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Introduzione storica e Che cos'è un amplificatore operazionale

Total questions: 69

Worksheet time: 35mins

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1.

Chi è considerato il promotore iniziale del concetto di quadripolo per ottenere amplificatori con caratteristiche desiderate?

a)

J. Ragazzini, italo americano degli anni 40

b)

J. Kilby, ingegnere di Texas Instruments

c)

Jack S. Kilby, premio Nobel per la Fisica

d)

Un progettista anonimo dei primi anni 60

2.

Quale fu il principale vantaggio individuato da Ragazzini per il quadripolo amplificatore?

a)

Aumento della banda passante illimitata

b)

Eliminazione totale dei componenti passivi

c)

Riduzione del rumore termico intrinseco

d)

Altissimo guadagno e possibilità di invertenza

3.

Quale affermazione descrive correttamente l’evoluzione tecnologica degli op-amp?

a)

Dai BJT ai JFET, poi solo a componenti discreti

b)

Dai transistor alle valvole e ai componenti discreti

c)

Dai circuiti integrati alle valvole termoioniche

d)

Dalle valvole ai transistor, poi ai circuiti integrati

4.

Chi realizzò il primo circuito integrato monolitico nel 1958, contribuendo alla diffusione degli op-amp?

a)

BJT e JFET sviluppati congiuntamente

b)

Un team europeo senza attribuzione chiara

c)

J. Ragazzini dell’Università di Stanford

d)

J. Kilby dell’americana Texas Instruments

5.

Che cos’è un amplificatore operazionale in termini funzionali?

a)

Un generatore di tensione a riferimento fisso

b)

Un amplificatore differenziale ad alto guadagno

c)

Un oscillatore sinusoidale a media frequenza

d)

Un filtro passa-basso e passa-alto combinato

6.

Nello schema a triangolo dell’op-amp, quanti ingressi e quale uscita sono mostrati?

a)

Due ingressi (+ e −) e un’uscita unica

b)

Un ingresso singolo e due uscite simmetriche

c)

Tre ingressi e un’uscita differenziale

d)

Due ingressi identici e due uscite opposte

7.

Per il corretto funzionamento di un op-amp sono tipicamente necessarie quali alimentazioni?

a)

Una batteria ideale senza riferimento

b)

Tre alimentazioni a polarità mista

c)

Una singola alimentazione pulsante variabile

d)

Due tensioni continue duali simmetriche

8.

Perché i primi amplificatori integrati degli anni 60 richiedevano componenti esterni?

a)

Avevano prestazioni inferiori ai transistor discreti

b)

Non potevano funzionare con alimentazioni duali

c)

Erano privi di ingressi differenziali completi

d)

Utilizzavano solo valvole termoioniche integrate

9.

Quale caratteristica definisce il guadagno differenziale di un op-amp ideale?

a)

Infinito nel regime ideale di funzionamento

b)

Finito e costante per ogni frequenza

c)

Molto grande ma comunque limitato

d)

Zero per ingressi bilanciati perfettamente

10.

In un op-amp ideale, quale affermazione sul principio di cortocircuito virtuale è corretta?

a)

Gli ingressi sono fisicamente cortocircuitati

b)

Le tensioni d’ingresso sono uguali tra loro

c)

La corrente di uscita è nulla sempre

d)

La banda passante è finita necessariamente

11.

Quale combinazione di resistenze caratterizza l’op-amp ideale?

a)

Rin alta e Rout alta

b)

Rin media e Rout bassa

c)

Rin nulla e Rout infinita

d)

Rinfinita e Rout nulla

12.

Dato un op-amp µA741 con Ad = 50.000 e Vo = 15 V, quale è la differenza tra le tensioni d’ingresso (v+ − v−)?

a)

300 µV circa

b)

1500 µV circa

c)

30 µV circa

d)

3 mV circa

13.

Perché, nel limite Ad → ∞, si conclude che v+ = v− in un amplificatore ideale?

a)

Perché BW tende a zero nel circuito

b)

Perché Rout tende a infinito idealmente

c)

Perché Vo/Ad tende a zero nel limite

d)

Perché la corrente di ingresso è nulla sempre

14.

Nel circuito amplificatore invertente ideale, quale relazione tra le correnti al nodo di ingresso invertente è valida?

a)

La somma delle correnti in ingresso è zero

b)

La corrente di ingresso è infinita per op-amp ideali

c)

La corrente di ingresso è uguale a quella di uscita

d)

La corrente di feedback è nulla in ogni condizione

15.

