REAZIONE NEGLI AMPLIFICATORI

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1 REAZIONE NEGLI AMPLIFICATORI 1 Generaltà S dce che n n amplfcatore esste reazone qando na parte del segnale d scta, voltamente o nostro malgrado, s compone col segnale d ngresso. Un amplfcatore a reazone pò essere rappresentato dallo schema a blocch dì fìg.1. In esso l segnale v s somma con qello d reazone v r nel nodo, rappresentato dal crcoletto contrassegnato +. Dalla somma de de segnal nasce l'effettvo segnale d comando v dell'amplfcatore A, l qale fornsce la tensone d scta. Qesta, oltre ad almentare l'tlzzatore, entra nel blocco caratterzzato dal coeffcente d reazonedal qale esce la tensone d reazone (v r =v )' II coeffcentedpende dal tpo d crcto con c l segnale d scta è rportato n ngresso. Se la rete d reazone è resstva esso è reale, postvo o negatvo a seconda del collegamento de morsett d scta rspetto a qell d'ngresso del blocco d reazone. Occorre osservare che la somma de segnal v e v r, essendo ess, n generale, sfasat fra d loro, è na somma vettorale per c l'effettvo segnale d comando v è dato da: ' Consderando valor assolt, l segnale v, a seconda dello sfasamento de de segnal, pò avere, pertanto, n'ampezza maggore o mnore del segnale v. fg. 2. r Qando s verfca l prmo caso s dce che la reazone è postva o rgeneratva, qando, nvece, s verfca l secondo caso s dce che la reazone è negatva o degeneratva ovvero che s ha controreazone. Un caso partcolare s verfca qando la tensone d reazone è n fase od n opposzone d fase con la tensone d'ngresso, fg.3, n c s ha rspettvamente: v = v + v r v = v v r Qesto caso s presenta qando l'amplfcazone fnzona nella gamma delle freqenze central ed l so carco è pramente resstvo. Infatt, come sappamo, n tal condzon, la tensone d scta è n opposzone d fase od n fase a seconda del nmero degl stad per c, essendopostvo o negatvo, la tensone d reazone pò essere n fase o n opposzone d fase con qella d'ngresso. La reazone pò essere: A. sere o parallelo a seconda che l segnale d reazone sa rportato n sere o n parallelo al segnale d'ngresso; B. d tensone o d corrente a seconda che l segnale d reazone sa proporzonale all'ampezza della tensone d scta o alla corrente che crcola nel carco. Coè: r = conndpendente dal carco (reazone d tensone) r = K I con K ndpendente dal carco (reazone d corrente). In fìg.4 sono rportat qattro tp d reazone. In tal schem: Pag. 1

2 A rappresenta n amplfcatore ad no o pù stad, caratterzzato da na amplfcazone ntrnseca A v v s l generatore d segnale; Zs l'mpedenza nterna del generatore d segnale o l'mpedenza nserta per realzzare la volta reazone; v l segnale d'ngresso ottento rspetto a v s ; v r l segnale d reazone; v l'effettvo segnale d comando. v In fìg.4 a s ha la reazone sere d tensone, detta anche reazone d tensone-sere. In essa la tensone d scta dell'amplfcatore A è rportata n sere alla tensone d'ngresso attraverso na rete d reazone che, n generale, è n parttore d tensone. In fg.4 b s ha nvece la reazone parallelo d tensone, detta anche reazone d tensone-parallelo. La tensone d scta è rportata n ngresso medante l'mpedenza d reazone Z r che collega drettamente l crcto d scta con l crcto d ngresso. In fìg.4 c s ha po la reazone sere d corrente, detta anche reazone corrente-sere. In qesto caso la tensone d reazone, rportata n sere a qella d'ngresso, è prelevata medante l'mpedenza Z r ( r = Z r ). In fg.4 d s ha nfne la reazone parallelo d corrente, detta anche reazone d corrente-parallelo. La tensone d reazone, prelevata ancora medante l'mpedenza Z, vene rportata n parallelo alla tensone d'ngresso medante l'mpedenza Z r. In pratca, spesso, crct d reazone sono costtt da element resstv anzché da mpedenze. Occorre osservare che l'mpedenza Z s, rportata negl schem vst della reazone parallelo, ha la fnzone d provocare la reazone, la qale, evdentemente, provoca na attenazone del segnale d'ngresso 2 Effett della reazone ene spontaneo chederc qal sano gl effett della reazone. Un effetto faclmente rlevable è la varazone dell'amplfcazone, la qale dmnsce con la reazone negatva ed amenta con la reazone postva. Infatt, n assenza d reazone, l'amplfcazone ntrnseca A è data da: v v A v v' In presenza d reazone negatva s ha nvece: v = v +v r per c rslta: Pag. 2

