20 dB, $G=100$ a 40 dB e $G=0,5$ a -6 dB.

Struttura dell’A.O.

L’amplificatore operazionale è un amplificatore differenziale ad alto guadagno, con due ingressi, un’uscita e alimentazioni simmetriche, tipicamente $\pm 15$ V. L’ingresso non invertente $V^+$ dà uscita in fase; l’ingresso invertente $V^-$ la dà in opposizione di fase. L’uscita $V_{out}$ è riferita alla massa comune.

• Nel modello ideale il guadagno ad anello aperto è $A_{OL}\rightarrow\infty$.
• L’impedenza d’ingresso è $R_{in}\rightarrow\infty$ e quella d’uscita $R_{out}\rightarrow0$; l’uscita non presenta resistenza interna.
• La relazione fondamentale è $V_{out}=A_{OL}(V^+-V^-)$.