Polarizzazzione di un FET

[Wed_17]

ciao TardoFreak, che libro stai leggendo?

[TardoFreak]

"Elettronica generale" Di Walter Maritano.
E' il libro che usavo a scuola, nell' 82, dai Salesiani.

[Piercarlo]

La cosa che in pochi sanno e` che se una funzione di trasferimento ha a denominatore una somma, allora necessariamente c'e` una retroazione negativa. Ad esempio un partitore di tensione, che ha funzione di trasferimento , ha una somma a denominatore, e quindi e` un sistema retroazionato. Non bisogna pero` dirlo agli audiofili, altrimenti non usano piu` neanche i partitori
La dimostrazione che un partitore di tensione e` un sistema con feedback va fatta con attenzione, ma garantisco che e` cosi`.

Devo dire che quando ho letto questa puntualizzazione sono rimasto spiazzatissimo. Finora ero convinto che, per aversi una retroazione "doc" dovesse esservi nel circuito come minimo un anello di retroazione e in secondo luogo un elemento attivo che aumentasse l'energia del segnale che entra nell'anello (in realtà, per come la intendo, che fornisse proprio all'anello l'energia per esistere e funzionare).
Visto che le mie conoscenze di elettronica non sono nemmeno un fantasma di quelle che ha Isidoro, tendo a reputarmi dalla parte del torto che non ha capito le cose piuttosto che altro; ciò non toglie però che la perplessità mi rimanga: 1) in un partitore l'anello dov'è? E se non c'è da cosa è sostituito? 2) Ovunque si trovi questo anello o chiunque ne faccia le funzioni, non essendoci nel partitore un elemento attivo (a meno di non utilizzare carichi particolari che si comportino da resistenze negative), chi è che "paga il conto" per tenere in piedi la retroazione? 3) un aspetto curioso del partitore visto come un circuito retroazionato è che, in sé e sempre a prescindere dall'eventuale natura particolare del carico connesso al partitore, non pare avere alcuna possibilità di essere "destabilizzato", un punto che è notoriamente la bestia nera degli anelli di retroazione e che, per come l'ho capita io, è semplicemente l'altra faccia della moneta della retroazione e come tale inscindibile da essa. Dove sbaglio nel mio modo di vedere queste cose?

Ciao
Piercarlo

[IsidoroKZ]

1) in un partitore l'anello dov'è? E se non c'è da cosa è sostituito?

L'anello e` nel fatto che la tensione di uscita determina la corrente in R2, e questa corrente "torna indietro" su R1 cambiandone la caduta di tensione. Un cambiamento di caduta di tensione su R1 si ripercuote sulla tensione su R2, ed ecco che ci siamo fatti un giro nell'anello. Lo schema a blocchi di questa roba e` nella figura di un post precedente.

2) Ovunque si trovi questo anello o chiunque ne faccia le funzioni, non essendoci nel partitore un elemento attivo (a meno di non utilizzare carichi particolari che si comportino da resistenze negative), chi è che "paga il conto" per tenere in piedi la retroazione?

Si puo` anche avere una retroazione con guadagno di anello minore di 1

3) un aspetto curioso del partitore visto come un circuito retroazionato è che, in sé e sempre a prescindere dall'eventuale natura particolare del carico connesso al partitore, non pare avere alcuna possibilità di essere "destabilizzato", un punto che è notoriamente la bestia nera degli anelli di retroazione e che, per come l'ho capita io, è semplicemente l'altra faccia della moneta della retroazione e come tale inscindibile da essa. Dove sbaglio nel mio modo di vedere queste cose?

Non sbagli, il guadagno di anello e` reale e positivo, e quindi non puo` diventare instabile. Provo a fare due esempi di feedback equivalenti al partitore. Immagina di mettere in serie a R2 una resistenza di sense Rs (di valore trascurabile rispetto a R2) con il suo amplificatore differenziale di guadagno A, che genera quindi una tensione V1=A*Rs*IR2 dove IR2 e` la corrente che passa in R2 e che vale V2/R2.
La tensione V1 comanda un generatore di tensione pilotato in tensione con guadagno k, collegato come in figura a sinistra:

FB1.gif (2.04 KiB) Osservato 1749 volte

La tensione di uscita vale . Qui il loop lo si dovrebbe vedere, e se si risolve rispetto a V2 si ottiene dove il termine e` la resistenza equivalente R1. Dividendo per R2, per portarsi nella forma solita si ottiene:

Si puo` anche calcolare il guadagno di anello. Si lavora ad esempio all'uscita dell'amplificatore, scollegando l'uscita dell'amplificatore A dal generatore k, iniettando nel generatore k una tensione V1 e calcolando la tensione che si ha all'uscita di A, che viene chiamata . Per trovare il guadagno di anello si annullano i generatori indipendenti, in questo caso Vs, e si calcola cioe` la tensione di ritorno in funzione di V1, ottenendo: . Il guadagno di anello e` per definizione e quindi si ha che e` proprio quello di prima. Se si vuole vederlo in un altro modo, un po' piu` astratto, si puo` usare il circuito di destra, che e` equivalente a quello analizzato, ma si vede meglio il sommatore/sottrattore.

Un altro caso di retroazione (negativa) si ha ad esempio in questo circuito:

FB2.gif (1.63 KiB) Osservato 1734 volte

Qui il loop e` anche facile da vedere: si preleva la tensione di uscita Vu e la si confronta con la tensione di ingresso Vs. L'equazione di questo circuito e`: . Trovando il valore di Vu si ottiene Anche qui il guadagno di anello e` positivo, quindi retroazione negativa. Si puo` anche invertire il collegamento del trasformatore (ad esempio scambiano i terminali del secondario, cosi` da avere i pallini dalla stessa parte), la retroazione diventa positiva, e lascio ai curiosi di scoprire cosa capita a Vu quando Ns=Np e la retroazione e` positiva. Si puo` vedere cosa capita sia con le equazioni, sia ragionando sul circuito.

Da notare che questo circuito normalmente lo si usa con l'ingresso dove e` indicata Vu e l'uscita dove e` indicata Vs. Cosi` mi pare sia piu` facile da analizzare, altrimenti diventerebbe una retroazione corrente corrente.

Questi circuiti ovviamente non vanno analizzati con i metodi della retroazione, sono solo due esempi per far vedere che questa si insinua dove meno ce lo aspettiamo (basta che ci sia una somma a denominatore che si e` in presenza di una reazione)

[Piercarlo]

Partendo dalla risposta di Isidoro, mI sono andato a rileggere a ritroso il thread e finalmente, dopo un po', ho cominciato a vedere una luce in fondo al tunnel! Una lampadina più forte comunque non avrebbe guastato!

Confesso che inizialmente pensavo che fosse sorto un equivoco indotto da una matematica che funziona ma che non per questo descrive il senso fisico delle cose che, appunto, fa funzionare (cosa peraltro interessante di per sé). Ci ho messo un po' a capire che probabilmente, per comprendere meglio la faccenda (almeno intuitivamente) della parola "retroazione" conviene scartare la "retro" e tenersi la "reazione", lasciando fuori anche il concetto di "anello di feedback", almeno per come viene inteso quando si parla di sistemi retroazionati normaii (in cui, se ho capito bene la situazione, la vera differenza è che il sistema viene tenuto, impiegando nel processo l'energia che occorre, attivamente ad uno stato stabile - o a una serie di stati stabili - DIFFERENTE da quello che raggiungerebbe spontaneamente in assenza della retroazione, cioè per via passiva o "naturale").

In entrambi i casi retroazione o reazione puntano a trovare (o a ritrovare se sottoposti a una perturbazione) un loro equilibrio riducendo lo squilibrio (o errore) di qualche parametro chiave che governa il sistema. Nel caso della retroazione "classica" il parametro chiave è lo stesso segnale di errore che deve essere minimizzato lungo l'intero anello. Nel caso del partitore quello che succede è che il "sistema partitore" risolve per rapidissime ma non istantanee approssimazioni successive un problema di "massimo e minimo" la cui soluzione è un punto di equilibrio che "mette d'accordo", tensioni, correnti e resistenze secondo le leggi di Ohm e di Kirchhoff che, viste in questo modo, sono il risultato finale stabile e "banale" di un processo niente affatto banale,
Sarebbe interessante anche se forse "inutile" estendere il discorso per vedere cosa succede in un "banale" resistore durante il transitorio di accensione in cui, applicata ai capi dello stesso una tensione, si ha un cambiamento della corrente attraverso il resistore da zero al suo valore di regime che, pur rapidissimo, non avviene certamente in un tempo nullo.

Sul resto della risposta di Isidoro, esempi compresi, niente da dire... se ne ho compreso bene il succo beninteso: a me e al mio "collaboratore" Mister HIde serve ancora qualcosa per digerire la botta!

Ciao
Piercarlo