3 v Ar v ' v r e d consegenza s ha Ar < A. Possamo allora concldere che n presenza d reazone negatva, l'amplfcazone reazonata Ar è mnore dell'amplfcazone ntrnseca A. Così, per esempo, fìg 5, se è dato n amplfcatore avente n'amplfcazone ntrnseca A = 15 per ottenere n segnale d scta d 30, occorre n segnale d comando v = 2 e qnd, n assenza d reazone, n gale segnale d'ngresso (v = v ). In presenza d reazone negatva, spponendo d rportare n opposzone d fase con la tensone d'ngresso na tensone d reazone d 0,5 (= 0,0166) per ottenere ancora 30 d scta e qnd 2 d comando occorre na tensone v d 2,5. L'amplfcazone reazonata vale, pertanto: A r ,5 ed è mnore dell'amplfcazone ntrnseca. Con la reazone postva a verfca esattamente l'opposto. S pò trovare na relazone che lega l'amplfcazone reazonata all'amplfcazone ntrnseca ed al coeffcente d reazone. Infatt tenendo conto delle evental fas delle vare grandezze, s ha: da c: e qnd: U A A A 1 A A r r A A A 1A II modlo d Aè detto gadagno dell'anello costtto dall'amplfcatore e dalla rete d reazone coè r A Il modlo d 1A è detto nvece grado o fattore d reazone. Qando l'amplfcatore lavora alle freqenze central l gadagno dell'anello, per qanto è stato osservato precedentemente, pò essere postvo o negatvo e qnd l grado d reazone pò essere mnore o maggore d no. S possono pertanto verfcare tre cas: a. se Aè negatvo, la (1) dventa n valore assolto: A A0 r 1 A 0 per c l'amplfcazone reazonata è mnore d qella ntrnseca, reazone negatva; b. se A è postvo e mnore dell'ntà, la (1), n valore assolto dventa: (1) Pag. 3

4 A0 Ar 1 A 0 per c l'amplfcazone reazonata è maggore d qella ntrnseca, reazone postva; c. se A è postvo ma gale all'ntà la (1) dventa: Ar cò sgnfca che s possono avere segnal d scta con segnal n ngresso nll. In qesto caso l'amplfcatore dventa n oscllatore. Qesta condzone ovvamente non deve ma verfcars nel caso degl amplfcator mentre è da rcercars qando s vole realzzare n crcto oscllatore. La reazone negatva, nonostante provoch na dmnzone dell'amplfcazone, è largamente sata negl amplfcator n bassa freqenza, n qanto prodce altr effett che, mglorandone le prestazon, compensano ampamente tale dmnzone. Infatt con la reazone negatva s ha: a. na maggore ndpendenza dell'amplfcazone dalle evental varazon nel tempo de parametr de transstor e na rdzone dell'nflenza della temperatra; b. na rdzone de dstrb dovt ad n nsffcente fltraggo delle tenson d almentazone; c. na rdzone della dstorsone armonca; d. n amento della banda passante; e. na varazone dell'mpedenza d entrata e d scta. La varazone dpende da come è prelevata la tensone d reazone e da come è rportata n ngresso e precsamente: 1. con la reazone sere l'mpedenza d ngresso amenta; 2. con la reazone parallelo l'mpedenza d'ngresso dmnsce; 3. con la reazone d tensone l'mpedenza d scta dmnsce; 4. con la reazone d corrente l'mpedenza d scta amenta. Pertanto ne qattro tp d reazone rportat n fìg.4 s ha rspettvamente: a. amento d mpedenza d'ngresso e dmnzone d mpedenza d scta; b. dmnzone d mpedenza d'ngresso e amento d mpedenza d scta; c. amento d mpedenza d'ngresso e amento d mpedenza d scta; d. dmnzone d mpedenza d'ngresso e amento d mpedenza d scta. La reazone postva, nvece, presenta effett oppost e trova solo mpego, ne crct oscllator. 3 Amplfcator a transstor ad n solo stado con controreazone La reazone negatva d corrente-sere s pò ottenere faclmente toglendo l condensatore d emetttore C E, fìg.6. Infatt n qesto caso la tensone d'ngresso è dmnta del valore della tensone d reazone che s prodce sll'emetttore vrr E e R E c Nella fìg. 7 s rporta lo schema d n amplfcatore a transstore con reazone negatva d tensone-parallelo. In esso la resstenza R r oltre a creare la reazone negatva assolve l compto d polarzzare l transstore. In fg.,8 è nfne, rportato lo schema d n amplfcatore a transstore con reazone negatva sere d tensone. La tensone d reazone è rportata, n opposzone d fase, n sere alla tensone d'ngresso medante l parttore d tensone R 1 R 2. 4 Amplfcator a transstor a pù stad con reazone negatva Sccome gl effett della controreazone s fanno sentre s ttt gl element compres nella catena d reazone, spesso con la reazone negatva s mpegna pù d no stado. In fg.9 è rportato lo schema d n amplfcatore a de stad a transstor con reazone Pag. 4

