www.audiofaidate.org

Apriamo le danze signori.

Obiettivo: dare un'idea più chiara all'autocostruttore medio del funzionamento, teorico e pratico, della controreazione.

Conoscenze richieste: basi di elettrotecnica ed elettronica, un po' la bibliografia che abbiamo in biblioteca. Non necessariamente approfondite conoscenze del tal dispositivo (tubi) o tal altro (bacarozzi neri). Ai più esperti, preavviso che vorrei capire pure io, quindi spiegatevi, ok?


La cosa nasce dalle considerazioni che facevamo altrove (http://www.audiofaidate.org/forum/viewtopic.php?t=1208&).

Una bella FAQ del NFB ci vorrebbe inizio io con le domande alle quali mi piacerebbe trovare risposta.

• è vero che controreazionando un amplificatore (sia esso inteso in senso generale) vengono "esaltate" il contenuto armonico di ordine elevato? Self e Elliott dicono di no. Piergiorgio me ne ha dati un altro paio che dicevano di si. Quindi?
• quali sono i principali problemi (e le precauzioni a livello di progetto) implicati nell'avere un trasformatore nel loop di NFB? Mi riferisco chiaramente agli ampli a tubi tradizionali.
• i principali contestatori dell'NFB portano come loro cavalli di battaglia l'influenza che avrebbe la back EMF sull'anello di controreazione, oppure parlano di distorsione temporale (e che è?). Cosa c'è di vero, e cosa è marketing?
• ci libereremo un giorno dei preconcetti che vorrebbero tutti gli ampli per hi-fi non controreazionati?
• un tale, seguace di un tal personaggio che fa gli amplificatori con i led blu (che non nominerò ovviamente), mi ha chiesto di spiegargli come rendere zero NFB l'ampli dell'autoradio. Cosa gli rispondo, esistono articoli in rete alla portata del neofita che spieghino chiaramente che spesso ciò che si dice sull'NFB è fuffa?

Questo è solo l'inizio

Saluti termoionici


Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

Se mi permettete, premetto anche un pochino pochino di "teoria", per i più neofiti che ci potrebbero leggere.

Riferimento: http://www.aikenamps.com/GlobalNegativeFeedback.htm



La "controreazione" è un trucchetto che si usa in elettronica, per rendere più stabili i circuiti. Si usa per allargarne la banda passante, per diminuirne rumore, distorsione e influenza ai disturbi di alimentazione e ha un'effetto pure sull'impedenza d'uscita del nostro "amplificatore".

E' da notare che sto intendendo amplificatore come il "triangolino" del disegno, ossia un generico dispositivo che prende un segnale all'ingresso e lo porta all'uscita, "ingrandito", "amplificato" di un fattore chiamato "guadagno" dell'amplificatore.

(poi che esso sia implementato con una valvola, un transistor, o che sia la schematizzazione di un intero amplificatore con numerosi stadi, qui poco importa).

Il principio è semplice: Ri e Rf costituiscono un partitore resistivo, che fa "ritornare" parte del segnale d'uscita, all'ingresso. Come si vede non è lo stesso ingresso del segnale: è un ingresso col "meno", ossia è sottrattivo rispetto al segnale d'ingresso. Cosa significa questo?

Che l'amplificatore, al posto di amplificare il segnale in ingresso, amplifica la DIFFERENZA tra segnale in ingresso e segnale che proviene dall'"anello di controreazione". Perchè ha gli effetti sopraccitati questo?

Prendiamo per esempio la distorsione. Se il nostro amplificatore non è perfettamente lineare (ossia la sua "funzione di trasferimento" non è una retta, in un grafico dove in ascissa c'è la tensione all'ingresso, e in ordinata la tensione in uscita, però occhio che il discorso sarebbe uguale se al posto di tensione ci mettiamo "corrente"), l'uscita non sarà solo uguale all'ingresso ma "ingrandita", ma avrà altri segnali sovrapposti che all'inizio non c'erano. Questa è distorsione, ed è insita negli amplificatori non puramente teorici.

