ElectroYou - la comunità dei professionisti del mondo elettrico

da **Tidus** » 28 mag 2013, 19:55

Salve a tutti, sto iniziando a studiare Elettronica e mi sono subito imbattuto nell'ostacolo dell'amplificatore retroazionato: quali sono i passi per capire quale parte del circuito fa parte del "blocco" della retroazione? sul libro che sto seguendo (guarda caso del mio prof.) è totalmente omesso e anche in giro su internet non sono riuscito a trovare granché...
Grazie mille per l'attenzione!

da **IsidoroKZ** » 28 mag 2013, 20:00

Quale libro e`?

Purtroppo nei circuiti veri non c'e` il blocco di retroazione ben separato dal blocco amplificatore e magari anche unidirezionale: il confine fra amplificatore base e retroazione lo puoi spostare piu` avanti o indietro. Anzi stabilire un confine alle volte e` difficile o senza senso. Ci sono fortunatamente tecniche piu` semplici per fare i conti con la retroazione, ma se il tuo prof non le spiega sei nei guai :)

da **Tidus** » 29 mag 2013, 11:05

Dunque il libro si chiama semplicemente "Elettronica Analogica" ed è distribuito dalla Pitagora Editrice, scritto dal mio professore Simone Orcioni. In pratica dovrebbe contenere né più, né meno, il programma dell'omonimo corso d'esame. Peccato che, a mio avviso, è scritto veramente male, dà molte cose per scontate (tra cui questa cosa della retroazione) e salta i calcoli, quando svolge gli esercizi.

Comunque, negli esercizi ci sono amplificatori a singolo transistor e/o amplificatori operazionali, tipo questi che ora allego, e non riesco a capire esattamente come dovrei fare per trovare la rete di retroazione e quindi iniziare l'esercizio, visto che dipende tutto da quello...

da **IsidoroKZ** » 29 mag 2013, 15:38

Il primo ha il prelievo in tensione (se cortocircuiti l'uscita non torna nulla) e confronto in corrente (segnale di ritorno e segnale di ingresso entrano sullo stesso piedino).

Puo considerare come rete di retroazione il pezzo di circuito che va dall'uscita all'ingresso.

Nel secondo stessa cosa{ prelievo in parallelo e confronto in parallelo. Il blocco di retroazione (che non ha nessun senso separare) potrebbe essere RB.

Fai i disegni con fidocadj.

Per le varie domande che pone non so rispondere, dipende dal "contratto implicito" stipulato fra voi e il docente durante il corso.

da **Tidus** » 29 mag 2013, 15:53

Grazie per l'aiuto e per l'attenzione. Mi sapresti consigliare un testo, una pagina internet, o qualsiasi altra cosa, dove queste cose che hai appena detto vengono spiegate dettagliatamente?
Ancora grazie per l'aiuto :ok:

da **Tidus** » 3 giu 2013, 22:01

Scusate se riuppo, volevo solamente chiedervi se, nello svolgimento dell'esercizio, abbia fatto qualche errore e poi, in ultimo, se mi poteste dare una mano con lo svolgimento dell'ultimo punto.
Allora, questo è il testo dell'esercizio, con i dati:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Per prima cosa, viene chiesto di trovare e disegnare la rete di retroazione e determinarne il tipo ed i parametri:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Ho tratteggiato in verde la rete di retroazione, che dovrebbe essere composta dalle resistenze RF ed R1 ed il tipo di retroazione dovrebbe essere quindi SERIE-PARALLELO. Infine, i parametri di questa rete, dovrebbero essere:
$R_{11} = R_{1} // R_{F}$ (resistenza di ingresso alla porta 1, cortocircuitando la porta 2);
$R_{22} = R_{1} + R_{F}$ (resistenza di ingresso alla porta 2, aprendo la porta 1);
$\beta = \frac{v_{f}}{v_{o}} = \frac{R_{1}}{R_{1} + R_{F}}$ (dove con vf intendo la tensione della porta 1, quindi tensione di ingresso, fratto quella di uscita).

Dopodiché, mi viene chiesto di disegnare il circuito equivalente alle variazioni della catena diretta (o ciclo aperto), comprensivo degli effetti di carico della retroazione.
Quindi, questo è il circuito a ciclo aperto:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

e questo il sui circuito equivalente, comprensivo degli effetti di carico della retroazione:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Dove Ria è la resistenza d'ingresso dell' op-amp, vd è la tensione ai suoi capi, Roa la resistenza d'uscita dell' op-amp e poi gm e rpigreco sono i parametri differenziali del BJT.
Dopodiché viene chiesto di trovare in forma simbolica i valori di Af, Rif e Rof, che corrispondono al guadagno, resistenza d'ingresso e d'uscita del nuovo amplificatore che racchiude appunto gli effetti di carico della retroazione; questo è quindi il circuito a ciclo chiuso che si intende (ho tratteggiato in azzurro l'amplificatore, in verde la retroazione):

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Poiché abbiamo un tipo di retroazione S-P, risultano:
$A_{f} = \frac{A }{1+A\beta}$ dove A è il nuovo guadagno dell'amplificatore;
$R_{if} = R_{i}(1+A\beta )$ dove Ri = Ria + R11;
$R_{of} = \frac{R_{o} }{1+A\beta}$ dove Ro= RC // R22;