5 negatva d tensone-parallelo. La tensone d scta del secondo stado è rportata n ngresso al prmo stado medante la resstenza R r. C'è da osservare che, n qesto caso, per avere reazone negatva occorre che l trasformatore abba gl avvolgment avvolt n senso tale che la tensone d scta sa sfasata d 180 rspetto a qella del prmaro. Nella catena d reazone s possono nserre anche tre stad, però occorre verfcare che, n ttta la gamma delle freqenze d fnzonamento, a casa degl sfasament ntrodott da sngol stad amplfcator, la reazone da negatva non dvent postva con consegente possbltà d nnesco d oscllazon spontanee. 5 Dsaccoppamento tra gl stad amplfcator Ne var crct degl amplfcator possono nascere reazon dannose a casa degl accoppament, ndttv o capactv, fra transstor, bobne, condttor, ecc. Allo scopo d mpedre o rendere mnm relatv dstrb s rcorre ad accorgment pratc la c varetà e molteplctà è drettamente legata al radomontaggo. Tal accorgment consstono nel dsaccoppare var stad e coè: a. nello schermare le part d crcto pù soggette ad accoppament (bobne, condttor attraversat da corrent alternate); b. nel rdrre al mnmo percors delle corrent alternate; c. nell'mpedre che qalsas componente alternata possa crcolare ne crct collegat all'almentatore. Cò s ottene ponendo n sere, lngo l percorso, apposte ndttanze d blocco, ovvero collegando a massa gl element tlzzator medante condensator d fga o by-pass. Pag. 5

6 6 Schema elettrco d amplfcatore a transstore per bassa freqenza Dopo aver analzzato crct amplfcator fondamental è possble dsegnare lo schema, anche se semplfcato, d qalche amplfcatore completo per bassa freqenza. In fg10 è rportato lo schema elettrco d n pccolo amplfcatore grammofonco a transstor P-N-P che pò essere almentato sa dalla tensone d na battera d ple, sa dalla tensone d rete medante n almentatore. La tensone d'ngresso, fornta da n fono-rlevatore (trasdttore d'ngresso) e regolata dal potenzometro R 2 (controllo d volme), vene preamplfcata da de stad T 1 e T 2. Lo stado fnale n controfase, classe AB, fornsce la potenza necessara all'altoparlante (trasdttore d scta). Osservando lo schema s nota l grppo R 9 C 2 Esso serve per almentare con tensone rdotta l transstore T 1 e la base del transstore T 2. Inoltre nello schema s rleva che la resstenza R 14 ha coeffcente d temperatra negatvo, per c l valore dmnsce con l'amentare della temperatra. Essa serve a stablzzare termcamente transstor dell'ltmo stado. Infatt all'amentare della temperatra, dmnendo l valore della resstenza R 14, e qnd del parallelo R 13 R 14, dmnsce la tensone d polarzzazone d base de de transstor. Tale dmnzone contrasta, pertanto, l'amento della corrente d collettore dovto alla temperatra. Infne s osserva che la tensone d scta è rportata medante la resstenza R 11 n ngresso al secondo stado (reazone negatva d tensone-parallelo). Pag. 6