Come viene diminuita dall'NFB? Semplice: l'amplificatore (ricordate, amplifica la differenza) "confronta" il segnale in ingresso con quello dell'anello di feedback (che è del tutto uguale a quello dell'uscita dell'amplificatore, solo che è "ridotto" come valore) e si accorge che c'è una differenza, la distorsione appunto. L'amplificatore quindi fa in modo di fare la differenza tra il segnale in ingresso e quello proveniente dall'uscita, e il risultato è che all'ingresso avviene una "miscelazione" che "pre-distorce" il segnale.

Questa "pre-distorsione" di segno opposto a quella prodotta dall'amplificatore, fa in modo di annullarsi con quella dell'amplificatore stesso, facendo in modo che all'uscita NON CI SIA PIU' LA DISTORSIONE.

(o meglio, non sia così forte: il livello di attenuazione della distorsione dipende dalla quantità di controreazione che abbiamo applicato).

Mi perdoneranno i più esperti se ho detto qualche fesseria, correggetemi per piacere eh!!! La mia era solo una breve "idea" per dare le basi ai più neofiti tra noi.

Saluti termoionici


Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

Bravo Giaime che pensi anche ai neofiti.
Mi raccomando andiamo avanti cosi...; )
Chi sa mai che una volta per tutte capisco qualche cosa della controreazione.

tra le conoscenze richieste aggiungerei anche un po' di teoria dei sistemi e/o dei controlli automatici.

per es. basta conoscere (meglio è il modello meglio va la simulazione) funzione di trasferimento della catena aperta e dell'anello di retroazione per rispondere alla prima domanda.

Ma - poichè 'amico Plato sed magis amica veritas' - molte riposte può darle un analizzatore di spettro.

Di tutte queste cose, come però ho già sperimentato, ne avrai pieni i tuoi anni di università.

perchè non godersi la metafisica magia del tubo illuminato polarizzato 'a orecchio'?


a parte gli scherzi, mi sembra un 3d stimolante. io ne ho proposto uno meno tecnico su el84 a pentodo e feedback attivo e nessuno mi ha risposto. spero qui vada meglio.

Dario

tra le conoscenze richieste aggiungerei anche un po' di teoria dei sistemi e/o dei controlli automatici.

Originally posted by d_oris - 24/08/2006 : 16:12:56

Si però così facendo restringiamo le spiegazioni "engineers only". Non mi piace, non tanto solo perchè nemmeno io ce le ho le conoscenze che elenchi ma pure per rendere il tutto più fruibile agli altri...

Nell'attesa che qualche "esperto" intervenga e mi/ci/vi/ti illumini, io proseguo.

Sempre sugli effetti della controreazione: la stabilizzazione del guadagno.

Quante volte noi valvolisti ci siamo accorti che un tubo vecchio, a parità di circuito, tira meno corrente e guadagna meno di un tubo nuovo. E' purtroppo intrinseco al funzionamento della valvola il fatto che si consumi. E non solo: altri tipi di variazioni di guadagno possono venire per esempio da variazioni della tensione di alimentazione, variazioni della tensione di filamento, oppure per i "bacarozzi neri" (detti transistor da chi se li fila) capita che se ne bruci uno, e tu lo devi sostituire. Si ma se le valvole tra di loro hanno i parametri diversi al massimo del 5-10% (a parità di modello di valvola, s'intende) i bacarozzi raggiungono spesso il 20% di differenza, e pure il 50% in taluni casi e per alcune caratteristiche.

Come ovviare a tutto ciò? Io voglio un circuito che abbia il guadagno A, che io ho prefissato in fase di progetto, e non voglio che sostituzione dei tubi, variazione delle tensioni di rete, invecchiamento, etc etc me lo cambino. A deve essere, e A sarà. MA COME?

Con la controreazione: riprendendo il disegnino di cui sopra,

in una prima approssimazione diciamo che il guadagno di tale "configurazione" è pari a:

A = G / (1 + G*H).

