9.11 : Risposta in Frequenza

Gli amplificatori operazionali (op-amo) vengono utilizzati nel condizionamento e nel filtraggio del segnale o per eseguire operazioni matematiche come addizione, sottrazione, integrazione e differenziazione. La risposta in frequenza di un amplificatore operazionale è un aspetto importante che descrive come il guadagno dell'amplificatore varia con la frequenza.

Risposta in frequenza e guadagno:

Il guadagno dell'amplificatore operazionale, A(ω), non è una costante ma una funzione della frequenza del segnale di ingresso. Un amplificatore operazionale può mantenere un guadagno costante alle basse frequenze, noto come guadagno in corrente continua (CC), A_0. Il guadagno può essere mostrato come un'equazione:

ω è la frequenza del segnale di ingresso e ω1 è la frequenza d'angolo o di interruzione alla quale il guadagno inizia a scendere al di sotto del guadagno CC A_0.

Il diagramma di Bode rappresenta il grafico logaritmico dell'entità del guadagno dell'amplificatore operazionale, rispetto alla frequenza. È una presentazione grafica di come il guadagno di un amplificatore operazionale diminuisca alle frequenze più alte.

Nel caso di un amplificatore non invertente, la configurazione del circuito prevede la tensione di ingresso, applicata al terminale non invertente dell'amplificatore operazionale, portando ad una tensione di uscita amplificata che è in fase con l'ingresso. Il guadagno di questo circuito è influenzato dalla risposta in frequenza dell'amplificatore operazionale e dal rapporto tra le resistenze R_1 e R_2 utilizzate nel circuito. La funzione di rete dell'amplificatore non invertente è data da:

Dove K è il guadagno ideale dell'amplificatore così scritto:

La risposta in frequenza di un amplificatore operazionale è essenziale per determinare l'efficacia con cui può amplificare i segnali a frequenze diverse. Il concetto di guadagno rispetto alla frequenza e il prodotto guadagno-larghezza di banda, vengono utilizzati nella progettazione e nell'applicazione di circuiti operazionali nei dispositivi elettronici.