Cosa NON FA la controreazione

[LuCe]

la reazione non rende non causale nessuan rete elettrica reale.

Per tutte le reti elettriche analogiche vale il principio di causalità: la rete risponde solo dopo aver rivevuto lo stimolo a mai prima di riceverlo.
Da questa ovvietà ne discende che la retroazione può correggere l'errore solo dopo che esso è avvenuto. Non è vero dunque che la retroazione riduce il rumore, e distorsione ecc. ma semplicemente li corregge e inetavilmente, dopo un certo tempo che l'evento è accaduto. Tale tempo è dovuto alla somma del ritardo di transito di tutti i blocchi sia di amplificazione che retroazione e dei nodi di somma.
Più piccolo è il tempo, meglio è:ovvio. Ma siamo sicuri che sia in generale trascurabile ? Dipende.....

Ciao
LuCe

[marziom]

Tale tempo è dovuto alla somma del ritardo di transito di tutti i blocchi sia di amplificazione che retroazione e dei nodi di somma.
Più piccolo è il tempo, meglio è:ovvio. Ma siamo sicuri che sia in generale trascurabile ? Dipende.....

è la banda passante ad anello aperto...

_____________________
I want to see a beatiful girl... no 00110010111010011001...

[Luc1gnol0]

OT

Dipende
Originariamente inviato da LuCe - 26/06/2008 : 18:02:43

Lucia', non fa(cciamo) "rumore", te ne prego: i proclami ed i sofismi lasciali ad altri.
Se hai da dire e vuoi, lena, tranquillità, calma, e gesso.
Tanto Giaime ha già detto che lui in questo thread non scrive più.

/OT

--- --- ---
Ciao, Luca

[LuCe]

OT

Dipende
Originariamente inviato da LuCe - 26/06/2008 : 18:02:43

Lucia', non fa(cciamo) "rumore", te ne prego: i proclami ed i sofismi lasciali ad altri.
Se hai da dire e vuoi, lena, tranquillità, calma, e gesso.
Tanto Giaime ha già detto che lui in questo thread non scrive più.

/OT

--- --- ---
Ciao, Luca


Originally posted by Luc1gnol0 - 26/06/2008 :  18:19:31

Capito.....confesso non aver letto tutto il tread.
Passo e chiudo.

[Luc1gnol0]

Questo caso è tipico degli stadi push-pull in classe B
Originariamente inviato da plovati - 26/06/2008 : 14:30:24

"Tipico" di quale era? Lo diciamo a Mauro (ed a Walker, Pass, etc.) per vedere al riguardo che cosa ne pen(a)sa?

--- --- ---
Ciao, Luca

[plovati]

Questo caso è tipico degli stadi push-pull in classe B
Originariamente inviato da plovati - 26/06/2008 : 14:30:24

"Tipico" di quale era?

Originally posted by Luc1gnol0 - 27/06/2008 :  13:24:20

Di qualsiasi era e di qualsiasi topologia dove non siano previsti stadi che guadagnino sufficientemente anche a basso livelllo. Dove cioè non ci sia, se vogliamo, abbastanza feedback. O per meglio dire, dove la topologia dell'amplificatore di andata non sia prevista per tale uso.
Se infatti nello schema ideale presentato sopra aggiungiamo uno stadio di guadagno privo di distorsione, si ottiene la seguente situazione:



Se prendiamo il blameless amplifier, che è un classe B con distorsione paragonabile ad un classe A:



Si nota come siano presenti diversi accorgimenti per aumentare il guadagno di andata, dalla presenza diffusa di specchi di corrente al beta enhanced follower. E per ottenere un guadagno privo di distorsione (stadi di guadagno lineari) prima dello stadio di uscita in classe B.
La ricetta del blameless sia per usare le parole di Self: The basis of the design methodology is really the old clich‚ "Make the amplifier as linear as possible before applying Negative Feedback".

E se si riesce a fare uno stadio amplificatore di tensione ancora più lineare senza usare la reazione tanto di guadagnato, come fa Giovanni Arigò: http://www.nova-audio.eu/Italiano/Teoria.htm

_________
Piergiorgio

[plovati]

4. La reazione non velocizza gli amplificatori.

Avrei potuto scrivere in maniera più sintetica ma a rischio fraintendimento, che "la reazione non allarga la banda". Se è chiaro il punto 1 ( la reazione non altera le caratteristiche proprie dell’amplificare), questo non sarà altro che una diretta conseguenza (non potrà alterare allora nemmeno la ‘velocità’).
Ma poiché è un aspetto spesso travisato sarà meglio dedicarcisi.

