IL FATTORE DI SMORZAMENTO

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Re: IL FATTORE DI SMORZAMENTO

#11 Messaggio da MarioBon » 21/05/2020, 7:11

Corrente di pilotaggio.
L'amplificatore dovrebbe comportarsi come un generarore ideale di tensione (fattore di smorzamento infinito).
Questo significa che la corrente erogata dipende solo dal carico. Quando ciò avvine la corrente aumenta al diminuire del carico per soddisfare la relazione:
I=V/R
carico 8 Ohm 100 Watt
carico 4 Ohm 200 Watt
carico 2 Ohm 400 Watt
carico 1 Ohm 800 Watt
carico nullo => corrente infinita.

Nel mondo reale i dispositivi sono limitati quindi posso realizzare un ampli con una impedenza di uscita bassissima (FS molto alto) ma che eroga poca corrente. Per esempio prendo 50 transistor con corrente massima di collettore di 10 milliAmpere e li metto tutti in parallelo. La resistenza di uscita è minima ma la massina corrente è 10mA x 50 = 0.5 A (mezzo Ampere).
Allora uso una batteria di transistor da 15 Amper e la corrente sale teoricamente a 750 Amper. Tuttavia se il trasformatore può erogare solo 10 Ampere, i 750 Amper li potrò vedere solo per un brevissiomo istante mettendo in corto l'uscita sempre che i condensatori di filtri siano abbastanza grandi.
Per concludere non c'è una relazione univoca tra capacità di erogare corrente e fattore di smorzamento.
Il fattore di smprzamento elevato è una condizione necessaria per erogare corrente.

Tensione di picco.
L'impedenza di uscita dell'amplificatore Zout appare in serie al carico. Ne segue che la tensione sul carico è data da:

Vcarico = Vstar Z/(Zout+Z)

dove Z è il carico e Vstar è la tensione "a vuoto" ovvero con Z infinita.
In più quando la corrente aumenta, aumenta anche la caduta sulle resistenza e sui dispositivi in serie all'alimentazione (che chiamiamo Va)quindi la tensione sul carico diventa:

Vcarico = Vstar Z/(Zout+Z) - Va

Ne segue che la massima tensione disponible sul carico diminuisce al crscere della corrente. LAsciamo da parte il fatto che al crescer della tensione di uscita cresca anche al distorsione.
In un buon amplificatore la potenza erogata non raddoppia al dimezzare del carico ma aumenta almeno del 60% (x1.6)
carico 8 Ohm 100 Watt
carico 4 Ohm 160 Watt
carico 2 Ohm 256 Watt

Controreazione.
Qui il discorsio è più delicato perche coinvolge più aspetti:
- il guadagno ad anello aperto
- la risposta in frequenza ad anello aperto
- la resistenza di uscita ad anello aperto
- il tasso di controreazione
- la stabilità
Le grandezze ad anello aperto sono quelle che si misurano senza controreazione. E' evidente che l'amplificatore debba essere stabile e non solo con carici puramente resistici ma anche con carichi capacitivi (i più rognosi).
Il guadagna ad anello aperto dipende dal carico (cosa di cui non si tiene tanto conto).
Alla fine l'impedenza di uscita vale

Zac = Zaa /(1+ beta A)

Zac= impedenza di uscita ad anello chiuso
Zaa= impedenza di uscita ad anello aperto
beta = fattore di controreazione
A = guadagno (dipendente dalla frequenza) ad anello aperto con carico

A questo punto si deve mettere mano ai calcoli. Nel caso più semplice A = 1/(1+sT) (il così detto "polo dominante") e Zaa è una pura resistenza.
Anche in questa semplice condizione si dimostra che l'impedenza di uscita dell'ampli acquista una componente induttiva tanto più grande quanto più la frequenza di polo è bassa (banda passante ad anello aperto stretta).
Per questo motivo (per evitare componenti induttive in Zout) è richiesto che la banda passante ad anello aperto sia estesa quanto la banda di utilizzo (ovvero fino a 20kHz).
Da qui in poi le cose si complicano.
Mario Bon http://www.mariobon.com
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