Esame elettronica 1: amplificatori reazionati

Salve a tutti. Ho da fare l'esame di Ele1 col prof Pappalardo di uniroma tresh. Per chi lo conosce. Il mio problema è con gli ampli reazionati: non li ha mai spiegati e non so che pesci pigliare. Sul libro sono riportati solo i risultati simbolici per le varie categorie di reazione (serie-serie, ecc). Quindi av=zi*zo ecc. Nessun esempio di come si arrivi a quella formulazione partendo magari da un doppio stadio a bjt. Che poi è quello che dovrei fare io. Ho provato a descrivere i circuiti come doppi biporta ma forse sbaglio io qualcosa. Avete qualche doc, dritta, info, qualsiasi cosa che mi aiuti a sbrogliare questa matassa? Grazie in anticipo a chi vorrà aiutarmi! Claudio

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Claudio Carbone
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"Claudio Carbone" ha scritto nel messaggio news:4331a5b3$0$8477$ snipped-for-privacy@news.tiscali.it...

Ciao, spiegare qui sul newsgroup come studiare la retroazione nei circuiti è un po lungo... Lo studio con dei doppi bipoli è corretto. Uno spunto sullo studio della retroazione lo puoi trovare nelle application notes della texas instruments. Sono della ap riguardanti gli operazionali (voltage feedback, current feedback operational amplifier o qualcosa del genere)...

Ciao, Igor.

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Igor

Claudio Carbone ha scritto:

Ciao Claudio,

la tua situazione mi sembra piuttosto assurda, anzichenò!! Devi fare l'esame di Elettronica 1, dunque sei all'inizio, ed il tuo professore NON spiega la controreazione? Mi sembra fuori da ogni logica.

Ancora di più, mi sembra fuor di logica che un libro di Elettronica metta formule come quelle, senza spiegarle. Ma questo può essere...potrebbe essere. L'importante è che - per ogni formula - sia chiaro il significato dei vari termini.

Con la reazione c'è da stare parecchio attenti...E' un argomento balordo dove spesso - nel caso degli ampli e di molte configurazioni - si fanno determinate approssimazioni che è necessario avere ben chiare.

Tipicamente, in corsi di Analisi dei Sistemi (o affini, Controlli e cose del genere) si svolge una certa teoria dei sistemi reazionati, da dove puoi ricavare le formule "di base".

Poi però succede che l'approssimazione che svolgi in AdS, è troppo forte nel caso di molte configurazioni reazionate. In pratica, in AdS consideri sempre "segnali" e "blocchi" che fanno ciò che devono INDIPENDENTEMENTE da ciò cui sono attaccati. Questo, in Elettronica, non è più vero (a meno di

*riconoscere* che è così), e si parla sempre di oggetti con *impedenze* di ingresso e di uscita, oltreché di funzioni di trasferimento "in particolari condizioni di carico". Le tue impedenze modificano un pochino la situazione, e devi saperne tener conto per ricondurti al tuo "schema a blocchi equivalente", dove puoi finalmente applicare le formule che hai imparato in AdS.

Per esempio, nel caso di un OpAmp, che ha guadagno "infinito", Rin "infinita", Rout "nulla", allora puoi applicare le cose imparate in AdS senza troppi indugi, perché l'ampli - diciamo il blocco di "catena diretta" - è fortemente ideale. Se però incominci a considerare che il tuo OpAmp così ideale non è, allora le cose cambiano, e devi tirare in ballo considerazioni un po' più articolate.

Se studi uno stadio amplificatore, o un due-tre stadi con reazione, molto probabilmente dovrai fare i conti con un modello più complesso, perché lì le approssimazioni "tipo OpAmp" non valgono...

E' un argomento vasto e complesso, spero di averti dato qualche spunto di riflessione.

M
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Michele Ancis

Claudio Carbone ha scritto:

Ma come vogliamo andare avanti con lo sviluppo dell'Italia? Roba da matti...

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__frank__

L'assistente ha fatto una panoramica del concetto di controreazione (tra l'altro già noto dal corso di Fondamenti di Automatica che dev'essere il tuo AdS) senza portarlo a nessuna analisi pratica. Tant'è che al primo scritto che ho affrontato non ho minimamente pensato che potesse esserci. Il professore titolare di cattedra a lezione spiega solo la teoria (giunzioni, flussi fwd e rev, circuiti di ebers molle (!!!)), la parte pratica è affidata all'acidissimo assistente che non fa mai un esercizio dall'inizio tanto i conti li facciamo noi a casa.