Il classico schemino scolastico dell’effetto della reazione sulla banda è questo:



che è corretto, nel caso di un singolo polo, cioè di un ritardo dovuto ad una singola cella R-C nel blocco di guadagno d'anello. Tipicamente è questo il caso degli amplificatori che vengono resi tali mediante una compensazione a polo dominante. Ma da dove salta fuori questo grafico?
Finora abbiamo assunto ideale il nostro amplificatore, in particolare in grado di reagire istantaneamente ad una variazione del suo ingresso. Nella realtà non potrà mai essere così, perché ogni oggetto fisico è una capacità e ogni conduttore è una resistenza. Pertanto qualsiasi amplificatore avrà un ritardo di risposta, dato dal tempo necessario per caricare la capacità propria attraverso la resistenza (dinamica) dei suoi elementi attivi. Il caso più semplice o volutamente reso tale come spiegato precedentemente, è quello di una singola costante di tempo, prevalente sulle altre. Di una cella RC cioè di costante di tempo R*C molto superiore (tipicamente una decade, cioè 10 volte tanto) a tutte le altre in gioco.
Se allora inseriamo nel nostro amplificatore un blocco di ritardo a singolo polo e variamo il tasso reazione beta otteniamo la famiglia di curve sopra riportata.
Si nota immediatamente che la reazione non ha migliorato la velocità dell’amplificatore, in quanto alle frequenze estreme l’amplificatore cala di guadagno e la reazione come abbiamo visto non è efficace in questa situazione. Quello che succede succede in realtà alle medie frequenze, dove la reazione spiana il guadagno, lo rende cioè meno dipendente dal guadagno proprio (ad anello aperto) dell’amplificatore.

Poiché la banda passante è un indice della frequenza alla quale lo scostamento del guadagno da quello medio a centro banda è significativo, come si vede dalla foto quest’ultima crescerà. Non in virtù di un impossibili velocizzazione dell’amplificatore, possibile con altri metodi di compensazione, ma di un migliore controllo nonché riduzione del guadagno. L‘amplificatore ancora una volta è rimasto lo stesso, quello che cambia è il segnale che gli viene dato in pasto, predistorto in maniera opportuna dalla rete di reazione.
Il prodotto Guadagno-Banda, che è un parametro fisico legato all’amplificatore infatti non cambia: sia allarga la banda passante tanto quanto si abbassa il guadagno, il prodotto dei due resta costante.
Così come costanti saranno i parametri cha dal prodotto guadagno-banda dipendono, come ad esempio il rapporto S/N. Ma su quest’ultimo punto ci dovremo tornare estesamente.

La banda quindi aumenta per effetto del guadagno in eccesso che viene usato per livellare la risposta in bassa frequenza, non toccando quella in alta frequenza. Anzi, immaginando una situazione ideale, nella quale sia possibile avere un andamento a scalino della funzione Guadagno-frequenza di un amplificatore, cosa succederebbe alla banda reazionata?
Rimarrebbe la stessa!



Tanto banale questo concetto della banda controreazionata non deve essere, visto come viene divulgato in un corso di Elettronica di una facoltà di Fisica:




5. La reazione non cambia il rapporto S/N degli amplificatori.

Lo abbiamo accennato precedentemente. Un dato prestazionale quale il rapporto segnale rumore (S/N) dipende dalla fisica degli elementi attivi. E precisamente dal loro guadagno, dalla loro banda e dal loro rumore. Una volta fissato il dispositivo o il gruppo circuitale di guadagno, reazionarlo modifica il guadagno (lo riduce di 1+AB), la banda (la aumenta di 1+AB) ma non il loro prodotto. Il segnale verrà quindi amplificato meno, nel caso di reazione, come il rumore. Ma verrà integrato su una banda più ampia. Insomma, il rapporto segnale / rumore non viene modificato dall’applicazione della controreazione.
Anche questo concetto non deve essere proprio banale, come dimostrano certe incomprensioni presenti in letteratura, anche di testi e dispense universitarie.
Per esempio in questo estratto di un documento del Politecnico di Torino:



Oppure giudicando come viene calcolato il rapporto S/N di un amplificatore reazionato a pagina 4 di questa dispensa:

http://www.ing.unirc.it/portale/didatti ... 003926.pdf

Se metto un amplificatore A2 davanti al mio A1 nel caso di circuito reazionato, perché mai dovrebbe essere ideale, cioè senza rumore? E se anche lo fosse, per una comparazione tra i due schemi non dovrei forse applicare A2 anche all’amplificatore non reazionato? Di fatto il rapporto S/N non è riducibile per mezzo della reazione. Altrimenti non ci sarebbe bisogno di preamplificatori criogenici o di trasformatori di segnale. Cose insostituibili per la strumentazione a basso rumore.

[LuCe]

OT

Ahhh...avevo capito (evidentemente male) che la discussione era finita metre in realtà era solo una tirata di orecchie per il modo in cui mi sono espresso.
Chiedo perdono per ciò . Non era la mia intenzione, mi sono semplicemente limitato a copiare il modo di esprimemi con cui anche altri si sono espressi in questro thread.
/OT

Mi sorge un dubbio: il discorso sulla "causalità" è passato inosservato perchè è dato da voi assodato e ovvio, perchè lo ritenete marginale o perchè ho scritto una castroneria ?

Ciao
LuCe

[Luc1gnol0]

OT

OT
mi sono semplicemente limitato a copiare il modo di esprimemi con cui anche altri si sono espressi in questro thread.
/OT

Il mio invito era a non accodarti ad un modo di esprimersi che avrebbe potuto, a mio avviso facilmente, far deragliare la discussione in una nuvola di banalità, preconcetti, partigianerie ed accuse reciproche (per quanto con l'esilio volontario di Mauro Penasa e dei nervi fragili di Giaime Ugliano forse eravamo già parzialmente coperti, contro questa eventualità).

/OT

il discorso sulla "causalità" è passato inosservato perchè è dato da voi assodato e ovvio
Originariamente inviato da LuCe - 27/06/2008 : 18:52:25

No Luciano, non credo che sia passato inosservato, tant'è che la seconda parte del mio invito era a metterci più lena e meno spirito (sarà passato questo in sordina?).

Il problema, dal mio punto di vista, è fondamentalmente questo.
Posta la necessaria causalità delle reti elettriche, ce ne importa qualcosa (domanda non retorica)?

Dal punto di vista del principio, la causalità ha un fascino innegabile, ma all'atto pratico i sistemi retroazionati (dai laminatoi agli amplificatori audio) funzionano e bene.
Quelli che non funzionano bene sono spesso riconducibili ad una imperita applicazione della controreazione (che è solo uno strumento, come tale non ontologicamente buono o cattivo) o all'interazione con altri aspetti mal curati dello specifico progetto (vedi recupero dal clipping, solo per alludere a qualcosa di appena più concreto).

Ci sono progettisti di italica fama che dichiarano che anche solo 3dB di reazione negativa siano deleteri, ma che poi non hanno mai mostrato come e perché (se non ricorrendo all'abusato esame audiometrico, se mi passi la battuta).

Se tu avessi voglia di imbastire qualcosa di un po' più esaustivo (e confutabile, sperimentale) al riguardo, per quanto mi riguarda benvenuto e grazie in anticipo.

--- --- ---
Ciao, Luca

[plovati]

OT
Mi sorge un dubbio: il discorso sulla "causalità" è passato inosservato perchè è dato da voi assodato e ovvio, perchè lo ritenete marginale o perchè ho scritto una castroneria ?
Originally posted by LuCe - 27/06/2008 :  18:52:25

l'idea è quella di arrivarci ma ci vuole tempo e metodo. Come puoi vedere già sulla banalità abbiamo speso diversi post e ce ne sarebbe ancora da sviscerare e discutere...


_________
Piergiorgio

[LuCe]

Il problema, dal mio punto di vista, è fondamentalmente questo.
Posta la necessaria causalità delle reti elettriche, ce ne importa qualcosa (domanda non retorica)?

Dal mio punto di vista si e parecchio.
Siamo tutti d'accordo che la reazione fa del bene quando serve, ed è cosa buona quando porta un miglioramente delle reali prestazioni del sistema. Ma credo che il senso del post, correggetemi se sbaglio, sia di parlare di quando la reatroazione è inefficace e quindi se applicata porta perlo più controindicazioni.

