Amplificatori reazione

1)     Amplificatore di tensione :

Deve dare in uscita una tensione proporzionale alla tensione d´ingresso e ci riesce tanto meglio quanto più la resistenza d´ingresso è elevata e la resistenza d´uscita è bassa, a tal fine si preleva in parallelo una tensione dall´uscita abbassando la R_o mentre in ingresso viene inserita una tensione in serie aumentando la R_i .

 

2) Amplificatore di corrente :

Deve dare in uscita una corrente proporzionale alla corrente d´ingresso e ci riesce tanto meglio quanto più la resistenza d´ingresso è bassa e la resistenza d´uscita è elevata, a tal fine si preleva in serie una corrente dall´uscita aumentando la R_o mentre in ingresso viene inserita una corrente in parallelo abbassando la R_i .

 

3) Amplificatore di transconduttanza :

Deve dare in uscita una corrente proporzionale alla tensione d´ingresso e ci riesce tanto meglio quanto più sono alte sia la resistenza d´ingresso che la resistenza d´uscita, a tal fine si preleva in serie una corrente dall´uscita aumentando la R_o mentre in ingresso viene inserita una tensione in serie aumentando la R_i .

 

4) Amplificatore di transresistenza :

Deve dare in uscita una tensione proporzionale alla corrente d´ingresso e ci riesce tanto meglio quanto più sono basse sia la resistenza d´ingresso che la resistenza d´uscita, a tal fine si preleva in parallelo una tensione dall´uscita abbassando la R_o mentre in ingresso viene inserita una corrente in parallelo abbassando la R_i .

 

5) Amplificazione di un amplificatore reazionato :

Si ha  da cui raccogliendo X₀ si giunge alla espressione della amplificazione reazionata     la quale è valida sotto le seguenti ipotesi :

a)       Il blocco A è unidirezionale   (Y_21A >> Y_12A)

b)       Il blocco b è unidirezionale   (Y_12B >> Y_21B)

c)       Le due reti A e b interconnesse si comportano come reti 2-porte

Si osserva che se |Ab| >>1 , le caratteristiche della amplificatore reazionato dipendono solo dalla rete di retroazione b che può essere realizzata con elementi passivi aventi elevate caratteristiche di precisione e stabilità.

 

6) Guadagno d'anello :

 

7) Fattore di desinsibilizzazione del sistema :

è un fattore molto importante e viene spesso dato in forma logaritmica  , se N è negativo la controreazione è negativa altrimenti è positiva.

 

8) Considerazioni sulla controreazione negativa utilizzata per desensibilizzare l'amplificatore dalle variazioni del guadagno a catena aperta :

a)       Derivando   rispetto ad A, si individua nella derivata ancora il termine A_f , portandolo al denominatore del 1° membro si ha   ed essendo normalmente bA>>1   si ottiene che la amplificazione reazionata è desensibilizzata rispetto alle variazioni del guadagno a catena aperta A. Derivando invece A_f rispetto a b si giunge a  da cui si evince che le variazioni nella rete di reazione b si ripercuotono sulla amplificazione reazionata pertanto b dovrà essere una rete molto stabile.

b)       Se si hanno degli amplificatori da mettere in cascata conviene controreazionare la cascata piuttosto che controreazionare il singolo amplificatore, il risultato si deduce confrontando la sensibilità alle variazioni di A nei due casi.

 

9) Effetto di un campionamento o di un confronto di tipo parallelo :                      

Abbassa la resistenza d'ingresso dell'amplificatore se si tratta di un confronto mentre abbassa la resistenza d'uscita se si tratta di un campionamento.

 

10) Effetto di un campionamento o di un confronto di tipo serie :                           

Alza la resistenza d'ingresso dell'amplificatore se si tratta di un confronto mentre alza la resistenza d'uscita se si tratta di un campionamento, mnemonicamente basta ricordare che “Serie” e “Su” iniziano entrambe con la lettera “S” .

 

11) Criterio immediato per capire se una rete di reazione è in serie o in parallelo :

Affinche sia in parallelo deve essere comune sia all'ingresso che all'uscita, se così non è allora è in serie.

 

12) Criterio di analisi di un amplificatore retroazionato :

Occorre individuare lo schema del corrispondente circuito non retroazionato tenendo conto delle seguenti considerazioni:

a)       la rete da porre in ingresso si valuta cortocircuitando l´uscita se il prelievo è effettuato in parallelo oppure aprendo l´uscita nel caso che il prelievo sia effettuato in serie

b)       la rete da porre in uscita si valuta cortocircuitando l´ingresso se il confronto è effettuato in parallelo oppure aprendo l´ingresso nel caso che il confronto sia effettuato in serie.

c)       se il segnale retroazionato è una tensione utilizzare un generatore di Thevenin altrimenti un generatore di Norton

d)       sostituire il dispositivo attivo con il suo circuito equivalente e valutare  ed A da cui si può ricavare  e tramite esso A_f , R_if ed R_0f .

 

13) Analisi di un amplificatore di transresistenza :

Si tratta di un emettitore comune avente una resistenza di retroazione R´ connessa tra il collettore e la base, come grandezza d´uscita si considera la tensione V₀ mentre come grandezza d´ingresso la corrente I_S erogata dal generatore di segnale. L´analisi è svolta nei seguenti passi :

a)       si calcola   in quanto essendo un emettitore comune si ha V₀ >> V_B .

b)       si disegna il circuito della amplificatore non retroazionato ma caricato dalla rete di retroazione , in particolare dato che in uscita si preleva una tensione in parallelo, per annullarne l´effetto viene cortocircuitata come pure visto che in ingresso si immette una corrente in parallelo, per annullarne l´effetto l´ingresso viene cortocircuitato. Dalla rete che ne risulta si deduce   ,   ,   e la transresistenza non retroazionata .

c)       noti b ed R_M si può calcolare il fattore di desensibilizzazione   da cui si ottengono le grandezze retroazionate   ,     ,    .

I calcoli effettuati tuttavia sono validi solo se la corrente   che scorre tra l´ingresso e l´uscita attraverso la rete di retroazione è infinitesima rispetto alla corrente   dovuta alla rete di amplificazione A , sostituendo si ha che questa condizione è rispettata se  .

 

14) Analisi di un amplificatore di corrente :

È costituito da due emettitore comune posti in cascata, la corrente d´uscita I₀ è circa uguale alla corrente I_E che viene prelevata in serie tramite una resistenza R_E e riportata in parallelo in ingresso tramite la resistenza R´ connessa tra il collettore del secondo transistor e la base del primo, per comodità d´analisi si sostituisce il generatore di tensione con un generatore di corrente e si procede nei seguenti passi :

a)       si calcola   in quanto  .

b)       si disegna il circuito della amplificatore non retroazionato ma caricato dalla rete di retroazione in particolare dato che in uscita si preleva una corrente in serie per annullarne l´effetto si apre l´uscita come pure visto che in ingresso si immette una corrente in parallelo per annullarne l´effetto l´ingresso viene cortocircuitato. Dalla rete che ne risulta si deduce   ,  ,   ed  dove i termini di correzione aggiunti non sono altro che partitori di corrente.

c)       noti b ed A_I si può calcolare il fattore di desensibilizzazione   e tramite esso le grandezze retroazionate  ,  ed   .

I calcoli effettuati tuttavia hanno validità solo se I_f >>I₀ .