Come utilizzare un amplificatore operazionale come amplificatore non invertente

Come utilizzare un amplificatore operazionale come amplificatore non invertente: guida semplice per capire il funzionamento, uso e applicazioni pratiche.

Come utilizzare un amplificatore operazionale come amplificatore non invertente

Un amplificatore operazionale (op-amp) è un componente elettronico molto versatile, utilizzato in vari circuiti analogici. Uno degli usi comuni di un op-amp è come amplificatore non invertente. In questo articolo, vedremo come configurare un op-amp in modalità non invertente e analizzeremo il principio di funzionamento.

Configurazione di base

Un’amplificatore operazionale non invertente fornisce una versione amplificata del segnale in ingresso senza invertirne la fase. La configurazione di base richiede pochi componenti:

Un resistore di ingresso (R_in)

Un resistore di retroazione (R_f)

Ingresso al terminale non invertente (+)

Segnale di uscita (V_out) dal terminale di uscita

Schema del circuito

Il terminale non invertente (+) dell’op-amp riceve il segnale di ingresso (V_in). Il terminale invertente (-) è collegato al punto di giunzione tra R_in e R_f. Il segnale di uscita (V_out) è ottenuto dal terminale di uscita del op-amp. Di seguito è riportato lo schema del circuito:

       +Vcc
         |
         |
        \ /
       +---+
       |   | 
 In ----> +  |  
       | - |--------+
       +---+        |
         |          |
         |         Rf
        Rin         |
         |          |
        GND       Vout

Equazione di guadagno

Il guadagno di un amplificatore non invertente è determinato dai valori dei resistori R_in e R_f. La formula per il guadagno (A_v) è:

A_v = 1 + \(\frac{R_{f}}{R_{in}}\)

Ad esempio, se R_f è 10 kΩ e R_in è 2 kΩ, il guadagno sarà:

A_v = 1 + \(\frac{10000}{2000}\) = 1 + 5 = 6

Funzionamento

Quando viene applicato un segnale di ingresso (V_in), esso entra nel terminale non invertente (+) dell’op-amp. Il segnale amplificato appare all’uscita (V_out). La tensione di uscita è una versione amplificata della tensione di ingresso, aumentata del fattore di guadagno calcolato.

Nella configurazione non invertente, la fase del segnale di uscita è la stessa del segnale di ingresso, il che significa che non vi è inversione di fase.

Applicazioni

Gli amplificatori non invertenti sono utilizzati in molteplici applicazioni, tra cui:

Amplificazione di segnali deboli in sensori

Filtri attivi

Buffer di tensione

Regolatori di tensione

Circuiti di condizionamento dei segnali

In conclusione, un amplificatore operazionale non invertente è una configurazione fondamentale in elettronica. Grazie alla sua semplicità e versatilità, è largamente impiegato in diversi settori per amplificare segnali senza inversione di fase.