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ELETTRONICA OGGI 499 - GENNAIO/FEBBRAIO 2022 38 ANALOG OP AMPS Il consumo di energia in un circuito ad amplificatore operazionale è costituito da vari fattori: potenza di riposo, potenza di uscita dell’amplificatore operazionale e potenza di carico. La potenza di riposo P Quiescent è la potenza necessaria per mantenere acceso l’amplificatore e consiste nell’IQ dell’amplificatore operazionale, riportata nella scheda tecnica del prodotto. La potenza di uscita P Output è la potenza dissipata nello stadio di uscita dell’amplificatore operazionale per pilotare il carico. Infine, la potenza di carico P Load è la potenza dissipata dal carico stesso. Thomas Kuehl, nell’ articolo tecnico Le principali domande sulla dissipazione di potenza dell’amplificatore operazionale - 1ª parte e nel video di TI Precision Labs Amplificatori operazionali: potenza e temperatura , definisce varie equazioni per il calcolo del consumo di energia per un circuito ad amplificatore operazionale. In questo esempio è presente un amplificatore operazionale ad alimentazione singola con un segnale di uscita sinusoidale che presenta un offset di tensione in CC. Pertanto verranno utilizzate le seguenti equazioni per trovare la potenza media totale P total,avg . La tensione di alimentazione è indicata da V + . V off è l’offset in CC del segnale di uscita, mentre V amp è l’ampiezza del segnale di uscita. Infine, R Load è la resistenza di carico totale dell’amplificatore operazionale. Si noti che la potenza media totale è direttamente correlata a I Q , mentre è inversamente correlata a R Load . Fig. 1 – Segnali di ingresso e uscita Fig. 2 – Un circuito di amplificazione del sensore La scelta di un dispositivo con la giusta I Q Le equazioni 5 e 6 presentano vari termini che è opportuno trattare uno per volta. La scelta di un amplificatore con una bassa I Q costituisce la strategia più semplice per ridurre il consumo energetico complessivo. Ovviamente occorre considerare alcuni compromessi in questo processo. Ad esempio, i dispositivi con I Q più bassa presentano generalmente una larghezza di banda minore, maggiore rumore e possono essere più difficili da stabilizzare. Le prossime puntate di questa serie affronteranno questi argomenti in modo più dettagliato. Poiché la I Q degli amplificatori operazionali può variare di vari ordini di grandezza, vale la pena dedicare del tempo alla scelta dell’amplificatore giusto. Texas Instrument offre ai progettisti di circuiti una vasta gamma da cui scegliere, come visibile nella tabella 1. Ad esempio, TLV9042, OPA2333, OPA391 e altri dispositivi a bassissimi consumi offrono un buon equilibrio tra risparmio energetico e altri parametri prestazionali. Per le applicazioni che richiedono la massima efficienza energetica, TLV8802 e altri dispositivi con dissipazioni dell’ordine dei nanoVolt costituiscono invece una valida scelta. È possibile trovare dispositivi con parametri specifici, come quelli con una IQ ≤10 µA, utilizzando la ricerca parametrica .