Dove G è il guadagno dell'amplificatore "così com'è", ad "anello aperto" come si usa dire (ossia, "staccando" la resistenza Rf, in tal modo "rompendo" l'anello di controreazione). Mentre A è il guadagno che vogliamo ottenere, e H è il "fattore" di controreazione.

Nel caso di un semplicissimo partitore resistivo, come nello schemino,

H = Ri / (Ri + Rf).

(che come molti riconosceranno, è la formulina della tensione a metà di un partitore resistivo, papale papale).

E allora, dove sta la stabilizzazione del guadagno?

Semplice: facciamo un caso pratico. G = 10, e H = 0.1, ci portano A = 5.

Adesso con la bacchetta magica, applichiamo una maledizione al povero amplificatore, e per cause X (ossia, boh?) il suo guadagno è aumentato, ossia G = 15.

Però H non può cambiare: sono due resistenze, certo le resistenze col tempo cambiano un po' valore, ma quelle moderne sono molto stabili, e sicuramente le variazioni di H sono molto minori percentualmente di quelle di G.

Allora, dopo la magia, A = 15 / (1 + 15*0.1) = 6.

Una variazione di guadagno pari al 20%.

E se la controreazione non ci fosse stata? Beh, avremmo avuto prima 10, poi 15, per una variazione di guadagno del 50%. Quindi, in un sistema controreazionato, le variazioni di guadagno vengono in qualche modo "compensate" dall'anello di controreazione.

E' evidente che più è grande H, più il guadagno si stabilizza: portando il discorso al limite, per H = 1 (ossia TUTTO il segnale all'uscita viene riportato all'ingresso, non solo una parte):

A = G / 1 + G

Che, per G >> 1, equivale a

A = G/G = 1.

Ecco da dove viene "il buffer a guadagno unitario": un sistema controreazionato tale da avere un guadagno unitario.

I sistemi reali hanno guadagno minore di 1, perchè G è finito (fosse infinito, sarebbe un altro discorso: per gli opamp è *quasi* infinito).




Saluti termoionici


Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

Bravo, Giaime !

(vuoi mica diventare moderatore anche qui , neh ? )

Paolo Caviglia

Altro effetto utile della controreazione: l'allargamento della banda passante.

Dunque, la banda passante di un amplificatore è la sua risposta in frequenza: poichè l'amplificatore pefetto che amplifichi in modo uguale dalla tensione continua (f = 0Hz) alla luce visibile non esiste, noi nell'audio amiamo molto definire i punti di "-3dB" degli amplificatori.

Ossia quelle due frequenze, una al limite inferiore, l'altra al limite superiore della risposta del nostro amplificatore, alle quali il guadagno del suddetto è diventato circa 0.707 volte (ossia rad(2)/2 volte) rispetto al guadagno in "centro banda".

Mi spiego meglio: il classico amplificatore audio dovrà riprodurli i 1000Hz, sennò che audio è. Ecco, la frequenza di -3dB inferiore potrà essere 20Hz, perchè tanto non c'è molto da ascoltare sotto i 20Hz. Cosa significa questo? Che a 20Hz, il guadagno sarà 0.707 volte quello a 1000Hz: se era 10, a 20Hz sarà 7.07. Se era 100, sarà 70.7, e così via.

Ossia, poco prima della frequenza di -3dB, il guadagno dell'amplificatore inizia a calare, e dopo quella frequenza, contina a calare, diventando prima metà, poi un quarto, poi via via fino a zero (se intendiamo le tensioni, se invece intendiamo i dB, allora è meno infinito).

Dopo questa pallosa premessa,

perchè la controreazione "allarga" la banda degli amplificatori? Per esempio, perchè se prima le frequenze di -3dB erano 100Hz e 10.000Hz, adesso sono 20Hz e 20.000Hz?

Avendo già premesso la spiegazione sulla "stabilizzazione" del guadagno, mi risulta semplificato spiegare quest'altro fenomeno: se ci si pensa, le due cose sono strettamente legate.

Infatti, è proprio per il fenomeno di stabilizzazione del guadagno, che la risposta dell'amplificatore si estende di più agli estremi.

