Diagramma di Bode amplificatore a due stadi

[banjoman]

Si ma... è proprio indispensabile uno sweep AC da 1Hz a 10.000 MHz (ovvero 10 GHz)?
Credo che da 10 Hz a 50 MHz sia più che sufficiente.... se vuoi studiare il comportamento anche in alta frequenza.

Inoltre non mi è chiara una cosa: in SPICE, l'alimentazione viene specificata con un generatore di tensione continua. Un generatore AC in alternata va bene per effettuare misure stazionarie, ma il comando di sweep .AC NON usa i parametri del genratore, eccetto l'ampiezza di tensione. Cosa è il generatore SINE?

Max

[EnChamade]

... e ora sembra che la risposta dell'ampiezza della funzione di trasferimento dia risultati sensati

Mi sbaglierò, ma secondo me hai preso proprio un brutto modo di procedere. Un brutto modo di procedere perché:
a) Non vedo scritto da nessuna parte cosa vuoi fare. Vuoi fare un amplificatore a due stadi? Quali sono le specifiche di progetto (banda, frequenza di taglio inferiore e superiore, guadagno in banda, requirements sulle impedenze d'ingresso e d'uscita).
b) Non stai ragionando sul circuito che hai: un esempio potrebbe essere quel C in uscita che, così come è messo, non è percorso da alcuna corrente ed è come non ci fosse... Nemmeno la rete di polarizzazione mi piace poi tantissimo...
c) Secondo quello che vedo, non sei ancora pronto per utilizzare il simulatore. Non si usa così. Per usarlo devi sapere molta elettronica più di lui e... Io non so molta elettronica più di lui e, quindi, solitamente non lo uso.

Secondo me dovresti:
a) Scrivere tutte in fila le specifiche che vuoi ottenere;
b) Fare i conticini a mano e, magari, postarli che così li vediamo anche noi...
c) Buttare via l' e fratelli simili, tenendo solo i parametri ;
d) Verificare, alla fine, con occhio più consapevole, cosa il simulatore ti dice.

Ripeto però: potrei sbagliarmi...

[mrc]

..Cosa è il generatore SINE?

banjoman, il SINE è un generatore sinusoidale, a cui puoi attribuire le caratteristiche riportate nella finestra rappresentata nel mio post n°5, in questo caso serve per ricavare i diagrammi di Bode, in altre simulazioni serve come generatore di sinusoidi.
Naturalmente per ricavare i diagrammi di Bode occorre impostare altri parametri nella finestra "AC Analysis" tra cui: la frequenza di START e quella di STOP del diagramma di Bode.

[banjoman]

EnChamade mi ha preceduto, potevo scrivere le stesse cose, ma mi ero astenuto perché alla fin fine se uno decide di pasticciare son un simulatore sono affari suoi, però....

Però tutto questo mi fa sorgere seri dubbi sulla reale capacità didattica di insegnamento attualmente presente nelle scuole. Io personalmente vieterei l'uso non solo di simulatori e affini, almeno per i primi anni in cui uno pasticcia seriamente con l'elettronica di base, ma anche di calcolatrici programmabili e computer. Per le verifiche sui circuiti il metodo migliore resta sempre la misura reale, con tester e oscilloscopio associata a un'attenta elucubrazione sulle misure fatte confrontate con lo schema e i calcoli davanti. Solo così si acquisisce quel "sesto senso" che distingue un vero tecnico elettronico da colui che spara solo formule a casaccio, anche complicatissime, ma poi si arrende davanti a un amplificatore wideband realizzato con componenti discreti.

Stiamo diventando sempre più vincolati a sofisticate apparecchiature elettroniche per effettuare i calcoli di base, ma a mio avviso il loro uso, pur eliminando la maggior parte del lungo e noioso lavoro dei calcoli, tende per contro a impedire che gli studenti acquisiscano un °senso° realistico per i problemi tipici dell'ingegneria.

Infatti molti si affidano a tal punto a calcolatrici tascabili, o addirittura a simulatori più o meno evoluti e sofisticati, che non sono in grado neppure di effettuare i calcoli più semplici senza di essi, procedendo, come nel caso specifico dei simulatori, con una procedura del tipi °trial-and-error° che magari conduce sì al risultato
desiderato, ma che non mette minimamente in condizione di capire dove sono i punti in cui intervenire per modificare, per dire, la stabilità di polarizzazione, la compensazione in frequenza, il risetime, eccetera.

Inoltre molti studenti o anche tecnici e ingegneri odierni non hanno nessuna idea su quale dovrebbe essere la risposta corretta a un problema, e quindi sbagliano nell'accettare risposte - date dal computer - che sono evidentemente non corrette!

Nel nostro caso specifico poi, non mi capacito di come LTSPICE possa accettare un circuito ove vi è un condensatore (C1) floating: dovrebbe segnalarlo come errore grave (floating node) e impedire la simulazione. Ma tant'è....

