Ampli audio ad alimentazione singola: frequenza di taglio

[arod]

Il circuito seguente è un amplificatore audio (20Hz-20kHz) ad alimentazione singola. Ponendo R3 = R4 al segnale Vi viene sovrapposta una tensione Vcc/2 presente anche in uscita (C1 risulta aperto e il guadagno è unitario in c.c.) filtrata in uscita dal condensatore C4.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Il dimensionamento delle resistenze - dati resistenza di ingresso e guadagno richiesto - è banale, così come quello del condensatore C2 che fissa la frequenza di taglio superiore (passa-basso). Ho dei dubbi invece su come dimensionare correttamente le capacità C1, C3 e C4 per ottenere la frequenza di taglio richiesta di 20Hz. In questi casi, dovendo dimensionare più condensatori che insieme contribuiscono a stabilire la frequenza di taglio, uso la formula:

per ricavare il valore della capacità di ogni condensatore come se ognuno, da solo, stabilisse la frequenza di taglio:

poi rendo trascurabile l'effetto di tutti i condensatori tranne uno moltiplicando per dieci il valore della capacità ottenuto. In questo circuito però non sono sicuro di quale sia il valore di resistenza da associare a C1 e ho il dubbio che C1 e C4 siano interagenti (per C3 considero il parallelo di R3 e R4 e per C4 il carico RL).

Come è giusto procedere?

[g.schgor]

Se fai una simulazione con Microcap hai la risposta a tutte le tue domande
In particolare l'andamento nella banda passante in funzione dei valori scelti).

[MavKtr]

La simulazione, ovviamente, risolverebbe un po' di grattacapi... ma ci si può divertire anche a fare qualche conto.

Comunque, nella pratica, io mi preoccuperei prima di tutto di sapere che tipo di operazionale usare e che impedenza deve avere l'ingresso o, rigirando la domanda, sapere cosa dovrò collegare sull'ingresso. Fatto questo, direi che le altre cose verrano di conseguenza.

Ora devo scappare!

[DirtyDeeds]

ho il dubbio che C1 e C4 siano interagenti

e sono sicuramente non interagenti; per ciò che riguarda e ci sono almeno 3 decadi tra i poli introdotti da questi, per cui si possono considerare come non interagenti (comunque il calcolo dell'effettiva funzione di trasferimento non è complicato).

non sono sicuro di quale sia il valore di resistenza da associare a C1

. Perché? Prova a ragionarci un po' su, poi vediamo.

[arod]

ho il dubbio che C1 e C4 siano interagenti

e sono sicuramente non interagenti; per ciò che riguarda e ci sono almeno 3 decadi tra i poli introdotti da questi, per cui si possono considerare come non interagenti (comunque il calcolo dell'effettiva funzione di trasferimento non è complicato).

non sono sicuro di quale sia il valore di resistenza da associare a C1

. Perché? Prova a ragionarci un po' su, poi vediamo.

Su non avevo dubbi: ai fini del calcolo della frequenza di taglio inferiore posso considerarlo aperto. Il dubbio era su .
Ad ogni mod ragiono così:

• per associare una resistenza a valuto l'impedenza equivalente vista dai suoi morsetti una volta aperti i generatori di corrente e cortocircuitati quelli di tensione (compreso quello comandato in tensione interno all'operazionale)
• da una parte c'è
• dall'altra la resistenza di ingresso infinita dell'ingresso invertente, e poi... la resistenza di uscita nulla dell'operazionale? In ogni caso non dovrei considerare anche ?

[SediciAmpere]

valuto l'impedenza equivalente vista dai suoi morsetti una volta aperti i generatori di corrente e cortocircuitati quelli di tensione (compreso quello comandato in tensione interno all'operazionale)
[*]da una parte c'è
[*]dall'altra la resistenza di ingresso infinita dell'ingresso invertente, e poi... la resistenza di uscita nulla dell'operazionale

ragionamento corretto
dai, non te lo voglio dire, ci sei quasi

[arod]

valuto l'impedenza equivalente vista dai suoi morsetti una volta aperti i generatori di corrente e cortocircuitati quelli di tensione (compreso quello comandato in tensione interno all'operazionale)
[*]da una parte c'è
[*]dall'altra la resistenza di ingresso infinita dell'ingresso invertente, e poi... la resistenza di uscita nulla dell'operazionale

ragionamento corretto
dai, non te lo voglio dire, ci sei quasi

Seguendo il ragionamento sopra avevo associato a la serie di e ma simulando il circuito con Multisim sembra corretto considerare la sola . Ancora non ho capito perché...

[SediciAmpere]

come R devi considerare il parallelo (R1//R2)
essendo la R1<<R2 , l'errore che fai considerando la sola R1 è piccolo


Siccome è un amplificatore audio, potresti calcolare C4 per una frequenza di taglio di circa 20Hz , C1 e C3 circa una decade pià in basso e di valore tale che impieghino lo stesso tempo per caricarsi a Vcc/2 , così il transitorio di accensione sarebbe quasi uguale ai due ingressi + e - dell'operazionale e sarebbe ridotta al minimo la "castagnata" sugli altoparlanti al momento dell'accensione

[arod]

come R devi considerare il parallelo (R1//R2)

Un momento... perché in parallelo? Non devo considerare la resistenza equivalente secondo Thevenin vista dai morsetti del condensatore? Se "stacco" il condensatore e valuto la resistenza tra i due morsetti (A e B nello schema) il circuito si riduce a questo:

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Le due resistenze sono collegate a massa ma A e B non sono lo stesso punto e , quindi non dovrebbero essere in parallelo. Dove sbaglio?

[SediciAmpere]

hai ragione, solo la R1 è quella che conta