Qua mi fai venire una domanda: in molte formule trovo contemporaneamente le impedenza di ingresso e/o uscita degli stadi *prima* della trasformazione in doppio bibolo, assieme alle impedende del doppio bipolo. Esempio: serie-parallelo a=((ag*zi*xo)/)Zin*Zout))

a sarebbe la funzione di guadagno alpha

ag = i0/ve cioè è il quel parametro del modello a parametri ibridi col

pedice 12, quello che descrive il comportamente in forward0.

zi e zo sono le impedenze dello stadio amplificatore PRIMA che portassi tutto dentro, cioè includessi anche i carichi della rete di retroazione.

La domanda è perchè? Se io trasformo tutto o il circuito in due doppi bipoli, incorporo i carichi in uno ed adatto le impedenze di conseguenza, perchè mi tornano i parametri scorporati?

Inoltre, da questa modellizzazione a doppio bipolo, io mi trovo con un generatore controllato che rappresenta il feedback. Sul libro lo toglie sempre utilizzando come segnale d'ingresso l'errore che viene dalla differenza tra il segnale in ingresso originale ed il feedback. Ma sui compiti c'è ovviamente lo schifo! Senza contare che ovviamente in ingresso mi riporto una variabile d'uscita, quindi per esempio ve=Vs-(Vo/Y21) e quindi il tutto diventa ricorsivo e va sbrogliato. Insomma sul testo sembra una cazzata, ma non lo è minimamente :(

Sì lo so, ma noi per fortuna siamo ancora ad alti livelli di idealità.

E lo so. Anche se pure gli opamp danno i loro grattacapi sono sicuramente più semplici di quanto sopra. Ciao Claudio

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Claudio Carbone

Claudio Carbone ha scritto:

[...]
[...]

Claudio,

scusami ma in questo momento non riesco a mettere testa al tuo problema, è molto faticoso seguire questi discorsi senza l'ausilio di "carta e penna"...Posso solo dirti due cose, per ora:

1) procurati il Sedra-Smith e studia da là i principi della reazione negativa. C'è spiegato tutto per filo e per segno, almeno per un primo approccio.

2) il discorso è in questi termini: nella situazione ideale, tu hai che la rete di reazione NON carica il tuo amplificatore, ossia, per esempio per una reazione parallelo-serie (prelevo tensione, controllo tensione), hai che la rete di reazione è un generatore di tensione controllato in tensione. Bello ideale: Rin infinita, Rout nulla. E fin qui, tutto bene.

Nella realtà, però, tu vuoi usare come rete di reazione una rete

*passiva*, tipicamente un partitore di tensione. Questo partitore di tensione, allora, *carica* il tuo guadagno di catena diretta, il tuo ampli insomma.

Tu però, che hai già ottenuto le formule nel caso di "rete di reazione ideale", non fai altro che ricondurti a questo caso.

La Rin della rete di reazione finisce in parallelo all'uscita del tuo ampli. La Rout della rete di reazione finisce in serie all'ingresso dell'ampli, e così via.

E' solo per darti un'idea. Dopodiché, ti ritrovi con un "ampli" che ha un guadagno *diverso* da prima, perché ci hai aggiunto elementi vari ed eventuali. Non solo, ha anche un'altra Rin e un'altra Rout. Però, la tua rete di reazione è di nuovo "ideale" e tu puoi applicare la formula che precedentemente hai ricavato.

Solo che questa volta i parametri sono quelli del tuo circuito

*modificato*.

Spero di aver chiarito...

M
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Michele Ancis

"Claudio Carbone" ha scritto nel messaggio news:4331a5b3$0$8477$ snipped-for-privacy@news.tiscali.it...

