Ma della storia delle armoniche superiori esaltate come ci fosse retroazione, sinceramente non l'ho mai capita.
Originariamente inviato da Giaime - 24/08/2006 : 11:24:13
Allora, credo che all'origine della tua incomprensione ci sia l'uso del termine "esaltazione".
Se usi il NFB, quello che accade e` che parte dell'energia contenuta nelle armoniche prodotte dalla distorsione del circuito (ad anallo aperto, cioe` senza l'effetto del NFB) viene per cosi` dire "spalmata" su uno spettro molto piu` ampio. L'entita` complessiva della distorsione viene ridotta, ma cambia la composizione spettrale relativa e compaiono armoniche di ordine superiore NON presenti nello spettro originario (ad anello aperto).
La "cancellazione armonica" e` un fenomeno che si puo` presentare ogni qual volta si hanno piu` stadi "in cascata" (uno dopo l'altro). Quando se ne parla esplicitamente di solito si intende dire che l'entita` e le relazioni di fase delle distorsioni prodotte, cioe` le funzioni di trasferimento dei singoli stadi sono state "ottimizzate" in funzione di questo fenomeno.
In parole povere, quello che succede e` che (se le relazioni di fase relativa sono "giuste") le armoniche pari prodotte da uno stadio tendono a "sottrarsi" a quelle prodotte dagli stadi precedenti (cioe` le armoniche pari tendono a "cancellarsi" a vicenda), riducendo la THD. Pero`, diversamente dalle armoniche pari, quelle dispari non si cancellano, ma al contrario "si sommano" sempre.
N.B.: "somma" e "sottrazione" in questo caso sono termini piuttosto impropri perche`, come spiega se non ricordo male anche Broskie su tubecad.com, in effetti siamo di fronte ad una "funzione di funzione" f(g(x)), per cui le cose in realta` sono un po` piu` complesse...
Comunque sia, il risultato netto e` che anche in questo caso cambia la composizione spettrale relativa e si ha una "esaltazione" delle armoniche di ordine superiore, per cui lo spettro complessivo puo` risultare grosso modo simile a quello che si avrebbe da un circuito "simile" (ma senza cancellazione) che utilizzi un moderato tasso di NFB.
Il modo piu` intuitivo per capire cosa accade e` quello di immaginare di avere uno stadio a guadagno unitario che distorce producendo solo armoniche pari, x semplicita` poniamo solo la 2a, ed uno che invece distorce producendo solo armoniche dispari, anche in questo caso x semplicita` poniamo solo la 3a.
Immaginiamo di far passare una sinusoide attraverso uno di questi due circuiti e proviamo a "visualizzare" le rispettive uscite.
Le distorsioni armoniche di ordine pari e dispari "deformano" l'aspetto di una forma d'onda (poniamo la solita sinusoide) in modo diverso: quelle pari agiscono in modo asimmetrico su una sola semionda, mentre quelle dispari agiscono in modo SIMMETRICO su entrambe le semionde.
La sinusoide che e` passata attraverso lo stadio che la distorce producendo 2a armonica risultera` quindi distorta asimmetricamente, con una semionda "schiacciata" rispetto all'altra, mentre quella distorta di 3a armonica risultera` invece "schiacciata" in modo simmetrico in entrambe le semionde.
Se ora mettiamo due di questi stadi (uguali) in cascata, cosa succede?
Nel caso dei circuiti che distorcono di 3a armonica, il secondo stadio "schiaccera`" ancora di piu` entrambe le semionde gia` "schiacciate" dal primo stadio: la distorsione dei due stadi "si somma" ed ovviamente la THD aumenta.
Nel caso dei circuiti che distorcono di 2a armonica, le cose sono un po` piu` complesse. Fin qui`, abbiamo stabilito che il primo stadio "schiaccia" una semionda.
Se lo stadio e` NON invertente, il secondo stadio "schiaccera`" ancora di piu` la semionda gia` "schiacciata" dal primo: le distorsioni "si sommano", restando ancora solo di ordine pari (in questo caso compare la 4a armonica per effetto della distorsione della 2a, ma questo e` un'altro discorso). Complessivamente, la THD e` maggiore della somma delle THD dei singoli stadi.
Se viceversa lo stadio e` INVERTENTE (o se in qualche altro modo si inverte la fase del segnale, ad es. con un trasformatore), quello che accade e` che il secondo stadio schiaccera` la semionda che era passata indenne dal primo: la distorsione ora e` diventata simmetrica -> sono comparse armoniche dispari!! Se facessimo una analisi armonica scopriremmo che (nelle ipotesi teoriche di partenza), vedremmo che la 2a armonica e` scomparsa (si e` "cancellata") completamente, mentre invece e` comparsa un bel po` di 3a armonica! :o Complessivamente pero` in questo caso la THD e` minore della somma delle THD dei singoli stadi.
Ovviamente questo e` un esempio teorico, semplificato quanto irrealistico, ma IMHO rende bene l'idea per capire intuitivamente il meccanismo.
N.B.: occhio che questo discorso e` utile anche per evidenziare un errore/omissione di Broskie: nel suo sito, in un articolo sostiene che sia possibile ottenere una cancellazione armonica totale anche delle armoniche dispari!
Ovviamente, IN TEORIA questo e` possibile. Se poniamo due stadi che hanno rispettivamente funzioni di trasferimento g(x) ed f(x) in cascata, il sistema completo avra funzione di trasferimento h(x) data da:
h(x) = f(g(x))
ora, se f(x) e` la FUNZIONE INVERSA di g(x), cioe` f(x) = g^-1(x), quello che otteniamo e` che:
h(x) = f(g(x)) = g^-1(g(x)) == x
ovvero abbiamo ottenuto la funzione identita`, annullando qualsiasi distorsione.
Questo in teoria... in pratica anche, se solo fosse possibile ottenere facilmente tale funzione inversa!
Il problema in realta` e` che i nostri dispositivi (tubi o transistors che siano) di solito producono tutti distorsioni di tipo "compressivo", mentre per ottenere la funzione inversa di cui sopra ci vorrebbe un dispositivo che produce distorsione "espansiva", cioe` in grado di "stirare" le semionde...
E sai qual'e` il sistema piu` semplice per ottenere una simile funzione di trasferimento? usare il NFB!
Ciao,
Paolo.