Elettronica Amplificatori Operazionali e raccolta esercizi svolti

Raccolta esercizi svolti su amplificatori operazionali.  Di seguito sono riportati vari esercizi svolti di amplificatori operazionali. Tali esercizi svolti possono essere un aiuto per quanto riguarda lo svolgimento dei compiti scritti di elettronica per la parte riguardante appunto gli amplificatori operazionali. Lo svolgimento degli esercizi è semplice e di facile comprensione,  l'importante è seguire passo dopo passo gli esercizi. Hai mai avuto la sensazione che i libri di testo spiegassero tutto… tranne come si fanno davvero gli esercizi? Se sì, sei nel posto giusto. Questa raccolta è pensata per te: uno studente che vuole capire davvero, passo dopo passo, come si risolvono i problemi. Niente giri di parole, niente salti logici: solo spiegazioni chiare, formule essenziali e soluzioni guidate con metodo. Questa non è solo una raccolta di esercizi. È uno strumento pensato per aiutarti a studiare meglio, più velocemente e con più consapevolezza . Che tu stia preparando un ...

Amplificatori Operazionali – Le Basi per Accendere la Tua Comprensione Le prime espressioni da sapere per quanto riguarda il funzionamento degli amplificatori operazionali sono quelle relative al funzionamento di questi ultimi nella configurazione invertente ( relativa al terminale in ingresso nel segno "-") e quelle relative alla configurazione non invertente ( relativa al terminale in ingresso nel segno "+") CONFIGURAZIONE INVERTENTE   Notiamo che in questa configurazione la tensione in entrata Vin è collegata al segno meno, l'uscita Vo  quindi in questo caso sarà in opposizione di fase rispetto all'ingresso.  Per quanto questa configurazione il nostro obiettivo è quello di determinare l'uscita Vout data una Vin in entrata.                          Vin = tensione in ingresso             Vout = tensione in uscita la nostra uscita Vou...

Esercizio 1  ( amplificatore operazionale configurazione invertente   ) Dati i seguenti dati a disposizione calcoliamo l'uscita Vo

Esercizio 2  ( amplificatore operazionale configurazione non invertente ) Calcoliamo l'uscita Vo

Esercizio 3  (amplificatore operazionale configurazione non invertente con aggiunta di resistenze R3 R4) Calcoliamo uscita Vo. Notiamo che andando a svolgere le equazioni vi è l'aggiunta di un nuovo pezzo rigurdanti i resistori R3 R4. Quello è il relativo partitore di tensione. in seguito vi saranno altri esercizi dove il funzionamento sarà facilmente comprensibile.

Esercizio 4  ( amplificatore operazionale configurazione non invertente con due tensioni  V1 e V2 in ingresso) Consideriamo un amplificatore operazionale non invertente con due tensioni in ingresso V1 e V2, ed in questo esercizio le consideriamo generiche, nel caso le fissiamo ad un determinato valore basterà sostituire il valore. In questo caso applichiamo la sovrapposizione degli effetti quindi andiamo a considerare una volta acceso il generatore di tensione V1 ponendo V2 a massa, e poi, consideriamo acceso il generatore V2 ponendo V1 a massa.  L'uscita totale Vo è data dalla somma di Vo1 più Vo2, dove Vo1 è l'uscita quando consideriamo V1 acceso e V2 a massa, mentre Vo2 è l'uscita quando V2 acceso e V1 a massa. Accendiamo V1  poniamo a massa V2 e calcoliamo la relativa uscita Vo1 Consideriamo acceso V2 poniamo a massa V1 e calcoliamo la relativa uscita Vo2 Dove Vo è la nostra uscita totale e ab...