Provo a portare un esempio pratico degli effetti della causalità (perdonatemi per il brutto grafico) e ragionare assieme a voi.


In basso c'è il segnale d'ingresso, in alto l'uscita il segnale di uscita (che credo molti abbiano visto all'oscilloscopio). A è il guadagno ad anello aperto, A/K e il guadagno con retroazione; infine To è il ritardo complessivo della rete.
Nel mio esempio lo spike sulla forma d'onda di uscita è dovuto all'inevitabile ritardo con cui la retroazione interviene nel correggere il segnale di uscita.

Cosa NON fa la retroazione dunque? Correggere quel tipo di errore, perchè è lei che in modo più o meno marcato lo introduce.

Ciao LuCe
PS. Vi prego perdonatemi se quando scrivo sembro un maestrino (rileggendomi ho avuto questa impressione) il problema è che in matematica sono sempre stato un asso, ma in italiano.....credo di essere uno dei 5 che è stato rimandato

[Giaime]

e dei nervi fragili di Giaime Ugliano forse eravamo già parzialmente coperti, contro questa eventualità

Originariamente inviato da Luc1gnol0 - 27/06/2008 :  19:12:55

Ho smesso di risponderti, ti prego di lasciarmi perdere e di avere un po' più di rispetto, prima di pretenderlo.

Ciao!
Giaime Ugliano

Don't Be a Wimp. Use NFB and use tons of it.
Bruno Putzeys

[Luc1gnol0]

OT

di avere un po' più di rispetto, prima di pretenderlo
Originariamente inviato da Giaime - 27/06/2008 :  22:16:53

Avresti ragione se qualcuno ti avesse mancato di rispetto, ma così non è stato. Riflettici un po', se vuoi, mentre fai altro.

/OT

--- --- ---
Ciao, Luca

[marziom]

Il problema, dal mio punto di vista, è fondamentalmente questo.
Posta la necessaria causalità delle reti elettriche, ce ne importa qualcosa (domanda non retorica)?

Dal mio punto di vista si e parecchio.
Siamo tutti d'accordo che la reazione fa del bene quando serve, ed è cosa buona quando porta un miglioramente delle reali prestazioni del sistema. Ma credo che il senso del post, correggetemi se sbaglio, sia di parlare di quando la reatroazione è inefficace e quindi se applicata porta perlo più controindicazioni.

Provo a portare un esempio pratico degli effetti della causalità (perdonatemi per il brutto grafico) e ragionare assieme a voi.


In basso c'è il segnale d'ingresso, in alto l'uscita il segnale di uscita (che credo molti abbiano visto all'oscilloscopio). A è il guadagno ad anello aperto, A/K e il guadagno con retroazione; infine To è il ritardo complessivo della rete.
Nel mio esempio lo spike sulla forma d'onda di uscita è dovuto all'inevitabile ritardo con cui la retroazione interviene nel correggere il segnale di uscita.

Cosa NON fa la retroazione dunque? Correggere quel tipo di errore, perchè è lei che in modo più o meno marcato lo introduce.

Ciao LuCe
PS. Vi prego perdonatemi se quando scrivo sembro un maestrino (rileggendomi ho avuto questa impressione) il problema è che in matematica sono sempre stato un asso, ma in italiano.....credo di essere uno dei 5 che è stato rimandato


Originally posted by LuCe - 27/06/2008 :  20:20:53

non è cosi semplice (anche se magari messa cosi è più comprensibile), primo non v'è traccia nel tuo disegno dell'errore che si riporta sull'ingresso, secondo se ben progettata la reazione non deve avere guadagno per segnali troppo veloci -o se preferisci, il guadagno deve essere minore di 1 prima che il circuito ha un ritardo pari 1/To-

marzio

_____________________
I want to see a beatiful girl... no 00110010111010011001...

[sinuko]

secondo se ben progettata la reazione non deve avere guadagno per segnali troppo veloci

Non mi è molto chiaro , ossia, sono gli amplificatori che hanno guadagno non la reazione ad esempio negli OPA, il guadagno ad anello aperto cala con la frequenza a 20dB per decade. Quindi riferendosi al disegno di LuCe, anche la risposta dell'amplificatore non è istantanea ma ci metterà un certo tempo per arrivare a regime ed il picco non dovrebbe presentarsi (comunque è compito del progettista verificare che non si presentino questi fenomeni compensando in maniera opportuna il circuito). Questo nel caso di un OPA, per altri tipi di amplificatore è da verificare.

