Quadripoli Un quadripolo è una rete elettrica comunque complessa nella quale si individuano una coppia di terminali in ingresso ed una coppia di terminali in uscita

Classifica dei quadripoli Quadripoli attivi: se il rapporto tra la potenza in uscita e quella in ingresso è>1 Quadripoli passivi: se il rapporto tra la potenza in uscita e quella in ingresso è<1

Esempi di quadripoli Amplificatori Generatori dipendenti o comandati sono quei generatori il cui valore di tensione o corrente dipende dal valore di tensione o corrente presente in un’altra parte del circuito. Si distinguono in : Generatore di tensione comandato in tensione Generatore di tensione comandato in corrente Generatore di corrente comandato in tensione Generatore di corrente comandato in corrente I parametri di ciascuno sono nell’ordine, i seguenti: Amplificatori Si distinguono in: Amplificatori di tensione Amplificatori di corrente Amplificatori di potenza A seconda dei casi, le caratteristiche sono: Tali grandezze sono dette anche guadagno e, possono essere espresse in decibel come:

Caratteristiche di un amplificatore Guadagno Resistenza di ingresso Resistenza di uscita Banda passante La resistenza di ingresso è la resistenza equivalente ai terminali di ingresso La resistenza di uscita è quella interna del generatore La banda passante è l’intervallo di frequenza del segnale ed ha come estremi la frequenza minima e quella massima

Casi ideali Amplificatore di tensione R(sorgente)<< R(interna) Per ridurre al minimo la c.d.t interna alla sorgente deve essere R(sorgente)<< R(interna) R(interna)=∞ Analogamente in uscita per ridurre al minimo la c.d.t. deve essere R(uscita)<< R(carico) R(uscita)=0 Amplificatore di corrente Per evitare che la corrente vari in relazione alla resistenza interna R(sorgente)>>R(interna) R(interna)=0 Per evitare che la corrente vari in relazione al carico R(uscita)>>R(carico) R(uscita)=∞

Schemi a blocchi Un sistema comunque complesso viene rappresentato trami schemi a blocchi. Di ciascun blocco sono importanti le grandezze in ingresso e le grandezze in uscita. La relazione tra le grandezze in uscita e quelle in ingresso è detta funzione di trasferimento f.d.t u(t) i(t)

Topologia degli schemi a blocchi Blocchi in cascata i1(t) o1(t) =i2(t) o2(t) Blocchi in parallelo o1(t) o(t)=o1(t)+ o2(t) ± o2(t)

Sistemi ad anello chiuso e retroazione Il controllo automatico di un sistema viene fatto tramite un circuito capace di autocompensarsi → sistemi ad anello chiuso (closed loop) o a retroazione (feedbak) Sistema ad anello chiuso con retroazione negativa G H i(t) e(t) f(t) o(t) + -

Guadagno di un sistema con retroazione negativa

Caratteristiche degli amplificatori a retroazione negativa Maggiore stabilità del guadagno Minore distorsione Variazioni della resistenza in ingresso e in uscita Riduzione degli effetti dei disturbi Allargamento della banda passante

Collegamento in cascata di quadripoli vs zs zL vi zi3 v01 v02 z01 z02 z03 v0 zi1 zi2

Impedenze tipiche di un quadripolo Impedenza iterativa È quella impedenza che, se collegata a una coppia di terminali del doppio bipolo, determina una impedenza uguale vista dall’altra coppia di terminali

Esempio Calcolare l’impedenza iterativa del seguente quadripolo Z1 Z1 Si suppone di porre in uscita al quadripolo una impedenza Zit1 e si impone che ai morsetti di ingresso si veda ancora lo stesso valore

Impedenze immagini Si distinguono in impedenze di ingresso ed impedenze di uscita. Si indicano: Zai, l’impedenza vista in uscita quando l’ingresso è aperto Zci, l’impedenza vista in uscita quando l’ingresso è cortocircuitato Zai, l’impedenza vista in ingresso quando l’uscita è aperta Zco, l’impedenza vista in ingresso quando l’uscita è cortocircuitata ZS ZL

Es. impedenza immagine Z1 Z2 Z3 Z4

Impedenza caratteristica e quadripoli adattati Se Zi1= Zi2 il quadripolo si dice adattato e, l’impedenza è detta caratteristica In genere, un quadripolo simmetrico è un quadripolo adattato Lo studio di tali quadripoli è utile per le linee di trasmissione dei segnali

Adattamento di impedenza Un generatore con impedenza interna puramente resistiva e carico puramente resistivo, determina sul carico un massimo trasferimento di potenza. Oppure, si dimostra che Rs=RL e Zs=ZL*. Se ciò non avviene, tra il carico il generatore si pone una rete adattatrice. Zs Vs ZL Se si pone Xs=-XL Se si pone ancora Rs=RL

Reti adattatrici di impedenza Reti a L X2 X2 X1 X1 Rs<RL Rs>RL

Esempi di reti ad L

Reti adattatrici di impedenza Reti a T Z1 Z1 Z2