Max

[banjoman]

banjoman, il SINE è un generatore sinusoidale, a cui puoi attribuire le caratteristiche riportate nella finestra rappresentata nel mio post n°5, in questo caso serve per ricavare i diagrammi di Bode, in altre simulazioni serve come generatore di sinusoidi.

L'avevo intuito. Ma stai usando LTSPICE? perché allora vorrebbe dire che non è proprio standard.
Un generatore chiamato SINE nello SPICE standard non esiste. Esiste il generatore indipendente, V, al quale si possono attribuire varie proprietà, DC oppure AC più altre specifiche per i transient.
Io pensavo che LTSpice fosse l'ennesima variante derivata (e basata) sullo SPICE classico.

Max

[carloc]

mmmm il nodo di uscita non mi pare flottante, è collegato al collettore via il condensatore, non passa corrente e non c'è caduta ma mi pare perfettamente lecito e calcolabile

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

un nodo flottante sarebbe qualcosa come nell'esempio di destra

Comunque sono assolutamente d'accordo sulla pericolosità e inutilità didattiche di un abuso di simulatori.

P.S. come già ricordato da banjoman il generatore SINE (*)non viene usato per l'analisi .AC e quindi per tracciare i diagrammi di Bode, questo verrebbe attivato se tu richiedessi una analisi nel dominio del tempo .TRAN

Inoltre il valore che tu dai al generatore AC deve essere 1V. Il suo valore scala linearmente tutte le grandezze della rete, cioè se tu specificassi 10V avresti tutti i grafici di ampiezza con 20dB in più.

O meglio li avresti così se tu plottassi V(out) , per averli corretti dovresti plottare ad esempio V(out)/V(in) ma perché lavorare in più per niente?

Se ti venisse in mente che "Metto solo 100mV perché voglio fare l'analisi per piccolo segnale e voglio essere sicuro di restare in linearità" ricorda che l'analisi .AC viene fatta sul circuito linearizzato intorno al punto di lavoro e quindi anche se tu mettessi 1kV non avrai mai distorsioni, ma solo multipli lineari

edit:
(*) sì è corretto, SINE non è un generatore, ma una proprietà che puoi assegnare ad un generatore indipendente come ad esempio l'esponenziale l'impulso o la lineare a tratti.
LTSpice è un dialetto di Spice e in questi aspetti si comporta in maniera identica.

[banjoman]

mmmm il nodo di uscita non mi pare flottante, è collegato al collettore via il condensatore, non passa corrente e non c'è caduta ma mi pare perfettamente lecito e calcolabile

Intendevo l'estremo destro del condensatore. Su SPICE non è ammesso lasciarlo °galleggiante° nel nulla. Semplicemente non parte propio l'analisi e viene segnalato errore.
Se però uno proprio desidera analizzare un simile circuito e misurare ciò che °esce° da tale condensatore, la soluzione è quella di collegare tra l'uscita del condensatore e massa una resistenza di valore molto alto, ad esempio 100 megaohm.
Però....che senso avrebbe lasciare un condensatore con un estremo libero? Che costante di tempo potrei attribuirgli? E SPICE come lo considererebbe?
Se io analizzo un circuito supponendo che stia funzionando in condizioni realistiche, è ovvio che il condensatore andrà a collegarsi a una resistenza di carico (ad esempio la resistenza d'ingresso di uno stadio successivo). Gli schemi trovati sui libri sono una cosa, le simulazioni con SPICE per essere realistiche devono essere condotte "cum grano salis", altrimenti si ottengono risultati fuorvianti.

Max

[nyky93]

Però tutto questo mi fa sorgere seri dubbi sulla reale capacità didattica di insegnamento attualmente presente nelle scuole. Io personalmente vieterei l'uso non solo di simulatori e affini, almeno per i primi anni in cui uno pasticcia seriamente con l'elettronica di base, ma anche di calcolatrici programmabili e computer. Per le verifiche sui circuiti il metodo migliore resta sempre la misura reale, con tester e oscilloscopio associata a un'attenta elucubrazione sulle misure fatte confrontate con lo schema e i calcoli davanti. Solo così si acquisisce quel "sesto senso" che distingue un vero tecnico elettronico da colui che spara solo formule a casaccio, anche complicatissime, ma poi si arrende davanti a un amplificatore wideband realizzato con componenti discreti.