Qual è l’espressione del guadagno di tensione Avf per l’amplificatore invertente ideale?

a)

Avf = + (Rf − R1)

b)

Avf = − (R1 + Rf)

c)

Avf = + R1 / Rf

d)

Avf = − Rf / R1

16.

Nel principio di cortocircuito virtuale per un op-amp ideale, quale affermazione è corretta?

a)

v− è indipendente da v+

b)

v+ è uguale a zero per ogni segnale

c)

v+ è sempre maggiore di v−

d)

v+ è uguale a v− in regime lineare

17.

Se Rf > R1, come si comporta l’amplificatore invertente?

a)

Non trasferisce segnale all’uscita

b)

Attenua con |Avf| < 1

c)

Presenta guadagno unitario

d)

Amplifica con |Avf| > 1

18.

Qual è la resistenza d’ingresso Ri di un amplificatore invertente ideale mostrato, considerando nessuna sorgente interna?

a)

Ri è uguale a Rf

b)

Ri tende a zero

c)

Ri è uguale a R1 + Rf

d)

Ri è uguale a R1

19.

In un op-amp ideale, qual è la resistenza di uscita complessiva del circuito amplificatore invertente?

a)

R0 = 0 ohm

b)

R0 = R2 scelto esternamente

c)

R0 = infinito per op-amp ideali

d)

R0 = Rf per definizione

20.

Per ottenere una specifica resistenza di uscita diversa da zero, quale pratica è corretta?

a)

Sostituire R1 con un generatore di corrente

b)

Ridurre la tensione di alimentazione Vcc

c)

Aumentare Rf fino al valore desiderato

d)

Collegare in uscita un resistore R2 pari al valore richiesto

21.

Quale affermazione sulla banda passante dell’amplificatore invertente ideale è vera?

a)

È nulla se Rf è molto grande

b)

Dipende solo da Vcc e Vee

c)

È finita perché R1 varia con frequenza

d)

È infinita perché elementi sono ideali

22.

Partendo da vi/R1 + vo/Rf = 0, quale espressione per la tensione di uscita vo si ricava?

a)

vo = − (R1 + Rf) vi

b)

vo = − (Rf/R1) vi

c)

vo = + (R1/Rf) vi

d)

vo = + (Rf − R1) vi

23.

Nel circuito amplificatore non invertente ideale, quale espressione corretta del guadagno di tensione A_v?

a)

A_v = 1 + R_1/R_f

b)

A_v = R_1/(R_1+R_f)

c)

A_v = R_f/R_1

d)

A_v = 1 + R_f/R_1

24.

Nel non invertente ideale, la tensione all’ingresso non invertente v+ rispetto a Vi è:

a)

v+ = Vi

b)

v+ = Vo

c)

v+ = 0

d)

v+ = Vi − Vo

25.

Applicando il cortocircuito virtuale in un op-amp ideale, quale relazione è vera tra v+ e v−?

a)

v+ = v− + 1 V

b)

v+ < v−

c)

v+ > v−

d)

v+ = v−

26.

Nel non invertente ideale, la resistenza d’ingresso complessiva vista da Vi è:

a)

Praticamente zero

b)

Uguale a R_f

c)

Uguale a R_1

d)

Praticamente infinita

27.

Nel non invertente ideale con R_f = 0 oppure R_1 infinita, quale è il guadagno?

a)

Unitario, A_v = 1

b)

A_v = R_f/R_1

c)

A_v molto grande

d)

A_v = 0

28.

La resistenza di uscita dell’op-amp ideale è assunta:

a)

Zero, Ro = 0

b)

Molto alta

c)

Uguale a R_2

d)

Uguale a R_f + R_1

29.

Qual è la banda passante dell’amplificatore non invertente ideale con soli resistori?

a)

Teoricamente infinita

b)

Dipende da R_f e R_1

c)

Limitata ad alta frequenza

d)

Limitata a bassa frequenza

30.

Che cos’è un inseguitore di tensione (voltage follower)?

a)

Un non invertente con guadagno unitario

b)

Un integratore con guadagno infinito

c)

Un sommatore con guadagno variabile

d)

Un invertente con guadagno negativo

31.

