4. L’Amplificatore Differenziale

versione non bilanciata e versione bilanciata

Questa particolare configurazione amplificatrice, produce un'uscita proporzionale alla differenza“pesata” dei due ingressi V1 e V2.

Esistono due diverse versioni di amplificatore differenziale:
- non-bilanciata: l’uscita è proporzionale alla differenza tra i due segnali di ingresso,ognuno moltiplicato per un certo coeff.
Si ha quindi un’uscita del tipo:

- bilanciata: l’uscita è proporzionale alla differenza “pura” tra i due segnali di ingresso. Siha quindi un’uscita del tipo:


4.1. Amplificatore differenziale: versione non-bilanciata

La figura 11 presenta lo schema circuitale di un amplificatore differenziale in versione non bilanciata:

Sotto l’ipotesi di cortocircuito virtuale degli ingressi dell’A.O., è possibile ricavare la relazione l’espressione della tensione di uscita in funzione delle due tensioni di ingresso:


E si nota come l’uscita dipenda dalla differenza “pesata” dei due ingressi, ognuno dei quali è pesato mediante un particolare coeff. moltiplicativo.
Naturalmente la presenza dei coeff. moltiplicativi può apparire un inconveniente, in quantoimpedisce di pervenire differenza “netta” tra i segnali di ingresso, requisito che in certe applicazioniè desiderabile. Per raggiungere tale obbiettivo è necessario ricorrere alla versione bilanciatadell’amplificatore differenziale.

4.2. Amplificatore differenziale: versione bilanciata

Un caso del tutto particolare si ha quando è verificata la seguente relazione tra le resistenzedell’amplificatore differenziale: R1 = R2 = R e R3 = R4 = RFIn tal caso si dice che l’amplificatore differenziale è bilanciato (figura 12):

Sostituendo tali valori nell’espressione dell’uscita dell’amplificatore differenziale, si ottiene unanuova relazione, per certi versi più pratica della precedente:

In tal caso, la tensione in uscita risulta direttamente proporzionale alla differenza esatta tra ledue tensioni di ingresso ( V1 - V2 ), secondo un fattore di proporzionalità dato dal guadagnodell’amplificatore (Rf/R).

ESERCIZI PROPOSTI

Esercizio 9

Nell’amplificatore bilanciato di fig. 12 sono noti i seguenti parametri:
- Rf = 100 KOhm;
- R = 20 KOhm;
Le tensioni in ingresso hanno il seguente andamento temporale:





Determinare l'andamento della tensione di uscita.