Facciamo un caso pratico, riprendendo i numeri di prima. G = 10, H = 0.1, per A = 5.

Ammettiamo che esista una ben determinata frequenza alla quale, ad anello aperto (ossia prima di applicare la controreazione, prima di chiudere l'anello) come prima, il guadagno diventi la metà, ossia G = 5.

Questa frequenza sarà più o meno vicina al punto di -3dB inferiore (o superiore, è uguale), essendo (5 / 10) = 0.5 piuttosto vicino al nostro 0.707.

Senza controreazione, il guadagno a quella frequenza sarà proprio G a quella frequenza, ossia 5, che non è più il G a 1kHz! Evidenziamo quindi una variazione del (5 / 10)*100 = 50% nel guadagno.

Ora, che succede se mettiamo la controreazione, con H = 0.1?

A 1kHz, succederà che A = 5. D'accordo, ma alla nostra frequenza "problematica", cosa è successo? G = 5, ma stiamo controreazionando quindi il guadagno è diventato

A = G / (1 + G*H) = 5 / (1 + 5*0.1) = 3.33.

Cosa c'è di diverso direte voi, è scontato che ci sia meno guadagno. Certo. Ma a me interessa non il guadagno in assoluto, ma la differenza di guadagno rispetto a "centro banda" (che noi abbiamo assunto essere 1kHz).

Si vede che senza controreazione, la differenza era del 50%, ora è solo del (3.33 / 5)*100 = 66%, ossia se prima il guadagno era sceso fino al 50% del valore originario, ora è sceso solo fino al 66%, ossia un 16% in più di prima.

Questa differenza potrà sembrare piccola: ma è ancora più chiara se usiamo due amplificatori dallo stesso guadagno, solo che uno è controreazionato (G = 100, H = 0.1, A = 9) e lo chiamiamo Topolino, e l'altro no (G = 9) che chiamiamo Paperino (perchè è più s****to). Come si vede i due "guadagni" sono identici: 9 per Topolino (a loop chiuso), e 9 per Paperino.

Ora, se il guadagno "interno" (ossia G) dimezza a 20Hz, cosa succede?

Paperino, essendo s****to, passa da 9 a 4.5. Paperino è un amplificatore che ha pochi bassi

Topolino, avendo G = 100, passa a G = 50, per cui:
A = G / (1 + G * H) = 50 / (1 + 50 * 0.1) = 8.33.

In pratica a Paperino il guadagno gli si è dimezzato, a Topolino è cambiato pochissimo!!!

Eccovi dimostrato che applicando controreazione si allarga la banda passante.






Saluti termoionici


Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

Non accetto che in una discussione sulla controreazione, il software del forum mi censuri la parola S F I G A T O.

Non è giusto! Topolino è più fortunato di Paperino, per cui è lecito definire Paperino uno sfi (etc etc) rispetto a Topolino.



Saluti termoionici


Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

non vorrei sembrare un troll, davvero, ma credo che ci sia un assurdo logico in tutto questo.
se vogliamo, come tu dici, cercare di spiegare tutto fisicamente allora dobbiamo ricorrere a modelli e a metodi che per forza di cose sono 'engineers only'.
altrimenti costruiremmo amplificatori con operazionali (come fa qualcuno e pare gli riesca anche bene).

e considera che stiamo tenendo da parte il discorso sulla stabilità (che non si risolve solo con un grid stopper).

ti propongo quindi una sfida: un esercizio semplice per capire come cambia la distorsione retroazionando.
se lo risolvi ti prometto che convinco Plovati a costruire un ampli tutto a stato solido e 80dB di NFB
se perdi progetti con spice un integrato con ecc82 e 2a3 zero feedback, polarizzazione automatica e modello ALMENO T-S di un diffusore ad hoc (al posto della res da 8 ohm che metti sempre)

ti concedo anche il vantaggio: modello del primo ordine di triodo a trasconduttanza Ik=k*Vg^(3/2)
(Vg chiaramente è il modulo del negativo di griglia)

allora:

poni y=Ik e x=Vg
hai bisogno almeno di una scomposizione del terzo ordine (usa i polinomi di taylor per trovare i cN)
y = c1 * x + c2 * x^2 + c3 * x^3

dopodichè supponi y con distorsione (e quindi rappresentabile in serie di fourier)
y = a0 / 2 + a1 * cos (wt) + a2 * cos (2wt) + a3 * cos (3wt) + ...