Esercizio 5  (configurazione invertente e non invertente) In questo esercizio abbiamo tensioni in ingresso sia nel terminale invertente che non invertente. Consideriamo V1 V2 e V3 tensioni di ingresso generiche. Calcoliamo l'uscita Vo. Anche in questo caso applichiamo la sovrapposizione degli effetti. Accendiamo V1 e spegniamo V2 e V3. Calcoliamo la relativa uscita Vo1. Il circuito diventa il seguente: Accendiamo V2 e spegniamo V1 e V3. Calcoliamo la relativa uscita Vo2. Il circuito diventa: Accendiamo V3 e spegniamo V1 e V2. Andiamo a calcolare l'uscita Vo3. Il circuito diventa: Prima di calcolare l'uscita Vo3 notiamo che le resistenze R e 3R sono in parallelo tra loro. Quindi prima di andare a calcolare l'uscita che in questo caso sarà l'uscita relativa al terminale non invertente andiamo a svolgere il parallelo. Ed il circuito diventa: ...

Esercizio 6  ( amplificatore operazionale invertente e non invertente) Anche in questo caso come possiamo notare abbiamo tensioni di ingresso sia nel terminale invertente che non invertente. La differenza rispetto al circuito relativo all'esercizio 5 è che troviamo due tensioni di ingresso nel terminale non invertente. Andiamo a calcolare l'uscita Vo. Applichiamo la sovrapposizione degli effetti. Accendiamo V1 e spegniamo V2 e V3 ponendoli a massa. Calcoliamo la relativa uscita Vo1. Accendiamo V2 e spegniamo V1 e V3 ponedoli a massa. Calcoliamo la relativa uscita Vo2. Accendiamo V3 e spegniamo V1 e V2 ponendoli a massa. Calcoliamo la relativa uscita Vo3.     Calcoliamo alla fine l'usicta totale Vo.

Altra tipologia di esercizio differente da quella illustrata negli esercizi precedenti in  quanto si partirà dal conoscere l'uscita Vo. In questo caso l'esercizio richiederà di disegnare l'amplificatore operazionale e di determinare i valori delle resistenze. Esercizio 7 Disegnare il circuito che ha quattro segnali in ingresso, da V1 a V4, e che produce un’uscita uguale a  Vo = ( -V1- 2V2 -4V3 -8V4) e determinare i valori delle resistenze. Svolgimento Dato che nell'uscita Vo troviamo tutti valori negativi sappiamo che la configurazione dell'amplificatore operazionale che ci restituisce un uscita negativa è quella invertente cioè i segnali dovranno essere posti in ingresso nel segno ( - ). Andiamo a disegnare il circuito e successivamente determiniamo i valori delle resistenze. Disegno del circuito: Adesso andiamo a determinare i valori delle resistenze. Utilizzando la sovrapposizione degli effetti consideriamo una volta solo il resisto...

Questo esercizio è della tipologia dell'Esercizio 7. L'unica differenza sta nell'uscita che presenterà sia un valore negativo che positivo. Rispettivamente i segnali di ingresso saranno considerati nel segno ( - ) per quanto riguarda l'uscita negativa cioè nel terminale invertente,  nel segno (+) per quanto riguarda l'uscita positiva cioè nel terminale non invertente. Esercizio 8 Progettare un circuito amplificatore (composto da un  solo  solo amplificatore operazionale) con due ingressi (V1 e V2) e che fornisca in uscita un segnale Vo pari a Vo = 2(V1-V2).  Svolgimento  In questo caso considerando la nostra Vo può essere riscritta come Vo = 2V1 - 2V2. Notiamo che l'uscita 2V1 è l'uscita relativa alla configurazione non invertente mentre l'uscita -2V2 è l'uscita relativa alla configurazione invertente. Andiamo a disegnare il circuito e successivamente andremo a calcolare i valori delle resistenze. Disegno circuito : ...

Tutte le formule, simboli e indice degli esercizi spiegati passo passo Hai un esame di elettronica in arrivo e gli amplificatori operazionali (opamp) ti sembrano ancora un mistero? Questa guida ti accompagnerà con 10 esercizi svolti passo passo , chiari, utili e ben spiegati, ideali per prepararti con sicurezza. Cosa troverai in questa guida: Tutte le formule fondamentali Una leggenda dei simboli utilizzati Un indice dettagliato con i 10 esercizi che andremo a risolvere insieme Schemi, spiegazioni e risultati finali per ogni esercizio 📘 Legenda dei simboli V i n V_{in} V in ​ → tensione di ingresso V o u t V_{out} V o u t ​ → tensione di uscita R f R_f R f ​ → resistenza di retroazione (feedback) R i n R_{in} R in ​ → resistenza all’ingresso A C L A_{CL} A C L ​ → guadagno a circuito chiuso A O L A_{OL} A O L ​ → guadagno a circuito aperto C C C → capacità (condensatore) t t t → tempo V + V^+ V + , V − V^- V − → ingressi non-in...

