Periodicamente escono queste questioni, complesse e semplici al contempo.
Vediamo di dare un senso di applicazione concreta alle nozioni postate da Roberto:
Mauro:
Certo, nel caso di una rete RC la ESR viene mediata dalla R. Se R>> di ESR, ESR si può considerare "trascurabile od insignificante", stando alla elementare legge dei grandi numeri. Diverso forse per la componente ESL, ossia quella induttiva, che determina la degenerazione delle caratteristiche di C al aumento di frequenza. Si tende a scordare che la costruzione "low ESR" presente praticamente sempre una "low ESL", per cui quel tipo di materiali tende a giovarsi di entrambe le caratteristiche.....
LM317:
Il grafico è relativo alla funzione di trasferimento del circuito amplificatore di errore interno al chips, che serve a mantenere costante la tensione di uscita.
Il grafico rappresenta l' impedenza di uscita del sistema reazionato versus la frequenza di sollecitazione presente nella rete di alimentazione.
Come è noto, un' amplificatore (reazionato o meno) ha una banda passante intrinseca, che nel caso di ampli reazionato classico viene definita ad alta frequenza da un condensatore (semplifico molto) che determina un decadimento progressivo di guadagno (ad anello aperto) al aumentare della frequenza, e che in questi casi comincia a tagliare intorno a qualche decina di Hz.
Senza entrare nel merito di come funzionano i circuiti reazionati, diciamo che perchè le cose funzionino bene serve mantenere un buon equilibrio tra il guadagno attivo del sistema e le rotazioni di fase di sistema. Dato che le rotazioni di fase sono determinate da elementi reattivi di vario genere (e poco predicibili), si preferisce inserire un "polo dominante" a priori che preceda tutte le altre componenti potenzialmente presenti nella rete, ma questo è un discorso lungo....
Morale, data che la impedenza di uscita del nostro LM317 è quella ad "anello chiuso" quindi dipende in larga parte dall guadagno del amplificatore interno, e dato che esso cala all' aumentare della frequenza, avremmo quel genere di curve.
Si badi bene che se da alcuni punti di vista quella tendenza è tipica di un sistema induttivo (passivo), non è detto che questo sia perfettamente assimilabile ad esso quando viene proposta da un circuito attivo (dipende dal numero di poli dominanti, ossia dall' andamento concreto della fase legata a quel modulo di impedenza.....anche qui una cosa lunga....).
Per la precisione, il grafico postato non tiene conto dei caps in parallelo alla linea ma del comportamento diverso quando si mette un caps sulla rete di reazione del sistema, insomma, non va confuso con il normale comportamento di bypass passivo (anche se assomiglia ad esso).
Per dare una spiegazione semplice, diciamo che un caps in quel punto bypassa (in AC) la resistenza di partizione usata nella reazione, compensando in parte la perdita di guadagno del ampli interno. Da li la riduzione di impedenza per un tratto maggiore di frequenza. Oltre un certo valore di frequenza però non esiste più guadagno residuo, per cui il sistema cederà inesorabilmente....
In ogni caso non sono i condensatori o il loro Q a determinare uno stato di instabilità, ma solo ed esclusivamente la eventuale rotazione di fase che essi possono introdurre in un sistema attivo, in particolare se esso è reazionato e l' elemento passivo fa parte della rete di reazione.
Ovviamente la presenza di un fattore resistivo serie (ma pure parallelo) agli elementi reattivi aiuta molto ad evitare questi problemi, ma quel valore riduce anche drasticamente l' efficienza di filtraggio....
Per capire, i residui di alimentazione DC vengono filtrati in pratica sfruttando un principio elementare:
la DC passa , tutto quel che "varia nel tempo" deve sentirsi "in corto circuito". In pratica, dato che il livello di disturbi in tensione dipende per la legge di ohm dal valore resistivo della linea, se mettiamo un elemento che non interagisce con la DC ma diventa un "corto" per le AC abbiamo il bypass ideale.
Viene da se che se da una parte gli elementi ESR riducono le rotazioni di fase violente, dall' altra riducono l' efficienza di filtratura.
Il segreto non è usare elementi con basso Q o cose del genere, ma semplicemente lasciare tranquille le reti di reazione ed evitare in particolare gli elementi ESL nelle piste di collegamento (esempio i caps troppo lontani dal regolatore).
Poi esiste una analisi superiore sulla fase di risposta delle celle capacitive ad una stimolazione in linea (impedenze di liena resistive o reattive) e conseguenze varie, ma altro giochino....
ciao
Mauro
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