a0 è chiaramente la corrente di riposo.
a1 è l'unica cosa che ci interessa, il resto (a2 e a3 sono distorsione)
a2/a1 è la distorsione di seconda armonica (in catena aperta)
a3/a1 è la distorsione di terza armonica (in catena aperta)

ora fai un bilancio armonico (ovvero poni i membri a destra delle equazioni precedenti uguali fra loro) e cerchi i coefficienti kN tali che puoi scrivere

x = K1 * y + K2 * y^2 * K3 * y^3
(eq. del bilancio armonico)

ora poni x = x - NFB * y (ovvero retroazioni)
e metti al posto di ogni y nell'eq del bilancio armonico la serie di Fourier troncata al primo ordine
se riporti quello che ottieni in funzione di x ottieni nuovi coefficienti (a0' a1' a2')
li confronti con i primi che hai trovato e valuti.

questo ovviamente con un modello del primo ordine che non tiene conto della risposta in frequenza del triodo. vedi tu con un modello reale dove si arriva con i conti.

buon lavoro


Dario

Ok, ci si risente a Novembre quando avrò decifrato il tuo scritto.



(ps: sarebbe per dimostrare la storia delle armoniche superiori che vengono esaltate? E se si, ed è realistica la cosa, perchè se una dimostrazione matematica alla mia portata è sfuggita a quei geniacci di Self e Elliott, che sicuramente ne sanno a pacchi pi di me?)

Saluti termoionici


Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

Giaime, non ti preoccupare.

Una dimostrazione simile (se la memoria non mi inganna) fu pubblicata nel 1974 o giù di lì su Wireless World, a firma di Scroogie, che era una delle colonne storiche della rivista.
Il titolo era "Exploring the fallacies... o qualcosa di simile (ma sto perdendo colpi e non trovo più l'articolo, se no l'avrei postato).

Per quanto riguarda Self, lungi da me far il suo esegeta, ma mi pare dica una cosa un po' diversa: egli sostiene che non è obbligatorio progettare amplificatori con distorsione crescente sulle alte frequenze (però potrei sbagliare anche qui, causa memoria - lunga vita a Self, comunque, dato che Scroogie è morto 15 anni fà, all'età di 92 anni !).

Cordialmente.

Paolo Caviglia

Scusate, invece di perderci in interessanti disquisizioni matemaiche, poco comprensibili anche agli addetti ai lavori, perchè non proviamo a dare un esempio pratico di cosa è e può fare la NFB.
Io per impostazione professionale sono un "Pratico", allora perchè non
pubblicare le risposte in frequenza dei nostri bravi ampli senza NFB su
carico reale cassa acustica? (magari 4 Ohm).
Poi si potrà commentare quanto accade ai nostri bravi gioellini.

Calogero

Scusate, invece di perderci in interessanti disquisizioni matemaiche, poco comprensibili anche agli addetti ai lavori, perchè non proviamo a dare un esempio pratico di cosa è e può fare la NFB.
Io per impostazione professionale sono un "Pratico", allora perchè non
pubblicare le risposte in frequenza dei nostri bravi ampli senza NFB su
carico reale cassa acustica? (magari 4 Ohm).
Poi si potrà commentare quanto accade ai nostri bravi gioellini.

