Appunti: elettronica analogica

Introduzione

L'elettronica è abbastanza giovane perché si è sviluppata negli ultimi 100 anni. Tutti i sistemi elettronici hanno degli elementi parassiti che dipendono dalle frequenze. Quindi si è deciso di eliminare, o meglio, di fare qualsiasi perfezionamento. Non siamo rimasti inerti per elaborare il mercato fisico che eseguiva sulle frequenze. In questo si aiuta l'elettronica.

Il circuito base dell'elettronica analogica è l'amplificazione. Questo perché i traduttori trasformano segnali fisici in tensioni e correnti molto basse (inibite). Quindi si fa fare un lavoro con segnali più esigenti. Per ottenere l'amplificato non incantiamo lo stesso contenuto informativo pensiamo avere amplificazione di tensione.

Amplificazione di correnti e di potenza trasformiamo un po' i segnali in segnali tempettuosi a valori continui per avere un qualsiasi volume in modo continuo e in campo di sequenza di analogico reale da tempo segnali per una rappresentazione digitale. Ogni piano interessante a segnali in determinati istanti. Ho diritto e l'asse dei timp click non è la rappresentazione più giusta dei segnali reali.

Un modo importante di rappresentare le funzioni dei segnali è quello di usare la trasformata di Fourier per segnali non periodici e la serie per segnali periodici.

Si pensa dal dominio reale al dominio delle frequenze. L'espressione in serie di Fourier peccato in segnale le e la rappresenta con una serie di esponenti.Un segnale periodico è tipicamente ha uno spettro discreto: un segnale continuo ma però si rappresentacon la serie di Fourier ma attraverso la trasformata e questo non può darci una funzionenel dominio della frequenza che coperta uno continuo.Per quello che interessa a noi il mondo fisico e rappresentarlo con il generatore di Thevenin e Nortoncon la resistenza che sono le resistenze di segnale.Se rappresento la stesso rete sia con Thevenin che Norton abbiamo che le resistenze equivalentisi dato dal rapporto tra la tensione a vuoto e la corrente di cortocircuito.Per elaborare un segnale di XXX mV e devo scalare in ampiezza in modo da poter togliere il rumore.

Un amplificatore generico è una rete a n e dico posto dopo tipicamente vivo posto di entratae uno vinci di un'alta non entrare accia a vincerelo separa per convertire

Lezione II

Estensione della modalità per modellizzare un amplificatore Fiedback tutto generale. Un amplificatore di tensione può essere modellato con una maglia di ingresso con una resistenza di ingresso per modellare il fatto che l'amplificatore ha ingresso grosso; corrente nella maglia di uscita abbiamo un generatore controllato in termine di tensione e una resistenza d'uscita. Questo è il modello più avanzato, i parametri a cui uso a seconda dell'amplificatore da modellare. Colleghiamo il circuito ad una rete

Vo = Ro io

Riesamina l'aspettativa la corrente d'uscita. Essa è unica nella maglia che contiene un generatore e due resistenze in serie quindi:

io = Avo Vi Ro + Rl Si ricorda che Ro rivestiamo a trasportare tutta la tensione di uscita al carico perchè una parte va su Ro quindi Ro deve essere molto più piccolo di Rl In realtà Rl non è specificato ma varia da Ro in certo range

Vogliamo determinare il guadagno di transconduttanza

g_m = G_m V_i …

Quindi R_o deve essere infinita affinché tutta

la corrente vada in R_L.

Nella maglia di ingresso ho un partitore di tensione

V_i = V_o * ^R_i/_{Ri + Rs}

Affinché la tensione di segnale si vede alla tensione

d’ingresso devo avere R_s idealmente deve essere

infinita

Arriviamo all’amplificatore di transresistenza

Le grandezze caratteristiche sono

la tensione di uscita e la corrente

te di ingresso.

V_o = R_m i'_s

V_o = R_m i' (R_s, R_i, R_o)di tensione totale

Vediamo ora la rete duale

A sinistra zero ci aspettiamo V_o = 0. Mentre a destra infinito ci aspettiamo V_o = V_i.

Quindi questa è una rete passa-alto.

T = _ZR/^{Z_R + Z_C} = _R/^{R + 1/_sc} = _RSC/^{R_SC + 1} = _RSC/^{R_SC + 1}

Questa volta abbiamo una dipendente da s anche al numeratore.

Per t_è calcoliamo s in jω.

_Vo(jω)/^V_i(jω) = _jωRC/^{1 + jωRC} = dividiamo tutto per jωRC

= ₁/^{1 + 1_/jωRC} = ₁/^{1 - jωRC} = ₁/^{1 - j_ωο/ο}

Il modulo è:

|T| = ₁/^{√( 1 + (_ωο/ο)2 )}

La risposta di fase

|T| = arctg _ωο^/ο

Vo = A (V2 - V1) Per costruzione V2 = 0

Vi = A (-V1) Per far funzionare l'operazionale bisogna fare l'ipotesi chein questa condizione possiamo scrivere:

Vi = -_Vo^A Ma per definizione A èinfinito.

Quindi l'unica soluzione per cui l'operazionalefunzioni è che Vi = 0.

Quindi V1 = V2 Cioè un'operazionale perretroazione per funzionare deve avere i due ingressiin questo caso appare V2 cioè quelloche fa uno fa l'altro (porta esempio virtuale) inparticolare in questo caso Vi è a massa virtuale.

Adesso andiamo a risolvere il sistema. Chiamiamois la corrente in Rs, per la massa virtuale

is = ^V1/_Rs

Questa corrente is è obbligata per l'altro impediredell'operazionale a salire e passare per R2.Quindi per la legge di Ohm

Vo = -R2 is

V_o = -^R₂/_R1 V₁

Cioè V_o/V₁ = -^R₂/_R1

numero dispari che posso sommare con segni

diversi e quindi praticamente abbiamo le

dimostrazioni.

Applico il principio di sovrapposizione degli effetti.

V_o2 = V_o2' + V_o2''

V_o2' = - ^R₂⁄_R1 V_i1

V_o2'' = - ^{R₅ V_o1}⁄_R3 = ^R₅R₂⁄_R1R3 V_i1 l'uscita è positiva

V_o2'' = ^R₅⁄_R1 V_i2

Però ho dovuto utilizzare due stadi.

Andiamo ora a calcolare l'uscita della seguente

configurazione.

V_o = V_o' + V_o''

V_o' = - ^R₂⁄_R1 V_i2

V_o'' = (1 + ^R₂⁄_R1) V_i2

amplificatore operazionali. Potremmo a trovare una

soluzione con un solo generazionale.

Supponiamo di volere un guadagno uguale a 100

e una resistenza d’ingresso di 1MΩ la massima

corrente che posso utilizzare e 1MΩ

Quindi così come e il guadagno e 100 non lo

ottengo, perché o abbasso R1 a 10kΩ oppure ho

guadagno 1.

Supponiamo di cambiare la rete di retroazione nella

seguente maniere

Abbiamo 4 resistenze

di cui 3 in retroazione

in configurazione a

stella.

La resistenza d’ingresso

di questo circuito vale

sempre Rs perché vi

quello che il generatore di segnali vedo Rs se e la

massa (in questo caso quella virtuale)

Nel resistore R1 la corrente vale

_i1 = _V1 / _R1 = _i2

arriva al nodo ^□ ed è costretta a passare

direttamente ed R₂. Possiamo calcolare V_x

_Vx - _V1 = - _R21