Amplificatore separatore
Amplificatore separatore, noto anche come buffer o inseguitore di tensione, è un amplificatore che provvede alla trasformazione di impedenza, riducendone il valore, nei collegamenti tra circuiti. Esso viene comunemente inserito tra un segnale e il circuito, in modo da simulare un generatore (di corrente o di tensione) ideale.
Spiegazione
modificaTipicamente, un amplificatore separatore viene impiegato nel trasferimento di una tensione da un primo circuito, ad elevato livello d'impedenza, ad un secondo circuito, a livello d'impedenza inferiore.
L'amplificatore separatore interposto impedisce che il secondo circuito sovraccarichi il primo circuito e ne alteri il suo funzionamento.
Se la tensione viene trasferita inalterata, l'amplificatore separatore è un amplificatore a guadagno unitario: noto pure come inseguitore di tensione.
Realizzazioni
modificaSingolo transistor
modificaIl più semplice buffer di tensione è costituito da un amplificatore a singolo stadio. Le possibili realizzazioni sono mediante:
- un bjt configurato a collettore comune, detto anche inseguitore di emettitore;
- un mosfet configurato a drain comune, detto anche inseguitore di source.
Amplificatore operazionale
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L'amplificatore separatore a guadagno unitario può essere realizzato molto semplicemente riportando il segnale in uscita di un amplificatore operazionale alla sua entrata invertente (retroazione negativa), ed applicando il segnale in ingresso alla sua entrata non-invertente.
Questo dispositivo si ottiene chiudendo in retroazione unitaria un amplificatore operazionale ovvero riportando il segnale in uscita direttamente sull'ingresso invertente dell'amplificatore. Lo scopo principale del buffer è quello di separare o disaccoppiare la sorgente del segnale dal resto del circuito. Il disaccoppiamento consente di non assorbire corrente dalla sorgente di segnale, non provocando così gli effetti di carico, ovvero un eccessivo assorbimento di corrente dal generatore di segnale, e aumentare così la capacità di fornire potenza da parte del generatore.
Configurazione Darlington
modificaA transistori
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I medesimi risultati, ottenuti attraverso l'uso degli amplificatori operazionali, sono ottenuti facendo ricorso alla configurazione circuitale di Darlington, con l'impiego di due transistori: configurazione specifica per gli amplificatori a CC
Ad altri elementi attivi
modificaAltri elementi attivi possono venire utilizzati nella configurazione fondamentale di Darlington, quali i transistori ad effetto di campo, le valvole, etc, opportunamente adeguata alle nuove esigenze delle differenti unità costituenti.
Note
modificaTutti gli amplificatori separatori presentano di fatto un guadagno inferiore all'unità, ma lo scarto dall'unità è talmente trascurabile che consente di considerare il guadagno dei medesimi come unitario.
Benché il guadagno di tensione dell'amplificatore separatore sia unitario essi apportano normalmente un notevole guadagno di corrente e quindi un notevole guadagno di potenza: pertanto è errato (sebbene sia luogo comune) affermare che il suo guadagno sia di 0 dB.
Riguardo alla risposta in frequenza dell'amplificatore separatore, normalmente sono consentiti all'ingresso segnali che vanno dalla corrente continua a quella alternata di alcuni kHz: tuttavia, alle frequenze molto basse il guadagno in dB diventa leggermente negativo.
