Conversione I/V ed amplificazione di tensione

[claudiocedrone]

Grazie della precisazione PietroBaima (ehm... cosa è "T" in quella formuletta ? )... devi sapere che se ne so qualcosina (quasi nulla ) sugli opamp è solo grazie a NE (meno male che il felino è indisposto ma spero che faccia presto risentire i suoi artigli... ) e, soprattutto, a EY ! Mi fa comunque piacere notare che il mio dubbio sui valori resistivi adottati inizialmente dall'OP (che in seguito gli ha prontamente cambiati elevandoli... forse anche un po' troppo ? ) aveva comunque qualche fondamento.

[claudiocedrone]

Forse ho capito; in quel "1+T" "T" è una matrice... quindi mi tocca arrendermi in quanto qualsiasi spiegazione sull'argomento risulterebbe per me incomprensibile causa la mia nullità di basi e capacità matematiche

[EnChamade]

Forse ho capito; in quel "1+T" "T" è una matrice...

mmm, io direi più che T è il guadagno d'anello dell'operazionale chiuso in retroazione. Il fattore 1+T di calo è dovuto al tipo di prelievo (in tensione) della retroazione: è una regola standard, uno degli effetti che la retroazione comporta. Se fosse stato un prelievo in corrente sarebbe aumentato di 1+T!

...devi sapere che se ne so qualcosina (quasi nulla ) sugli opamp è solo grazie a NE

quindi mi tocca arrendermi in quanto qualsiasi spiegazione sull'argomento risulterebbe per me incomprensibile causa la mia nullità di basi e capacità matematiche

Si può sempre imparare e, per questo giro, non ti servono nemmeno le matrici

[PietroBaima]

claudiocedrone, scusa! Non ho avuto, in questi giorni, molto tempo per risponderti.
Lo faccio ora.

T è il guadagno di anello.
Proviamo a fare un conto, al di là dei nomi, per capire di cosa stiamo parlando.
Facciamo due casi: amplificatore ad anello aperto e amplificatore in reazione.

Amplificatore ad anello aperto

Consideriamo un amplificatore ideale di guadagno -A, con A>0 (meno perché voglio che sia invertente,
in modo da non avere una reazione positiva quando lo chiuderemo in reazione) con una resistenza di
uscita Ro.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Mi pare chiaro che, cortocircuitando la tensione di ingresso Vi e calcolando la resistenza di uscita si trovi Ro.
Quindi



Vediamo ora cosa succede reazionando l'amplificatore.

Amplificatore in reazione

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Come prima cosa cortocircuitiamo l'ingresso Vi, poi calcoliamo la tensione all'ingresso dell'amplificatore:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Per cui, all'uscita dell'amplificatore avremo quella tensione moltiplicata per -A.
Quindi la corrente circolante in Ro vale:



In definitiva abbiamo che

Per trovare Req, a questo punto, non resta che mettere in parallelo a questa resistenza la resistenza equivalente di reazione.



In pratica, però, poiché si ha con ottima appossimazione che:



In conclusione, rispetto al caso non reazionato, si vede che la resistenza equivalente di uscita si è ridotta di un fattore .

Il valore viene chiamato guadagno di anello ed è quel valore che si ottiene facendo compiere al segnale un giro completo intorno all'anello di reazione.

Esistono metodi più eleganti per calcolarlo, per esempio usando il teorema di Blackman (che in realtà è un corollario del teorema di Rosenstark).

Scusa ancora per il ritardo nella risposta!

Ciao,
Pietro.

[claudiocedrone]

Figurati PietroBaima, non devi scusarti di nulla, anzi, grazie di aver trovato una spiegazione comprensibile anche a me (anche se conseguentemente ne scaturisce un'altra domanda; perché il guadagno di anello è simboleggiato da "T" ?... quando e se ne avrete voglia me lo spiegherete ). EnChamade in generale hai ragione sul fatto che si ha sempre tempo per imparare, ma un certo tipo di matematica era ostica per me quando ero nell'età migliore per apprendere, figurati ora, alla mia età e col cervello fossilizzato... ; se si fosse trattato di matrici avreste potuto prendermi a martellate per anni senza cavare un ragno dal buco ; piccolo OT: quando in quinta elementare ('76-'77) mi trovai di fronte a "cenni di insiemistica" ne rimasi traumatizzato, la teoria degli insiemi esulava completamente dai miei schemi mentali, fuori da ogni mia logica, non ci capivo nulla così come in seguito successe con l'algebra di Boole e la logica combinatoria (ci sarà una correlazione ? ) è come se mi "mancassero dei meccanismi".

[DirtyDeeds]

la teoria degli insiemi esulava completamente dai miei schemi mentali

Quella non era teoria degli insiemi, la vera teoria degli insiemi è mooooolto peggio... ti traumatizzerebbe ancora di più

[claudiocedrone]

Immagino !

[Pioz]

PietroBaima e DarwinNE. Grazie per la spiegazione!
Avevo sempre visto il fotodiodo come una specie di fotoresistenza; una cosa passiva quindi. Non sapevo si comportasse come generatore di corrente in quanto non conoscevo il modello idealizzato!

In realtà, il fotodiodo pompa una corrente che sbilancia leggermente le due tensioni negli ingressi dell'operazionale. Quest'ultimo "reagisce" con una variazione all'uscita che dà luogo grazie alla controreazione ad un percorso per la corrente del fotodiodo.

Si. Sicuramente. Ma ero convinto che ai capi del diodo si dovesse per forza instaurare una c.d.t. per avere conduzione e che quindi la tensione di "sbilanciamento" degli ingressi dovuta alla non idealità non bastasse!

[DirtyDeeds]

Non sapevo si comportasse come generatore di corrente in quanto non conoscevo il modello idealizzato!

Sì, tant'è che se dai un'occhiata a dei data sheet di fotodiodi vedrai che uno dei parametri caratteristici specificati è la responsività , definita come il rapporto tra la corrente di cortocircuito fotogenerata quando il fotodiodo è illuminato da un'onda monocromatica di lunghezza d'onda e la potenza radiante incidente:



La corrente va misurata in condizioni di cortocircuito:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Quando il fotodiodo non è in condizioni di cortocircuito, la caratteristica diventa



dove è la corrente di saturazione inversa del fotodiodo (più comunemente detta corrente di buio, dark current) e è la tensione termica ( è la costante di Boltzmann, è la carica elementare e è la temperatura termodinamica del fotodiodo).

Se, per esempio, si fa lavorare il fotodiodo in circuito aperto si deve avere , da cui



dove l'approssimazione vale per , come capita spesso con buone condizioni di illuminamento. Qust'ultima equazione ci dice che ai capi del fotodiodo, quando questo lavora in circuito aperto, nasce una tensione che dipende logaritmicamente dalla potenza radiante. Il problema è che questa tensione, attraverso e , è fortemente dipendente dalla temperatura.