Esercizio 1 – Amplificatore Invertente Base Amplificatore Invertente Base Analisi completa con schema, calcoli e spiegazione passo passo 🔹 Obiettivo dell’esercizio Determinare la tensione di uscita V o u t ​ di un amplificatore operazionale in configurazione invertente , noto V in ​ , R in ​ , e R f ​ . 📐 Dati del problema Tensione di ingresso V in ​ = 2 V Resistenza di ingresso R in ​ = 10 k Ω Resistenza di retroazione R f ​ = 47 k Ω OpAmp ideale (guadagno infinito, ingressi a impedenza infinita) 🧮 Formula da applicare Configurazione: Invertente V o u t ​ = − ( R in ​ R f ​ ​ ) V in ​ 🧠 Svolgimento passo passo Identifichiamo i componenti: L’ingresso V in ​ è collegato alla resistenza R in ​ che va all’ingresso invertente V − del OpAmp. L’ingresso non-invertente V + è collegato a massa (GND). L’uscita è connessa a R f ​ che ritorna a V − , formando il loop di retroazione negativa. Applichiamo la formula del guadagno: R i...

Calcolo della tensione di uscita passo dopo passo Amplificatore Non Invertente con Carico 🔹 Obiettivo dell’esercizio Determinare la tensione di uscita V o u t ​ in un circuito con amplificatore operazionale non invertente , dato il valore di ingresso V in ​ , le resistenze R in ​ , R f ​ , e un carico resistivo R L ​ . 📐 Dati del problema Tensione di ingresso V in ​ = 1.5 V Resistenza al denominatore (sotto) R in ​ = 10 k Ω Resistenza di retroazione R f ​ = 20 k Ω Carico resistivo R L ​ = 1 k Ω OpAmp ideale (guadagno infinito, impedenza d’ingresso infinita, uscita ideale) 📘 Formula da usare Per l’amplificatore non invertente : V o u t ​ = ( 1 + R in ​ R f ​ ​ ) V in ​ Nota: Il carico R L ​ non influisce sul guadagno se l'opamp è ideale. 🧮 Svolgimento passo passo Individua il tipo di configurazione: Il segnale V in ​ entra direttamente nell’ingresso non invertente V + Il nodo di retroazione collega V − tramite un partitor...

Calcolo dell’uscita in un circuito OpAmp con due tensioni d’ingresso Sommatore Invertente con Due Ingressi 🔹 Obiettivo dell’esercizio Determinare la tensione di uscita V o u t ​ di un sommatore invertente , alimentato da due segnali d’ingresso . 📐 Dati del problema V 1 ​ = 2 V V 2 ​ = 3 V R 1 ​ = R 2 ​ = 10 k Ω R f ​ = 10 k Ω OpAmp ideale 📘 Formula da usare Per un sommatore invertente: V o u t ​ = − ( R 1 ​ R f ​ ​ V 1 ​ + R 2 ​ R f ​ ​ V 2 ​ ) Se R 1 ​ = R 2 ​ = R f ​ , la formula si semplifica in: V o u t ​ = − ( V 1 ​ + V 2 ​ ) 🧮 Svolgimento passo passo Verifica la configurazione del circuito: I due ingressi V 1 ​ e V 2 ​ sono collegati ciascuno a una resistenza, che confluisce nel nodo invertente V − . L’ingresso non-invertente V + è a massa. La resistenza di retroazione R f ​ collega V o u t ​ a V − . Applichiamo la formula: V o u t ​ = − ( 10 10 ​ ⋅ 2 + 10 10 ​ ⋅ 3 ) = − ( 2 + 3 ) = − 5 V ✅ Risultato finale...