Calogero


Originally posted by Badra69 - 25/08/2006 :  09:22:20

(intervento di moderazione preventiva)

Questo è il problema dell’argomento proposto, se si vuole arrivare da qualche parte si devono utilizzare strumenti e ragionamenti da iniziati. Altrimenti ci si perde in guerre di religione su casi particolari, come è sempre avvenuto quando è stato toccato l’argomento controreazione in passato.
Discutere di un caso pratico non aiuta a far luce sull’argomento reazione che è molto più generale e complesso. Già la discussione sul solo effetto sulla distorsione riempirebbe pagine intere e qui si è impostata una discussione ancora più vasta su tutti gli aspetti della controreazione.
Si tratta anche di usare il buonsenso e non pretendere che un principiante che fatica a comprendere la legge di Ohm pretenda di capire tutto e subito. Per quello ci sono libri ben fatti che è altrettanto inutile replicare qui.
Abbassare il livello in questo caso vorrebbe dire semplificare troppo (come hanno fatto spesso personaggi ben più quotati) e prendere lucciole per lanterne, oltre che allontanare i contributi di gente qualificata che non posta per timore di essere contestata su ogni punto da ignoranti (nel senso buono, che non conoscono) o perditempo (nel senso cattivo, che lo fanno perdere ad altri). A me piacerebbe leggere i contributi di alcuni nostri iscritti che hanno molto da dire ma che per ragioni diverse so già che non interverranno in una discussione sbragata.

Consiglierei la lettura della pagina 308 e 309 del Radiotron
L’articolo di Aloia su CHF48
Jan Didden, "Feedback---Curse or Blessing?," in Audio Electronics (janneman di Diyaudio, magari potrebbe autorizzarci a postarlo)
E magari se fosse possibile recuperarlo l’articolo che citava drpaolo

Consiglierei altresì di evitare di utilizzare il principio di autorità (l’ha detto il tale o come mai non l’ha detto il talaltro). Aristotele non ha parlato della controreazione, significa pertanto che non esiste? Se quanto viene letto non è rielaborato personalmente e magari collettivamente grazie al forum, resta un grumo di inchiostro su carta.

(PS Calogero, guarda che non è una critica rivolta a te.)

Detto questo mi ritiro, perché non vorrei essere costretto a progettare un ampli a stato solido con 80dB di feedback (o Dario, le scommesse pagatele tu ; ) )

_________
Piergiorgio

Consiglierei altresì di evitare di utilizzare il principio di autorità (l’ha detto il tale o come mai non l’ha detto il talaltro).

Originally posted by plovati - 25/08/2006 : 10:02:19

Per carità, per carità,

lungi da me sostenere qualcosa del genere: sennò avrei detto "lo dice Piergiorgio" e sarei stato felice di avere acquisito la prima "verità incontrovertibile" in campo audio.

Mi sono letto le pagine del Radiotron che mi hai indicato, e guarda caso è proprio l'inizio del capitolo 7 che, prima di postare questa discussione, mi ero riletto.

E' dimostrato inconfutabilmente che, se soddisfatte le seguenti condizioni:

• che il segnale d'errore sia perfettamente sfasato di 180° rispetto al segnale in ingresso;
• che l'amplificazione sia la stessa tra fondamentale e armoniche;
• che NON ci sia apprezzabile intermodulazione;

il feedback RIDUCE sempre le componenti armoniche, indipendentemente da quali esse siano.

E forse ho già capito qual'è il problema:

• è impossibile avere una risposta di fase perfetta fino alle armoniche più alte, per cui potrebbe essere questo un problema: in genere si limita artificialmente la banda passante dell'amplificatore per evitare che, a causa degli sfasamenti in alta frequenza, esista una ben determinata frequenza alla quale il guadagno è maggiore di uno e la rotazione di fase è 180° rispetto al centro banda (in tal caso dall'amplificatore passiamo all'oscillatore). Per cui, per evitare oscillazioni in alta frequenza noi andiamo ad alterare la coerenza di fase dell'amplificatore, e probabilmente le armoniche più elevate ne risentono, seppur in piccola parte, di questo effetto;
• che l'amplificazione sia la stessa tra fondamentale e armoniche. Vedi sopra: non è del tutto "sicuro" sempre, variazioni di decimi di decibel ci possono essere specie con trasformatori nel mezzo;
• e poi forse l'effetto più grosso è appunto l'intermodulazione. Per far sentire meno quest'effetto deleterio del feedback, bisogna quindi fare in modo che ad anello aperto ci sia la minor intermodulazione possibile?