[CUT]

Solo un consiglio: lascia perdere i doppi bipoli equivalenti. Qui non si tratta di elettrotecnica o teoria delle reti, s il circuito è appena un po' complesso sostituire a tutti i componenti il modello equivalente diventa una fatica improba e largamente inutile visto che rischia di nascondere il funzionamento del circuito nel suo complesso. Secondo me è meglio abituarsi fin da subito a fare un'analisi sintetica del circuito (a occhio, in un certo senso) in modo da capirne il funzionamento generale in termini di andamenti qualitativi di tensioni e correnti. Ovviamente qui entra in gioco la preparazione teorica...io elettronica 1 la preparai a suo tempo sul "Lacaita - Sampietro, Circuiti Elettronici" dell' editrice Città Studi.

Non credo sia un libro molto diffuso al di fuori del politecnico di Mi, ma se riesci a trovarlo dacci un'occhiata io mi sono trovato molto bene. Ho usato anche il Sedra-Smith ma secondo me il tipo di analisi che svolge (sostanzialmente analitica, molto basata sulle funzioni di trasferimento) non può prescindere dalla comprensione (almeno di prima approssimazione) di quello che succede effettivamente nel circuito.

Sostanzialmente la differenza tra i vari corsi teorici (elettrotecnica, teoria delle reti, automatica, teoria dei sistemi. ecc) e quelli più applicativi sta qui: i primi forniscono strumenti di analisi, mentre i secondi analizzano strutture (più o meno a seconda dei casi) reali.

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marco©

La soluzione a tutti i miei problemi l'ho trovata oggi. Nell'approssimazione A=alpha/(1+alpha*f) alpha può essere trovata come il guadagno dell'amplificatore se si inseriscono i carichi della rete e si spegne la reazione. Quest'approssimazione non era stata spiegata da nessuno ed era lì che sbattevo la testa! Grazie a tutti per la pazienza e le dritte che mi avete scritto, che sono comunque utili per sintetizzare più facilmente i circuiti in fase di risoluzione del problema. Ciao Claudio

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Claudio Carbone

Claudio Carbone ha scritto:

Bravo Claudio!

Comunque, io te l'avevo detto :-)

M
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Michele Ancis

Spesso ricavare l'equivalente circuito a doppio bipolo del circuito di retroazione =E8 la strada pi=F9 breve e migliore per lo studio del circuito retroazionato.

Ciao, Igor.

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Igor

Sicuro che sia la più breve? E se devi analizzare un circuito con 10 transistori? (che sono ancora pochi..)

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marco©

marco© ha scritto:

Beh, io penso di intuire le ragioni di entrambi...Se "il doppio bipolo" è D'OBBLIGO per imparare a capire i meccanismi in maniera rigorosa (e ciò è come una rete di protezione, per il progettista-equilibrista), è anche vero che nella realtà applicativa spesso i percorsi di feedback sono un po' "intricati", urge fare una semplificazione altrimenti non se ne esce. Esempio stupido, la Re in uno stadio CE: si può analizzare il circuito in termini di feedback, ma già il "prelievo" in corrente è fatto su Ie, e non su Ic (che è la nostra "uscita")...Così, tanto per dirne una abbastanza scema.

Allora torna molto comodo essere più liberi, capaci di vedere le cose da un punto di vista più generico/generale. Un'analisi "a occhio", come dice Marco.

Probabilmente esiste anche una sintesi ottima dei due approcci...Ho incominciato a leggere degli articoli MOLTO interessanti sul "Teorema dell'elemento aggiunto", e indagando sull'autore (Middlebrook) ho scoperto che un altro dei "temi caldi" che ha trattato è quello del feedback.

Il discorso è: esiste un modo per tirar fuori, da un circuito elettronico, delle equazioni chiare, intellegibili? L'autore le chiama "Low Entropy Expressions". Se si riesce in questo, siamo a cavallo, no? Lo trovo un discorso affascinante e uno dei progetti a media scadenza è scandagliare questo settore un po' in dettaglio...Credo che ne usciranno fuori robine interessanti.

Un ultimo appunto a Marco...Qual è il problema ad avere 10 transistor, rispetto al discorso feedback? O parli di 10 nested feedback loops? In tal caso, giusto la pistola può aiutarti :-)

Ma se i 10 transistor formano un ampli multistadio, e l'anello di reazione è uno, allora la complessità non aumenta poi tanto, o mi sbaglio? Tanto, l'ampli lo devi analizzare comunque, volente o nolente :-)

M
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Michele Ancis

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