Tipologie e caratteristiche degli amplificatori a retroazione RIEPILOGO Tipologie e caratteristiche degli amplificatori a retroazione SUMMARY Types and features of the feedback amplifiers

Retroazione La retroazione (o reazione) è il metodo con il quale un sistema dinamico tiene conto dei risultati rilevati alla sua uscita per modificare il suo funzionamento. The feedback (or reaction) is the method by which a dynamical system takes into account the test results to its output to change its operation.

Rete di reazione Negli amplificatori a retroazione, si preleva tutta o una parte del segnale d’uscita e la si applica all’ingresso attraverso una rete a doppio bipolo, denominata rete di reazione, avente guadagno . In feedback amplifiers, it picks up the whole or a part of the output signal and applies to the entrance through a two-port network, called feedback network, having a gain .

Bipolo passivo La rete di reazione è solitamente costituita da un doppio bipolo passivo che può essere realizzato mediante resistori, molto più raramente con condensatori e induttori. The feedback network is usually constituted by a two-port passive bipole, which can be realized by means of resistors, much more rarely with capacitors and inductors.

Rete di comparazione Nella rete di comparazione il segnale di reazione, proveniente dalla rete di reazione, è miscelato con il segnale d’ingresso. In the comparing network the feedback signal , coming from the feedback network, is mixed with the input signal.

Retroazione positiva La retroazione può essere positiva o negativa. È positiva se qualsiasi incremento del segnale di uscita produce un segnale di retroazione che, mescolato con quello d’ingresso causa un ulteriore aumento del segnale di uscita. The feedback can be positive or negative. It is positive if any increase in the output signal produces a feedback signal which, when mixed with the input causes a further increase of the output signal.

Retroazione negativa La retroazione è negativa se qualsiasi aumento del segnale di uscita produce un segnale di retroazione che, mescolato con quello d’ingresso, causa una diminuzione del segnale d’uscita. The feedback is negative if any increase in the output signal produces a feedback signal which, when mixed with the input signal, causes a decrease of the output signal.

Configurazioni C’è una certa variabilità nel modo di denominare le diverse configurazioni. Quella che adotteremo è la seguente, nella quale la prima parte si riferisce alla connessione d’ingresso, la seconda parte al tipo di segnale prelevato: serie di tensione parallelo di tensione serie di corrente parallelo di corrente There is some variability in the way of naming the different configurations. That we adopt is the following, in which the first part refers to the input connection, the second part to the type of signal taken: voltage-series voltage-shunt current-series current-shunt

Guadagno d’anello Il prodotto è spesso indicato come guadagno d’anello. La seguente formula costituisce la più importante relazione per descrivere un amplificatore con retroazione: The product is often referred to as loop gain. The following formula is the most important relationship to describe an feedback amplifier:

Tasso di reazione N Definiamo tasso di reazione N, solitamente espresso in dB, il rapporto tra l’amplificazione ad anello chiuso (amplificazione con reazione Ar) e quella ad anello aperto (guadagno d’anello βA): We define rate of reaction N, usually expressed in dB, the ratio of the closed loop amplification (amplification with reaction Ar) and the open loop amplification (loop gain β A):

Vantaggi della reazione negativa La reazione negativa migliora le seguenti caratteristiche di tutti i tipi di amplificatori nei quali viene applicata. Aumenta l’impedenza d’ingresso nelle retroazioni di tipo serie all’ingresso. Normalmente può essere aumentata di un fattore (1+ ). Riduce l’impedenza d’uscita nelle retroazioni di tensione all’uscita. Normalmente può essere ridotta di un fattore (1+ ). Aumenta la stabilità. Il guadagno dell’amplificatore con retroazione può essere stabilizzato contro le variazioni dei parametri del transistor o di altri congegni attivi dell’amplificatore. La larghezza di banda è usualmente aumentata di un fattore (1+ ). La distorsione di non linearità, con l’uso appropriato della retroazione negativa, è ridotta di un fattore (1+ ). La tensione di rumore è ridotta di un fattore (1+ ). The negative feedback improves the following characteristics of all types of amplifiers in which it is applied. Increases the input impedance in the input series type of feedback. Normally can be increased by a factor of (1+ ). Reduces the output impedance in the voltage output type feedback. Normally can be reduced by a factor (1+ ). Increases stability. The gain of the amplifier with feedback can be stabilized against the variations of the parameters of the transistor or other active devices of the amplifier. The bandwidth is usually increased by a factor of (1+ ). The non-linearity distorsion, with the appropriate use of negative feedback, is reduced by a factor (1+ ). The noise voltage is reduced by a factor (1+ ).

Retroazione positiva Una retroazione positiva, ottenuta non intenzionalmente, in genere non è desiderabile. Invece è intenzionalmente usata per realizzare oscillatori e multivibratori e, in elettronica digitale, per realizzare Trigger di Schmitt. A positive feedback, obtained not intentionally, is generally not desirable. Instead it is intentionally used to make oscillators and multivibrators and, in digital electronics, to realize Schmitt Triggers.

Tipi di amplificatore A seconda del tipo di retroazione il blocco amplificatore A è rappresentato con uno dei seguenti quattro diversi amplificatori. • Amplificatore di tensione. Per esso valgono le relazioni: Av = [V/V]; β = [V/V] • Amplificatore transconduttivo. Per esso valgono le relazioni: A = Gm = [A/V]; β = [V/A] • Amplificatore transresistivo. Per esso valgono le relazioni: A = Rm = [A/A]; β = [A/A] • Amplificatore di corrente. Per esso valgono le relazioni: Ai = [A/A]; β = [A/A] Depending on feedback type, the amplifier block A is represented with one of the following four different amplifiers. • Voltage amplifier. For it are valid the relations: Av = [V/V]; β = [V/V] • Transconductance amplifier. For it are valid the relations: A = Gm = [A/V]; β = [V/A] • Transresistance Amplifier. For it are valid the relations: A = Rm = [A/A]; β = [A/A] • Current amplifier. For it are valid the relations: Ai = [A/A]; β = [A/A]