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ANALOG/MIXED SIGNAL OP-AMP 29 - ELETTRONICA OGGI 484 - MARZO 2020 ti e riduzione del CMRR in funzione della frequenza. L’intervallo d’ingresso della tensione di modo comune è limitato in modo tale da non provocare la saturazio- ne dei nodi interni. Il pin V REF richiede un amplifica- tore buffer per ottenere prestazioni ottimali. Infine, il coefficiente di temperatura dei resistori di guadagno, esterni e interni non è adattato, fatto questo che con- tribuisce a ridurre il CMRR. Matematicamente la precisione del guadagno dipende dall’adattamento dei resistori: Approccio basato sulla retroazione di corrente in- diretta L’acronimo ICF (Indirect Current Feedback) indica un approccio di conversione da tensione a corrente inno- vativo. Esso prevede due amplificatori a transcondut- tanza adattati, GM1 e GM2, e un amplificatore a tran- simpedenza ad alto guadagno (A3). Questo schema non prevede resistori bilanciati, eliminando quindi il ricorso a resistori tarati integrati e riducendo così i costi di produzione. Un altro vantaggio è derivato dal fatto che per le resistenze esterne non è necessario nessun adattamento con i resistori on-chip. Solamente i coefficienti di temperatura dei resistori esterni R F e R G devono essere adattati con la massima precisione possibile, per minimizzare la deriva di guadagno. Il CMRR in DC è alto poiché l’amplificatore G M1 riget- ta i segnali di modo comune. Anche il CMRR in AC non diminuisce significativamente con l’aumento del- la frequenza. È stato detto che il campo di ingresso dell’approccio basato su tre amplificatori operazionali è limitato per impedire la saturazione dei nodi interni. Con un ICF, l’oscillazione della tensione di uscita non è accoppiata alla tensione di modo comune d’ingresso, ampliando in tal modo l’intervallo di funzionamento. Il secondo stadio (G M2 e A3) amplifica in modo diffe- renziale il segnale e respinge ulteriormente il rumore di modo comune su V FG e V REF . Il funzionamento ad alimentazione singola può ancora essere utilizzata ap- plicando una polarizzazione a V REF . Il guadagno dell’amplificatore di tipo ICF è dato da: Applicazioni tipiche La figura 5 mostra alcune tipiche applicazioni di un amplificatore per strumentazione. Nella figura sono riportati una varietà di sensori i cui segnali sono am- plificati in maniera accurati da un INA che alimenta un convertitore e un microcontroller. In definitiva, l’amplificazione di piccoli segnali in pre- senza di rumore ha subito una notevole evoluzione nel corso degli anni. L’approccio più semplice, l’amplifica- tore operazionale discreto, non è una soluzione adatta. L’approccio integrato con tre amplificatori operaziona- li presenta vantaggi significativi, tra cui un alto CMRR in DC, impedenze di ingresso bilanciate e di valore ele- vato con un resistore di guadagno. Tuttavia, esistono limitazioni in termini di tensione di modo comune ed è difficile adattare i coefficienti di temperatura delle resistenze interne ed esterne, con conseguente deri- va del guadagno. L’impedenza sul pin V REF può anche avere un impatto negativo sul CMRR a meno che non venga utilizzato un buffer. L’approccio ICF è caratteriz- zato da un CMRR elevato (anche a frequenze più alte), un intervallo di tensione di modo comune più ampio e assenza di resistori on-chip regolati, il che comporta una riduzione dei costi e una bassa deriva del coeffi- ciente di temperatura. Gli INA forniscono ai progettisti un metodo eccellente per amplificare i segnali dei sen- sori, di valore dell’ordine dei micro-volt, e allo stesso tempo, rigettare i segnali di modo comune di valore elevato presenti in ambienti rumorosi. Fig. 4 – Approccio basato sulla retroazione di corrente indiretta Fig. 5 – Esempi tipici di circuiti che utilizzano un amplificatore per strumentazione con sensori