Quale uso principale ha l’inseguitore di tensione nel collegamento tra sorgente e carico?

a)

Convertitore corrente-tensione a banda stretta

b)

Riduttore di rumore in alta frequenza

c)

Adattatore di impedenza per massimo trasferimento

d)

Amplificatore di potenza con guadagno > 10

32.

Nel miscelatore invertente a tre ingressi, qual è la relazione generale tra Vo e i segnali V1, V2, V3 con resistenze R1, R2, R3 e retroazione Rf?

a)

Vo=−Rf/R1 V1−Rf/R2 V2−Rf/R3 V3

b)

Vo=Rf/R1 V1+Rf/R2 V2+Rf/R3 V3

c)

Vo=−Rf(V1+V2+V3)/R1

d)

Vo=−R1/Rf V1−R2/Rf V2−R3/Rf V3

e)

Vo=−(V1+V2+V3)

33.

Quale legge di Kirchhoff si applica al nodo d’ingresso invertente per impostare l’analisi del miscelatore?

a)

Legge dei nodi, somma correnti zero

b)

Legge delle maglie, somma tensioni nulla

c)

Principio di sovrapposizione, somma contributi

d)

Teorema di Thevenin, sorgente equivalente

e)

Legge di Ohm, rapporto V/I costante

34.

Nel miscelatore invertente, quale è la resistenza d’ingresso vista da ciascun segnale collegato tramite R1, R2, R3?

a)

Uguale a zero per tutti

b)

Uguale a Rf per ogni ingresso

c)

Uguale alla propria resistenza Ri

d)

Uguale alla somma R1+R2+R3

e)

Uguale alla parallela delle tre R

35.

Qual è la resistenza d’uscita ideale del miscelatore invertente con op-amp ideale?

a)

Uguale a zero

b)

Uguale a infinito

c)

Uguale a Rf

d)

Uguale all’uscita parallelo Rf

e)

Uguale a R1+R2+R3

36.

Per ottenere un mediatore invertente che calcoli la media di tre segnali, come vanno scelti R1, R2, R3 e Rf?

a)

R1=R2=R3=Rf·3

b)

R1=R2=R3=Rf/3

c)

R1=R2=R3=Rf

d)

R1=R2=R3=3Rf

e)

R1=R2=R3=Rf/2

37.

Per realizzare un sommatore invertente puro (somma algebrica senza ulteriore guadagno), quale condizione è corretta?

a)

Tutte le resistenze di ingresso uguali a Rf

b)

Rf uguale alla metà di ogni resistenza

c)

Rf uguale alla somma delle resistenze

d)

Tutte le resistenze di ingresso uguali tra loro

e)

Tutte le resistenze di ingresso diverse tra loro

38.

Si vuole sommare N segnali e ottenere anche un guadagno Av. Come si impostano le resistenze?

a)

R ingresso tutte uguali R, Rf=Av·R

b)

R ingresso tutte diverse, Rf=R/Av

c)

R ingresso in parallelo, Rf=Av/R

d)

R ingresso tutte uguali R, Rf=R/Av

e)

R ingresso proporzionali ai segnali, Rf=R

39.

Dato un miscelatore invertente con R1=10 kΩ, R2=20 kΩ, R3=10 kΩ e Rf=10 kΩ, quali pesi applica ai tre ingressi?

a)

Pesi −0.1,−0.05,−0.1 sui segnali

b)

Pesi +1,+0.5,+1 sui segnali

c)

Pesi −1,−0.5,−1 sui segnali

d)

Pesi −10,−5,−10 sui segnali

e)

Pesi +10,+5,+10 sui segnali

40.

Nel differenziale a singolo op-amp mostrato, quale espressione della tensione di uscita è corretta se Rf e R1 sono uguali sui due rami?

a)

vo = (R1/Rf)(v1 − v2)

b)

vo = (Rf/R1)(v2 − v1)

c)

vo = (R1/Rf)(v2 − v1)

d)

vo = (Rf/R1)(v1 − v2)

41.

Qual è il guadagno differenziale Ad dell’amplificatore quando le resistenze sono bilanciate (R1 uguali e Rf uguali)?

a)

Ad = R1/Rf

b)

Ad = Rf + R1

c)

Ad = Rf − R1

d)

Ad = Rf/R1

42.

Usando il principio del cortocircuito virtuale, quale condizione tra le tensioni ai due ingressi dell’op-amp è assunta?

a)

v+ nullo, v− non nullo

b)

v+ maggiore di v−

c)

v− maggiore di v+

d)

v+ uguale a v−

43.

