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43 - ELETTRONICA OGGI 492 - MARZO 2021 ANALOG/MIXED SIGNAL ZERO DRIFT OP AMP la caduta di tensione ai capi del resistore di rilevamento con un guadagno impostato tramite i resistori esterni R1, R2, R3 e R4 (dove R1 = R2, R3 = R4). Per un’ele- vata accuratezza sono necessari resistori di precisione e il guadagno è impostato in modo da utilizzare il fon- do scala del convertitore analogico/digitale (ADC) per la massima risoluzione. I sensori usati per misurare la sollecitazione, la pressione e la temperatura nei sistemi industriali e di strumentazione sono spesso configurati con un ponte di Wheatstone (Fig. 2). La variazione di tensione del sensore che fornisce la misura può esse- re minima e deve essere amplificata prima di entrare nell’ADC. Gli amplificatori operazionali di precisione a deriva zero sono spesso utilizzati in queste applicazioni per i loro elevati guadagni, il basso rumore e le ridotte tensioni di offset. Amplificatori operazionali di precisione: i parametri chiave La tensione di offset, la deriva della tensione di offset, la suscettività al rumore e il guadagno di tensione ad anello aperto sono i parametri chiave che limitano le prestazioni dell’amplificatore operazionale nelle appli- cazioni di rilevamento della corrente e di interfaccia verso i sensori (Tab. 1). La tensione di offset in ingresso (indicata con V OS o V IO , a seconda del produttore) è provocata da imperfezio- ni nel processo di produzione dei semiconduttori che causano una tensione differenziale tra V IN+ e V IN- . Si tratta di una variazione tra componente e componente che può causare la deriva termica ed essere positiva o negativa, rendendo difficile la calibrazione. Gli sforzi dei progettisti per ridurre l’offset o la deriva degli am- plificatori operazionali standard non solo comportano un aumento della complessità, ma in alcuni casi anche un incremento dei consumi. Ad esempio, si consideri il rilevamento della corren- te effettuato mediante un amplificatore operazionale in una configurazione con amplificatore differenziale (Fig. 3). La tensione di uscita è la somma del guadagno del segnale (V SENSE ) e del guadagno del rumore (V OS ), come mostrato nell’equazione 1: Essendo un parametro interno dell’amplificatore ope- razionale, la tensione di offset in ingresso viene mol- tiplicata per il guadagno di rumore e non per il gua- dagno del segnale, con conseguente errore di offset Fig. 2 – Gli amplificatori operazionali di precisione sono spesso usati con i ponti di Wheatstone per amplificare il segnale dei sensori per sollecitazione, pressione e temperatura prima di inviare tale segnale a un ADC (Fonte: ON Semiconductor) Fig. 3 – Figura 3: Rilevamento della corrente con un amplificatore operazionale in una configurazione con amplificatore differenziale. Una bassa tensione di offset è critica, poiché la tensione di offset in ingresso viene amplificata dal guadagno del rumore, creando un errore di offset in uscita (indicato come “Errore dovuto a V OS ”) (Fonte: ON Semiconductor) Tab. 1 – Parametri chiave degli amplificatori operazionali di precisione che influenzano l’accuratezza e la precisione (Fonte: ON Semiconductor)