Per il calcolo di A, si vede che si tratta di un op-amp con un partitore in ingresso e in uscita, in cascata ad un emettitore comune; facendo i calcoli, si ottiene:
$A= - \frac{R_{ia}}{R_{ia}+R_{11}} \cdot A_{0}\cdot \frac{r_{\pi}}{r_{\pi ia}+R_{oa}}\cdot (-g_{m}R_{C}//R_{22})$

Infine, viene richiesto di calcolare il punto di lavoro, quindi la Vo e i parametri differenziali del BJT: devo quindi risolvere il circuito non più in AC, ma in DC e ottengo quindi questo circuito:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

e qui ho un intoppo... credo che debba considerare l'amplificatore ideale, ma non riesco ancora a capire come trovarmi la corrente di collettore per poi trovarmi infine $g_{m}$ ed $r_{\pi }$ ... qualcuno mi sa dare una mano? e i procedimenti fatti fin qui, sono giusti?
grazie per l'attenzione!

da **IsidoroKZ** » 3 giu 2013, 22:21

I conti fatti mi sembrano giusti, anche se fanno male al cuore

. Sto facendo anch'io lo stesso argomento a lezione (settimana scorsa) e il prof ha detto che questo metodo e` meglio buttarlo via perche' oltre a introdurre delle approssimazioni, e` macchinoso e forza un circuito a diventare come lo schema a blocchi A per beta ma e` una forzatura. Meglio usare il metodo del guadagno asintotico, che e` esatto e non richiede dei funambolismi per trovare il guadagno ad anello chiuso e le impedenze di ingresso e uscita.

Per trovare la corrente di collettore, se si puo` considerare l'operazionale ideale, o per lo meno con guadagno molto grande, si dice che quel circuito guadagna 1+RF/R1=101 volta. La tensione di uscita vale quindi 101*25mV=2.525V e quindi la caduta di tensione sulla Rc vale 5V-2.525V=2.475V.

La corrente che passa nella RC vale quindi 9.94mA. Di questa corrente una piccolissima parte va in RF, con ottima approssimazione 2.525V/(RF+R1)=50uA.
Anche se l'operazionale non fosse ideale, nella Ri dell'operazionale non scorre praticamente corrente perche' ai suoi capi non c'e` tensione (vedi qui viewtopic.php?t=16478#p112710).
La corrente di collettore vale quindi 9.9mA dai cui puoi calcolare gm e rpi. Nota che in un emettitore comune l'amplificazione in tensione e` con approssimazione molto buona pari a -VRC/VT dove VRC e` la tensione che cade sulla resistenza di collettore (in questo caso 2.5V circa) e VT i soliti 25mV circa. Lo stadio a transistore guadagna quindi circa -100 volte.

In realta` c'e` ancora da calcolare la partizione fra Ro dell'operazionale e rpi e quindi il guadagno con questo partitore scende a -50 volte circa. Il guadagno complessivo di A va quindi dalle parti di 100000 volte. Da qui continua tu, ma sappi che ti stanno facendo fare una cosa vecchia che non ha piu` nessun senso fare in quel modo.

da **Tidus** » 4 giu 2013, 10:34

Wow, grazie mille! Ero tutto concentrato a cercare la soluzione e non mi sono reso conto che ce l'avevo sotto al naso, più ovvia di quella che stavo tentando di scovare!

IsidoroKZ ha scritto:il prof ha detto che questo metodo e` meglio buttarlo via [...] sappi che ti stanno facendo fare una cosa vecchia che non ha piu` nessun senso fare in quel modo.

yuppieee!! tanto per cambiare mi fanno studiare qualcosa di inutileee!! ||O

da **Tidus** » 5 giu 2013, 18:26

Scusate se rompo di nuovo, ma mi trovo davanti ad un altro problema

Dunque l'esercizio è questo:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Innanzitutto, ha un tipo di retroazione PARALLELO-PARALLELO? mi viene subito da pensare così, visto che ho un inseguitore... sbaglio?
Comunque, con la convinzione di tale retroazione, vado a disegnarmi il circuito in AC, evidenziando la retroazione; non sapendo né leggere, né scrivere, metto tutte e due le resistenze nella retroazione, tanto so che, al massimo, se qualcuna non ne dovesse far parte, me ne accorgerei subito, una volta fatta la caratterizzazione della retroazione ed è qui che ho un risultato che mi fa un po' storcere il naso e ritornare indietro sui miei passi: facendo i calcoli, mi esce che sia ${R_{11}}$ che ${R_{22}}$ e $\beta$ sono nulli!
Quindi, o ho sbagliato a dire che è un PARALLELO-PARALLELO, o ho disegnato male il circuito, oppure tutteddue! :cry:

ecco come ho ridisegnato il circuito:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Ancora grazie mille per l'attenzione!

da **raffamaiden** » 16 giu 2013, 14:50

A me quel circuito li non sembra stabile. Controlla se lo hai disegnato giusto, magari sbaglio io.

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