Qual è la resistenza d’ingresso vista sul ramo invertente (V1) del circuito mostrato?

a)

Ri− = R1 || Rf

b)

Ri− = Rf

c)

Ri− = R1 + Rf

d)

Ri− = R1

44.

Qual è la resistenza d’ingresso vista sul ramo non invertente (V2) del circuito mostrato?

a)

Ri+ = R1 + Rf

b)

Ri+ = R1

c)

Ri+ = Rf

d)

Ri+ = R1 || Rf

45.

Se le resistenze d’ingresso non sono uguali, quale conseguenza pratica è più rilevante?

a)

I due segnali non sono trattati allo stesso modo

b)

L’uscita diventa sempre negativa

c)

Il guadagno differenziale si annulla

d)

La retroazione non funziona mai

46.

Qual è la resistenza d’uscita complessiva dell’amplificatore assumendo un op-amp ideale?

a)

Ro = 0

b)

Ro = Rf

c)

Ro = R1

d)

Ro = R1 + Rf

47.

Se si desidera una resistenza d’uscita non nulla, quale azione è appropriata?

a)

Collegare un resistore all’uscita pari al valore richiesto

b)

Scollegare il ramo non invertente

c)

Ridurre Rf fino a zero ohm

d)

Aumentare R1 all’infinito

48.

Qual è un problema principale dell’amplificatore differenziale a singolo op-amp che la configurazione a tre op-amp risolve?

a)

Guadagno fisso non regolabile con una sola resistenza

b)

Resistenza d’ingresso diversa sui due ingressi

c)

Impossibilità di usare retroazione negativa stabile

d)

Uscita sempre saturata a qualunque ingresso

49.

Nella configurazione a tre op-amp, quale ruolo hanno i due op-amp d’ingresso X1 e X2?

a)

Stabiliscono la tensione di riferimento dell’uscita

b)

Realizzano il confronto di corrente differenziale

c)

Sommano le tensioni d’ingresso in fase

d)

Forniscono inseguimento di tensione ad alta impedenza

50.

Quale affermazione descrive correttamente l’amplificatore per strumentazione mostrato?

a)

Ha guadagno fissato da R1 e Rf soltanto

b)

È un singolo op-amp con ingresso differenziale bilanciato

c)

Richiede resistenze d’ingresso molto diseguali

d)

Usa tre op-amp con stadi di ingresso non invertenti

51.

Nel differenziale finale X3, quale relazione base tra uscita vo e ingressi v2, v1 è indicata?

a)

vo = (Rf/R1)(v2 − v1)

b)

vo = (R1/Rf)(v2 + v1)

c)

vo = (Rf/R1)(v2 + v1)

d)

vo = (R1/Rf)(v2 − v1)

52.

Applicando la legge di Ohm al ramo con RG, quale espressione della corrente I è riportata?

a)

I = (v+ − v−)/RG

b)

I = (v2 − v1)/(RG + R2 + R2)

c)

I = (v2 − v1)/(RG + R2 + R2) e I = (v+ − v−)/RG

d)

I = (v1 − v2)/(RG − R2 − R2)

53.

Qual è la formula finale del guadagno complessivo dell’amplificatore per strumentazione in funzione di RG, R1 e Rf?

a)

vo = (Rf/R1)(1 + 2R2/RG)(v+ − v−)

b)

vo = (Rf/R1)(1 + 2R1/RG)(v+ − v−)

c)

vo = (Rf/R1)(1 + 2R2/RG)(v2 − v1)

d)

vo = (R1/Rf)(1 + 2R2/RG)(v+ − v−)

54.

Perché l’amplificatore per strumentazione consente regolazione pratica del guadagno?

a)

Il guadagno varia cambiando una sola resistenza RG

b)

Il guadagno dipende solo dalle sorgenti v+ e v−

c)

Il guadagno richiede variazioni simultanee di R1 e Rf

d)

Il guadagno è fisso per qualsiasi valore di RG

55.

Supponi RG diminuisca. Come cambia il termine (1 + 2R2/RG) nel guadagno?

a)

Si annulla rendendo vo uguale a zero

b)

Aumenta perché R2/RG cresce

c)

Resta costante indipendentemente da RG

d)

Diminuisce linearmente con RG

56.

Nel miscelatore non invertente, la tensione di uscita Vo è proporzionale a quale nodo del circuito?

a)

Alla differenza tra v1 e v2

b)

Alla tensione v+ combinata dagli ingressi

c)

Alla tensione v− a massa virtuale

d)

Alla media geometrica delle sorgenti

57.

