Vabbè, speriamo però che il tema delle distorsioni e intermodulazioni sia affrontato, perchè mi interessa molto.
Ah, ho deciso di dividere, da qua in poi, visto che le cose si vanno a fare serie, la trattazione in capitoli: così anche quando saremmo ad un livello molto avanzato, sarà più facile fare riferimento alle spiegazioni precedenti.
Perdonatemi se alcune cose verranno ripetute rispetto ai primi post, ma libro di elettronica alla mano, preferirei riprendere il discorso da capo per metterci dentro delle formuline e dei simboli che cercherò di tenere per tutta l'esposizione.
Per cui riavvolgiamo il nastro e ricominciamo da capo:
Paragrafo 1: I principii della controreazione.
Riassumiamo, abbiamo visto che la controreazione, o reazione negativa, ha l'effetto di diminuire il guadagno di un amplificatore, ma lo stabilizza (indipendenza dalle variazioni dei componenti) e lo "allarga" ad un range di frequenze più ampio.
Fino adesso abbiamo dato delle spiegazioni molto "alla buona", e condite da esempi pratici. Adesso vediamo di affrontare la cosa con un pelo di teoria in più, aiutandoci con
gli schemi a blocchi.
All'interno dei blocchi si usa scrivere qual'è la relazione che lega il segnale in ingresso con quello in uscita: si chiama
funzione di trasferimento, e nel caso degli amplificatori in tensione, e in casi molto semplificati è ciò che noi fino adesso abbiamo chiamato guadagno (rapporto tra la tensione d'uscita e quella in ingresso), ed è indicato nel disegno con A.
(parentesi: la funzione di trasferimento
comunque non rappresenta solo il guadagno, ma tutto ciò che avviene: sfasamenti, distorsioni...)
Anche la rete di controreazione, il rettangolo in basso, ha una sua funzione di trasferimento, che indichiamo con H, chiamato coefficiente o fattore di reazione, sempre definito come rapporto tra il segnale in uscita e quello in ingresso: nei circuiti pratici più comuni |A| > 1 e |H| < 1.
Poi c'è il cosiddetto "nodo sommatore", rappresentato nel disegno dal cerchietto col simbolo dell'addizione dentro.
Occhio al segno! Se ho messo l'addizione, vuol dire che l'amplificatore A è un amplificatore invertente, ossia
inverte la fase di quello che entra, prima di presentarlo all'uscita (e ciò si rappresenta dicendo che A < -1, ossia un guadagno in modulo maggiore di uno ma negativo). Cosìcchè al nodo sommatore arrivi un segnale attenuato ma fuori fase rispetto al segnale Vi, per cui Vi è sempre di segno opposto rispetto a Vr, nel caso della reazione negativa. Però nella trattazione considereremo sempre il modulo di A, lasciando perdere il segno.
(se A non fosse invertente, ossia A > 1, il nodo sommatore avrebbe un "meno" dentro, e ciò starebbe a dire che avviene una sottrazione, non una somma di segnali).
Come modificheremmo il disegnino di cui sopra se A fosse un amplificatore a più stadi? Magari composto da 3 stadi con amplificazioni A1, A2 e A3 rispettivamente.
Semplice: è del tutto equivalente, se prendiamo A = A1 * A2 * A3.
E ciò è ovvio, se ho 3 circuiti in cascata, uno che amplifica 2, l'altro 3 l'altro 5, l'amplificazione totale sarà (2 * 3 * 5) = 30 (e non 2 + 3 + 5...).
Sciolto anche questo nodo, passiamo alle cose importanti.
Immaginiamo che in gioco ci siano le quattro tensioni sinusoidali presenti nel disegno, ossia:
- Vu il segnale di uscita dell'amplificatore;
- Vi il segnale applicato all'ingresso;
- Vr il segnale di reazione, o d'errore;
- Vs il segnale risultante dalla somma algebrica di Vi e Vr.
Sappiamo sicuramente, per come abbiamo definito A, che
Vu = A * Vs (1)
Poi, per come girano le cose, diciamo che
Vs = Vi + Vr (2)
Vr = H * Vu (3)
Sostituiamo la (3) nella (2), e abbiamo:
Vs = Vi + H * Vu (4)
E la (4) nella (1) (perdonatemi se mollo gli asterischi, sono pallosi e confondono. Due numeri accostati si moltiplicano, spero sia chiaro):
Vu = A(Vi + HVu) = AVi + AHVu
che a me piace più scritta così:
Vu(1 - AH) = AVi
Oh finalmente. Adesso indichiamo con Ar l'amplificazione dell'ampli controreazionato (qualche post fa l'abbiamo chiamata Acl):
Ar = (Vu / Vi) = A / (1 - AH) (5)
(i più ganzi mi contesteranno l'incoerenza del segno. Ma se qualche post fa era più, perchè adesso è meno là dentro? Ricordate la storia del segno di A? Ecco che ne stiamo tenendo conto adesso! Poichè se H è negativo, A dev'essere positivo, oppure come nel nostro caso, abbiamo H positivo e A negativo perchè è invertente, ma sappiamo che quella roba là sotto la frazione deve essere positiva, per cui ci mettiamo un meno, e dormiamo tranquilli).
E ccché vor dì?
Essenzialmente vuol dire che l'amplificazione in presenza di controreazione viene ridotta, rispetto a quella senza reazione, del termine 1 - AH.
).
