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44 - ELETTRONICA OGGI 492 - MARZO 2021 ANALOG/MIXED SIGNAL ZERO DRIFT OP AMP in uscita (“Errore dovuto a VOS” in figura 2). Gli ampli- ficatori operazionali di precisione usano varie tecniche per ridurre al minimo la tensione di offset. Negli amplifi- catori operazionali a deriva zero, ciò vale in particolare per i segnali a bassa frequenza e a corrente continua. La tensione di offset degli amplificatori operazionali di precisione a deriva zero può essere di oltre due ordini di grandezza inferiore rispetto a quella degli amplifica- tori operazionali per uso generale (Tab. 2). Amplificatori operazionali a deriva zero Grazie allemigliori prestazioni offerte, i progettisti posso- no soddisfare i requisiti di condizionamento del segnale delle applicazioni industriali utilizzando gli amplificato- ri operazionali a deriva zero. Due esempi di amplificato- ri operazion ali a deriva zero che off rono diversi livelli di prestazioni s ono NCS325SN2T1G e NCS333ASN2T1G di ON Semiconductor. I progettisti possono utilizzare il dispositivo NCS325SN2T1G per applicazioni di preci- sione che richiedono un offset di 50 µV e una deriva di 0,25 µV/°C, mentre la famiglia NCS333ASN2T1G è adatta per applicazioni di alta precisione con vincoli più stringenti, con un offset di 10 µV e una deriva di soli 0,07 µV/°C. Questi due amplificatori operazionali raggiungono deriva zero grazie a diverse architetture interne. NCS333ASN2T1G utilizza un’architettura sta- bilizzata a chopper, che offre il vantaggio di ridurre al minimo la deriva della tensione di offset al variare del- la temperatura e del tempo (Fig. 4). A differenza della classica architettura a chopper, quella a chopper sta- bilizzato prevede due percorsi di segnale. Nella figura 4, il percorso del segnale inferiore è dove il chopper campiona la tensione di offset in ingresso, che viene poi utilizzata per correggere l’offset in uscita. La cor- rezione dell’offset avviene a una frequenza di 125 kHz. L’architettura stabilizzata a chopper è ottimizzata per assicurare le migliori prestazioni alle frequenze fino alla relativa frequenza di Nyquist (metà della frequenza di correzione dell’offset). Poiché la frequenza del segna- le supera la frequenza di Nyquist (62,5 kHz) sull’uscita può verificarsi il fenomeno dell’aliasing. Si tratta di una limitazione intrinseca di tutte le architetture a chopper e stabilizzate a chopper. Tuttavia, l’amplificatore opera- zionale NCS333ASN2T1G ha un aliasing minimo fino a 125 kHz e un aliasing basso fino a 190 kHz. L’approccio brevettato di ON Semiconductor utilizza due filtri notch resistore-condensatore (RC) simmetrici in cascata, sin- tonizzati sulla frequenza del chopper e sulla sua quinta armonica per ridurre gli effetti di aliasing. Architettura auto-zero Un altro approccio utilizzato per gli amplificatori ope- razionali a deriva zero è l’architettura auto-zero (Fig. 5). La progettazione auto-zero prevede un amplificatore principale e un amplificatore di annullamento (nulling), oltre a un sistema temporizzato. Nella prima fase, i con- densatori a capacità commutata mantengono l’errore di offset della fase precedente sull’uscita dell’ampli- ficatore di annullamento. Nella seconda fase, l’offset dell’uscita dell’amplificatore di annullamento è utiliz- Tabella 2 – In un confronto tra la massima tensione di offset degli amplificatori operazionali per uso generale selezionati e degli amplificatori operazionali a deriva zero stabilizzati a chopper, la tensione di offset di quelli a deriva zero può essere di oltre due ordini di grandezza inferiore (Fonte: ON Semiconductor) Fig. 4 –NCS333ASN2T1G ha due percorsi di segnale: il secondo percorso (in basso) campiona la tensione di offset in ingresso, utilizzata per correggere l’offset in uscita (Fonte: ON Semiconductor) Fig. 5 – Schema a blocchi semplificato di un amplificatore operazionale auto-zero come NCS325SN2T1G che mostra i condensatori a capacità commutata (Fonte: ON Semiconductor