EnChamade e banjoman avete assolutamente ragione, e mi scuso se ho creato confusione. Durante il corso di laurea in fisica ci sono solo due corsi di "elettronica". Nel primo corso il massimo che abbiamo fatto nelle esercitazioni in laboratorio e studiare un circuito RLC. Con l'inizio del nuovo semestre abbiamo iniziato con lo studio dei diodi passando poi allo studio dei transistor concludendo stamattina questa prima parte con gli amplificatori operazionali, e la possibilità di andare in laboratorio sono ridotte a un giorno alla settimana.
Ho pensato alla possibilità di acquistare tutto ciò che mi serve, in modo da dedicarci del tempo comodamente a casa, il problema è che solo l'oscilloscopio costa non poco.
Quindi ho pensato di tentare a utilizzare un simulatore rendendomi poi conto che non è una scelta felice in molti casi (anche se è veramente forte simulare il funzionamento di un circuito anche se semplice ed ottenere dei risultati )
Detto in parole povere il mio obbiettivo è riuscire a capirci qualcosa perché poter mettere mano a un circuito è una sensazione elettrizzante il problema è che ho a disposizione solo 3 mesi per riuscirci
Quindi perdonatemi se farò domande banali o errori grossolani, ma non voglio offendere nessuno.
Spesso apro un topic con un esercizio o un problema, ma non è mia intenzione farvi perdere tempo. Semplicemente, quanto ciò è possibile, spero in consigli/suggerimenti/spiegazioni che mi aiutino a ragionare

a) Scrivere tutte in fila le specifiche che vuoi ottenere;
b) Fare i conticini a mano e, magari, postarli che così li vediamo anche noi

Provvederò a postare tutti i conti (senza utilizzare la calcolatrice )

c) Buttare via l' e fratelli simili, tenendo solo i parametri ;

Non posso purtroppo buttare via questa notazione perché (ancora una volta purtroppo) il prof la utilizza quotidianamente, e quindi mi troverei ulteriormente in difficoltà a lezione

Comunque grazie mille per la pazienza

[banjoman]

c) Buttare via l' e fratelli simili, tenendo solo i parametri ;

Non posso purtroppo buttare via questa notazione perché (ancora una volta purtroppo) il prof la utilizza quotidianamente, e quindi mi troverei ulteriormente in difficoltà a lezione

Comunque grazie mille per la pazienza

Beh allora la questione cambia aspetto. In un corso di Fisica non ci si può aspettare una trattazione approfondita più di tanto dell'elettronica per ovvi motivi di tempo.
Diviene quindi ragionevole l'utilizzo del circuito equivalente (semplificato o meno) a parametri ibridi h e di conseguenza l'hfe. Utilizzare il circuito a pigreco (detto anche di Giacoletto) complicherebbe inutilmente le idee a questo punto.
Il circuito a parametri ibridi è ottimo e didatticamente validissimo per lo studio in bassa e media frequenza.

A questo punto vorrei togliermi una curiosità: LTSpice permette di leggere file .CIR (netlist) e genera in uscita dei file con l'estensione .OUT? Io credo (e spero) di sì. In tal modo potrei aiutarti molto meglio che non esaminando gli schemi generati dallo schematic editor di LTSpice.
Io a volte mi ritrovo a perdere più tempo del dovuto nel creare il circuito da dare in pasto a PSpice, con tutti i comandi che mi servono, e spesso smoccolando pure a cercare nei menu e dialog box i comandi che vorrei che eseguisse (ma che nello schematic editor non sono evidenti). A quel punto chiudo tutto, apro il file .CIR e inserisco le mie cose a manina..

Max

[carloc]

[...]
Però....che senso avrebbe lasciare un condensatore con un estremo libero? Che costante di tempo potrei attribuirgli? E SPICE come lo considererebbe?
[...]
le simulazioni con SPICE per essere realistiche devono essere condotte "cum grano salis", altrimenti si ottengono risultati fuorvianti.

Sì sì hai assolutamente ragione, in via piuttosto teorica potrei pensare simulare l'uscita a circuito aperto, la tensione di Thevenin se vuoi, e masochisticamente dire che quel condensatore serie introduce un polo ed uno zero nell'origine che si cancellano

...ma giustamente, se si conosce un pochino di elettronica ed è chiaro quello che fa il simulatore possiamo fare un po' quello che ci pare leggendone i risultati in maniera critica.

Poi ho provato proprio e effettivamente LTSpice non dà nessun errore, non solo con l'analisi .AC ma neanche per .TRAN ne .OP , il punto sta nel Gmin, se il solver trova un nodo aperto in DC mette di default questa conduttanza verso il riferimento (di default vale 1Tohm ma si può cambiare) e fa esattamente quello che suggerivi con il carico da 100Mohm.
(mi pare anche Spice faccia lo stesso ma sono anni che non lo uso più e non sono sicuro )

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Ed in effetti con .OP mi trovo una tensione DC sul capo appeso del condensatore che è praticamente 0V. Invece elettrostaticamente mi aspetterei di avere in uscita la stessa tensione DC che si ha sul collettore del transistor.

La verità l'hai già detta tu bisogna sapere bene quello che fa il simulatore per non prendere delle cantonate memorabili, e forse ha anche poco senso chiedersi cose tipo "...che tensione DC ho sul terminale aperto di quel condensatore?".