Ciao Paolo

[LuCe]

secondo se ben progettata la reazione non deve avere guadagno per segnali troppo veloci

Non mi è molto chiaro , ossia, sono gli amplificatori che hanno guadagno non la reazione ad esempio negli OPA, il guadagno ad anello aperto cala con la frequenza a 20dB per decade. Quindi riferendosi al disegno di LuCe, anche la risposta dell'amplificatore non è istantanea ma ci metterà un certo tempo per arrivare a regime ed il picco non dovrebbe presentarsi (comunque è compito del progettista verificare che non si presentino questi fenomeni compensando in maniera opportuna il circuito). Questo nel caso di un OPA, per altri tipi di amplificatore è da verificare.

Ciao Paolo


Originally posted by sinuko - 28/06/2008 :  00:12:18

Questo tipo di difetto è tanto più marcato quanto più è elevato lo slew-rate dell'amplificatore, e tanto è più grande il ritardo complessivo dell'anello To (amplificatore + blocco di retrazione + blocco sommatore+ lunghezza dei percorsi).
L'Ing. Rocc... del assistente del corso di elettronica applicata dell'università di firenze, senza tirare in ballo la causalità, disse esattamente (e correttamente) la tua stessa cosa: fece uno scarabocchio, tipo il mio, commentando che quando si presenta questo fenomeno occorre aggiungere un condensatore di compensazione-
Mi permetto di farti notare due cose.
1) Aggiungendo il condensatore non riduci in alcun modo il tempo di transito del segnale. L'unica cosa che fai è ridurre il lo slew-rate del'amplificatore. Ciò che si cerca di fare è utilizzare (ad esempio) un condensatore di valore opportuno affinchè la pendenza di salita duri esattamente quanto To, così da ricostruire in uscita nuovamente l'onda quandra perfetta.
Ma si tratta di compensazione o di mascheramento? Il mio personale parere è che il problema c'è ancora solo che è nascosto alla vista.
2) Per correggere un problema che l'amplifacatore ad anello aperto non aveva hai duvuto aggiungere (ad esempio) un polo di compensazione col risultato di ridurre la banda passante del sistema chiuso. E se lo scopo dell'impiego della reazione nel tuo caso fosse stato proprio quello di aumentre la banda che ne so, per colpa di un TU poco brillante?

Temo che alla fine la conclusione a cui si arriverà sia sempre la stessa: Se vuoi ottenere qualcosa di buono devono essere buone tutte le parti del circuito, e con la eterna domandona: ma se tutto è già buono perchè usare la retroazione negativa?

Ciao LuCe

[plovati]

Mi pare che stiate correndo troppo. Non ho tempo ora di tornarci sopra, ma provate aragionare su uno schema ideale, sgombrando la mente da tutti i concetti queli banda, poli, etc.. facendo solo un ragionamento in tempo e su blocchi ideali.

Poi e, solo poi, introducete uno alla volta gli elementi caratteristici di un circuito reale...


_________
Piergiorgio

[marziom]

5. La reazione non cambia il rapporto S/N degli amplificatori.

dipende da dove arriva il rumore....
...forse è meglio che riformuli questo punto.



_____________________
I want to see a beatiful girl... no 00110010111010011001...

[plovati]

5. La reazione non cambia il rapporto S/N degli amplificatori.

dipende da dove arriva il rumore....
...forse è meglio che riformuli questo punto.

Originally posted by marziom - 01/07/2008 :  18:04:25

Cioè? In effetti ci sarebbe da argomentare circa il fatto che il rapporto S/N (non il rumore) non puo' aumentare pena la violazione del secondo principio della termodinamica. C'èra una dimostrazione fantastica di Fermi mi pare, legata al corpo nero.. c'è qualche fisico qua dentro che ha ricordi più freschi?


_________
Piergiorgio

[marziom]

per esempio in tutti questi casi


la controreazione aiuta ad eliminare il rumore introdotto all'interno del loop...ovviamente a patto che ci sia adeguato margine di guadagno da spendere.



_____________________
I want to see a beatiful girl... no 00110010111010011001...