Grazie a tutti i "contribuenti" a questa discussione.

Saluti termoionici


Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

Primo, scusate per non parlare sufficiamente bene l'Italiano and switching to Inglese !

I'll try to use a single and practical exemple that a majority of readers could understand.

Imagine a two stage amp, a driver and a power tube.
Usually, the worst offender is the power stage in term of distortion.

For now, assume that the driver is able to produce the level needed by the power stage without any kind of distortion.

Assume the power stage induces, says, 10% of distortion, we then have an amp with a total distortion of 10%.

Now, peek a fraction of this distorted output signal and feedback it in the input stage in such a way than it substract from the original.

The input stage now has to amplify this sum (substracting is nothing else than a sum with a minus sign) and thus deliver to the output one a "predistorded" signal wich partially cancels its faults by a factor depending of the fraction of the reinjected output.

Well, up to there, we win.

However, if we increase the reinjected fraction, the level of the predistorded signal needed by the ouput stage may become so high that it exceeds the capacity of the driver wich then itself introduces distortion, increasing the reinjected level, increasing distortion . . . etc.

And then, we loose !

To improve results we can:
- Improve the design of the output stage so that it introduces less distortion by itself.
- Consequently, we may feedback a lower fraction of the output, reducing the risk of overloading the driver.
- Design the driver with sufficient headroom so that it becomes able to deliver more "predistorded" signal.

Much more left to be said, just a "starter".

Ivo.

Hi Ivo.
What You said strongly depends on numbers that are playing.
The ‘formula 1’ view of feedback (signal + distortion running around the feedback loop) is related to the maths of numerical series that can be convergent or not (like the well known feedback instability) or have different shaping (spectra) depending on the numeric coefficient used in the transfer function.
So speaking about these features cannot be done without numbers (as in a certain cryptic mode Radiotron states).

What is of fundamental importance is not just the driver dynamics but the transfer function spectra shape (cannot be amplified all the harmonics, so the higher ones may not be corrected) and the distortion mechanism. Intermodulation distortion that there is always present with more than a single tone (and music is so) drive a non-linear device.

Sorry for my English.

_________
Piergiorgio

Ecco, un'altro interessantissimo contributo. Grazie Ivo!

Se mi permetti, faccio una brevissima traduzione, così da non perdere i lettori meno smaliziati con l'inglese:

Proverò ad usare un singolo e pratico esempio che la maggior parte dei lettori potrà capire.

Immaginiamo un amplificatore a due stadi, una valvola pilota ed una finale.

Per adesso, consideriamo che la valvola pilota è in grado di produrre l'amplificazione necessaria al funzionamento dello stadio d'uscita senza alcuna forma di distorsione.

E assumiamo che lo stadio di potenza generi, diciamo, il 10% di distorsione, e abbiamo un amplificatore con una distorsione totale del 10%.

Adesso, prendiamo una parte di questo segnale d'uscita distorto, e lo reimmettiamo tramite feedback nello stadio d'ingresso, in modo tale da farlo sottrarre al segnale originale.

Lo stadio d'ingresso adesso deve amplificare questa somma (poichè una sottrazione non è altro che una somma cambiata di segno) e così pilotare lo stadio di potenza con un segnale "predistorto", che cancella parzialmente i suoi difetti per un fattore dipendente da quanta parte del segnale all'uscita viene reimmesso all'ingresso.

Beh, fin qui, vinciamo.

Però, se aumentiamo la frazione di segnale reimmesso, il livello del segnale predistorto necessario allo stadio di potenza può diventare così forte che eccede le possibilità della valvola pilota, in modo da farla distorcere lei stessa, aumentando così l'ampiezza del segnale "correttivo" necessario da far reimmettere all'ingresso, aumentando di conseguenza di nuovo la distorsione...etc.

E qui perdiamo!