Quale effetto produce la modifica di una tra R1, R2 o R3 nel miscelatore non invertente?

a)

Non ha effetto sul segnale di uscita

b)

Cambia il contributo di tutti gli ingressi

c)

Influisce solo sull’ingresso corrispondente

d)

Aumenta il rumore senza cambiare il guadagno

58.

Perché nel miscelatore non invertente i generatori possono interferire tra loro?

a)

Per il collegamento tramite le resistenze d’ingresso

b)

Per la presenza della massa virtuale

c)

Per il corto circuito tra Vcc e Vee

d)

Per l’assenza di resistenze di retroazione

59.

Come si configura un mediatore non invertente per ottenere la media aritmetica degli ingressi?

a)

Rf uguale a 0 e tutte le R uguali

b)

Rf molto grande e R diverse

c)

Rf uguale a R e ingressi disuguali

d)

Rf assente e R tutte diverse

60.

Per ottenere un sommatore non invertente senza guadagno extra, quale condizione sulle resistenze d’ingresso è richiesta?

a)

R1=R2 ma R3 nulla

b)

R1 diversa da R2 e da R3

c)

R1=Rf maggiore di R2

d)

R1=R2=R3 tutte uguali

61.

Se si desidera un sommatore non invertente con guadagno Av, quale impostazione è corretta?

a)

Impostare 1+Rf/R = Av diviso il numero di segnali

b)

Impostare Rf/R uguale al numero di ingressi

c)

Impostare Rf=0 per aumentare Av

d)

Impostare 1+Rf/R uguale alla somma dei segnali

62.

Quale configurazione è in genere preferita per realizzare miscelatori per evitare interferenze tra generatori?

a)

Configurazione differenziale bilanciata

b)

Configurazione a inseguitore di tensione

c)

Configurazione non invertente con R grandi

d)

Configurazione invertente con massa virtuale

63.

In un amplificatore invertente ad alto guadagno, quale relazione approssimata descrive il guadagno A_v quando R_f ≫ R_3?

a)

A_v ≈ −R_1/R_f · (1 + R_2/R_3)

b)

A_v ≈ −R_f/R_1 · (1 + R_f/R_2)

c)

A_v ≈ −R_f/R_1 · (1 + R_2/R_3)

d)

A_v ≈ −R_2/R_1 · (1 + R_3/R_f)

64.

Quale intervallo di guadagno è consigliato limitare in progetti pratici con op-amp per evitare problemi?

a)

Tra 100 e 200 massimo

b)

Oltre 1000 preferibile

c)

Tra 300 e 500 tipico

d)

Tra 10 e 50 circa

65.

Perché è sconsigliato usare resistori troppo piccoli nell’ingresso di un op-amp?

a)

Aumentano il rumore termico in uscita

b)

Causano instabilità per la capacità parassita

c)

Rendono eccessive le correnti richieste all’op-amp

d)

Limitano la banda passante del circuito

66.

Progettando un circuito con op-amp, quale verifica di corrente è raccomandata per evitare interventi di protezioni interne?

a)

Che la corrente di ingresso non superi 2 mA

b)

Che la corrente di slew non superi 1 mA

c)

Che la corrente di bias resti sotto 200 µA

d)

Che la corrente di uscita non superi 20 mA

67.

Quando si usano resistori di valore molto elevato con op-amp, quale considerazione pratica diventa importante?

a)

L’uso di un condensatore di compensazione

b)

La taratura dello zero dell’amplificatore

c)

La scelta di un’alimentazione duale simmetrica

d)

La necessità di layout e condizioni ambientali

68.

Osservando la foto, quale tecnologia costruttiva caratterizza il primo amplificatore operazionale mostrato?

a)

Microcontrollori a 8 bit

b)

Valvole termoioniche a vuoto

c)

Circuiti logici programmabili

d)

Transistor al silicio integrati

69.

Per una dimostrazione museale, devi spiegare un limite pratico degli primi amplificatori operazionali a valvole rispetto ai moderni integrati. Quale aspetto sceglieresti di evidenziare davanti alla classe?

a)

Maggiore robustezza termica in condizioni estreme

b)

Ingombro maggiore e consumo energetico elevato

c)

Minore necessità di alimentazioni elevate

d)

Dimensioni ridotte e altissima integrazione