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1 Amplificatori ideali
1.1 Richiami di teoria delle reti
Un segnale può essere rappresentato tramite la forma di Thevenin o di Norton. Per Thevenin V è
S
la tensione a circuito aperto, mentre per Norton i è la corrente di cortocircuito. Le due
S
rappresentazioni sono equivalenti se V = R i . R è la resistenza di uscita del generatore: una
S S S S
limitazione che impedisce di trasferire al carico (load) la massima intensità del segnale fornito dal
generatore.
Un segnale può essere rappresentato con la sua forma d’onda
tempovariante, oppure con la trasformata di Fourier, che è
la rappresentazione di un segnale v(t) o i(t) come somma di
segnali sinusoidali di diverse ampiezze e frequenze – il
risultato è detto spettro di frequenza.
Un segnale sinusoidale è completamente caratterizzato dal suo valore di picco (o RMS), dalla sua
frequenza (come ω [rad/s] oppure in Hz) e dalla sua fase iniziale.
I segnali analogici hanno magnitudini che possono assumere qualunque valore; i circuiti elettronici
che li producono sono detti circuiti analogici. Campionare la magnitudine di un segnale analogico,
rappresentando ogni campione con un numero intero, produce un segnale digitale. Questo limita la
variazione minima che può essere rappresentata (errore di quantizzazione). Aumentando il numero
di bit si riduce l’errore e si aumenta la risoluzione della conversione.
Il progetto di sistemi digitali è più semplice ed automatizzabile rispetto ai sistemi analogici, ed è
modulare – ovvero costituito da molti blocchi identici (es. circuiti logici o di memoria). Rimangono
funzioni che sono realizzate meglio con circuiti analogici oppure misti.
1.2 Amplificatore
L’amplificazione di un segnale è il modo più fondamentale di
processare un segnale. Un amplificatore di segnale è utilizzato per
amplificare le piccole tensioni prodotte da trasduttori (μV o mV)
in segnali più grandi e maneggevoli.
La linearità in un amplificatore è necessaria per evitare
distorsioni: il segnale deve essere una replica esatta della forma
d’onda di ingresso. Si ha la relazione (
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