AES_8 2022

Novembre - Dicembre 2022 n Automazione e Strumentazione ELETTRONICA Applicazioni 80 Sorgenti di rumore dell’amplificatore operazionale In un amplificatore operazionale le fonti di disturbo della tensione di uscita sono molteplici. Tra queste si annovera il rumore proveniente dai circuiti interni, la propagazione dei segnali di modo comune in ingresso e la propagazione delle variazioni della tensione di alimentazione. Le caratteristiche dell’amplificatore operazionale che quantificano questi fenomeni sono il rapporto di reiezione di modo comune (CMRR), il rap- porto di reiezione di alimentazione (PSRR) e il rumore di ingresso equivalente. Rapporto di reiezione di modo comune (CMRR): espresso in dB, il CMRR definisce il rapporto tra il guadagno di modo comune di un amplificatore ope- razionale e il suo guadagno di modo differenziale. Se una tensione differenziale di ingresso Div produce un’uscita di 1 V e una variazione di modo comune Civ produce la stessa tensione di uscita, il CMRR è Civ/ Div. In genere questo parametro viene tracciato in base alla frequenza: nella maggior parte degli amplificatori operazionali il CMRR diminuisce a frequenze più alte - si veda figura 5 . Rapporto di reiezione di alimentazione (PSRR): Il PSRR specifica quanto cambia la tensione di uscita di un amplificatore operazionale al variare della tensione di alimentazione. Un amplificatore operazionale ideale non mostrerebbe questo comportamento, ma la realtà è che la maggior parte di essi mostrerà qualche cambia- mento in uscita. Rumore di ingresso equivalente: tutto il rumore gene- rato dall’amplificatore operazionale inteso come circu- ito integrato, proveniente da varie fonti quali gli effetti termici. Il rumore dovuto a effetti quali shot, flicker, burst e valanga può essere rappresentato da tensione di ingresso e rumore di corrente equivalenti. In caso di tensione da rumore in ingresso equivalente (en) esso è definito dal livello di rumore in uscita diviso per il gua- dagno differenziale small-signal dell’amplificatore ed è espresso da V⁄(√H z). Conclusioni I componenti analogici di precisione sono essenziali per i nodi di rilevamento intelligenti utilizzati nell’automa- zione di fabbrica. In questo breve articolo, abbiamo evidenziato solo alcune delle funzioni analogiche vitali di un tipico sensore intelligente. La selezione dei com- ponenti giusti per queste applicazioni è fondamentale per lo sviluppo di un design affidabile. Distributore autorizzato STMicroelectronics, EBV offre un portafoglio completo di componenti analogici a bassa potenza, basso rumore e alta precisione. n Figura 5 - Caratteristica CMRR dell’amplificatore operazionale TSV7722 di ST rispetto alla frequenza (fonte: ST)