Per migliorare i risultati, possiamo:

- Migliorare il design dello stadio d'uscita in modo tale da fargli introdurre meno distorsione.
- Conseguentemente, potremmo far tornare all'ingresso una minor parte del segnale all'uscita, diminuendo il rischio di sovraccaricare la pilota.
- Progettare lo stadio pilota in modo da avere sufficiente headroom per passare un più ampio segnale "predistorto".

Ci sarebbe ancora molto altro da dire, questo è solo un inizio.


Saluti termoionici


Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

Hi Giaime !
La sua Italiano e molto migliore che il mio Inglese

Piergiorgio, very good and brain teasing point !

Ivo

Uff... Che maratona...
Qui o si parla di problemini ordinari per mesi o ci si trova davanti mattoni come questi....
per fortuna abbiamo il nostro Giaime che si è preso la parte del cicerone...

Io sono su 2 piedi e i contributi discordi sono molti, per cui non ho gli strumenti immediati per fare un intervento puntuale e contestualizzato.

Dico subito che (giustamente per la comprensione ampia) sinora si sono scritte solo cose elementari od idealizzate per cui "abbastanza" condivisibili e corrette. Forse il post di Ivo è scontato (da Otala in poi non si parla d'altro...) ma è corretto e condivisibile, e se si vuole parlare di "implementazione" si deve ragionare in quel modo.

Io forse farei un passo indietro, perchè si tende sempre a prendere il largo su temi come quello della THD e IMD, secondo me troppo "avanzato" per questa fase (ottime intenzioni di Giaime) di "introduzione".

Non metterei tanto per cominciare sul piatto troppi argomenti topologici o tecnologici, anche questo come da (buona) intenzione di partenza.
Non ha senso parlare delle non linearità dei singoli sistemi reali "prima" di avere trovato dei punti di convergenza univoca sul NFB, cosa è e come si implementa ordinariamente.

Come prima cosa credo che servirà postare prima possibile dei grafici e delle simulazioni grafiche per mostrare in modo più comprensibile tutta la situazione. Troppe volte si fanno congetture su cose tutto sommato molto elementari, nella loro natura reale.

Forse servirebbe pure fare una specie di sintesi finale come prontuario si di formule e situazioni discusse.

A livello di completezza di esposizione per chi non ha basi elevate, chiedo a Piergiorgio che è pratico di apprendimento se sia il caso di fare cenni teorici più completi o meno (per non complicare troppo la cosa).
In particolare, una cosa che poco si dibatte è che il circuito di studio proposto da Giaime rappresenta solo una minima parte dell' implementazione di NFB, quella che in teoria si chiama "NFB tensione/tensione su dipolo standard", e la sua funzione di trasferimento è diversa da quella di un NFB definito anche "degenerativo", ossia la "corrente/tensione) come quella ad esempio applicata usando la classica resistenza su catodo dei tubi....

Quando mi libero e se esiste interesse in questo cercherò di postare qualcosa....

ciao



Mauro
http://www.webalice.it/mauro.penasa/index.html

Forse il post di Ivo è scontato (da Otala in poi non si parla d'altro...) ma è corretto e condivisibile, e se si vuole parlare di "implementazione" si deve ragionare in quel modo.

Attenzione che i ragionamenti di Otala sono relativi al transitorio con la TID, la situazione a regime sinusoidale singolo (THD) e complesso (IMD) sono cose differenti. E' per questo che trovo molto più istruttivo ragionare in termini di funzione di trasferimento anche se più complesso. ma questo si lega all'altro punto sotto:

A livello di completezza di esposizione per chi non ha basi elevate, chiedo a Piergiorgio che è pratico di apprendimento se sia il caso di fare cenni teorici più completi o meno (per non complicare troppo la cosa).

Sempre difficile trovare l'esatta misura di approfondimento e chiarezza. A metterci troppo si rischia sempre di non arrivare al punto, a saltare troppi passaggi si perde la visione approfondita. Penso che un minimo di inquadramento iniziale vada dato (magari in un 3D intitolato Le Distorsioni) con dei riferimenti bibliografici facilmente rintracciabili dove esistano trattazioni comprensibili e ben fatte.


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Piergiorgio