Il differenziale nei circuiti di condizionamento
A. Costantini | (la videolezione) I segnali elettrici prodotti dai trasduttori, oppure prelevati da un circuito o da un apparato
elettrico, vengono applicati a un sistema di misura sotto forma di una tensione, dunque una
differenza di potenziale fra due punti.
L’applicazione del segnale al sistema elettronico di misura richiede di considerare la modalità
di riferimento per i potenziali, sia per quanto riguarda gli stadi di ingresso del sistema di
misura sia per quanto riguarda il generatore equivalente del segnale da misurare.
Normalmente i circuiti d’ingresso dei sistemi elettronici di misura presentano un
amplificatore per il quale è necessario stabilire e individuare un punto
comune al quale riferire i potenziali di molti altri punti: tipicamente a questo punto
comune sono riferite le tensioni di polarizzazione dell’amplificatore, la tensione d’uscita e
spesso la tensione in ingresso.
Per quanto riguarda invece il segnale da misurare, non sempre è possibile portare uno dei suoi
morsetti al potenziale di riferimento degli stadi di ingresso del sistema di misura.
Per chiarire questo punto, in Fig.1A è riportato il caso di un generatore equivalente di
segnale applicato a uno stadio amplificatore sui morsetti 2 e 1, fra i
quali è presente la resistenza d’ingresso Rin. 
In questo schema il generatore di segnale, l’ingresso dell’amplificatore e l’uscita (Vout) dell’amplificatore sono riferiti allo stesso punto comune. Questa configurazione è detta single-ended (segnale sbilanciato). D’altra parte, in molti casi pratici il segnale di misura risulta flottante (segnale bilanciato), cioè la tensione del segnale di interesse non è riferita al punto comune, e inoltre nessuno dei due morsetti del generatore di segnale può essere collegato al comune dell’amplificatore, per motivi di funzionamento del circuito.
Inoltre i segnali bilanciati sono più robusti nei confronti di disturbi, consentono prestazioni migliori in termini di linearità in sistemi realizzati mediante dispositivi non lineari e in molti casi di interesse pratico rappresentano il tipo di segnale disponibile all’uscita dei trasduttori.
In tali casi, gli stadi amplificatori di tipo single-ended non sono utilizzabili e bisogna ricorrere a configurazioni apposite di tipo differenziale (vedi la Fig.1.B).
Lo scopo di un amplificatore differenziale è quello di accettare in ingresso segnali flottanti e di amplificare soltanto la differenza di potenziale fra due punti, anche se nessuno di essi è il punto comune del sistema. Un amplificatore differenziale con eccellenti prestazioni può essere ottenuto mediante la configurazione in basso. Questo circuito è noto anche come amplificatore per strumentazione (instrumentation amplifier).
Inoltre i segnali bilanciati sono più robusti nei confronti di disturbi, consentono prestazioni migliori in termini di linearità in sistemi realizzati mediante dispositivi non lineari e in molti casi di interesse pratico rappresentano il tipo di segnale disponibile all’uscita dei trasduttori.
In tali casi, gli stadi amplificatori di tipo single-ended non sono utilizzabili e bisogna ricorrere a configurazioni apposite di tipo differenziale (vedi la Fig.1.B).
Lo scopo di un amplificatore differenziale è quello di accettare in ingresso segnali flottanti e di amplificare soltanto la differenza di potenziale fra due punti, anche se nessuno di essi è il punto comune del sistema. Un amplificatore differenziale con eccellenti prestazioni può essere ottenuto mediante la configurazione in basso. Questo circuito è noto anche come amplificatore per strumentazione (instrumentation amplifier).
