Amplificatore  differenziale con stadio di uscita emitter follower a simmetria complementare

R

22 k

 15 V

in

in

 15 V  0

T

T

T

T

V_C2 ≃ 8.0 V

R

4.7  k

T

D

6.2 V

out R

10 k

R

10 k

D

D

T

T

fig:amp_7_ca3046

C

10 F

C

10 F +

+

R

4.7 k

R

R

56 

56 

R

10 

R

10 

 ≃ 0 V

­

+

1.33 mA 11

10 9

7 6

13 3

4

2 1 5

I_E ≃ 1.40 mA

8

14 12

Amplificatore  differenziale con stadio di uscita emitter follower a simmetria complementare 

t

t

t

t

CA3046

T

 . . . T

2n2905

2n2219

      T₁ . . . T₅      T₆ . . .T₇ h_fe       100       50 . . . 300

f_T       350      350      Mhz C_cb      0.45       8       pF V_A       100      100       V

in

out

±15 V

t_p1 t_p2

t_p4

t_p3

CA3046 T

 . . . T

SMD

2n2905

2n2219 in

out

t_p1 t_p2

t_p4 t_p3

Banda passante di un amplificatore

C

×  100

R

R

C

      1         2  R

 C

f

 =       1        

2  R

 C

f

 =

Un amplificatore puo'  avere  una frequenza  di taglio inferiore.

Si  possono  costruire  amplificatori  che  arrivano  fino  alla  corrente  continua  e  quindi non hanno una frequenza di taglio  inferiore  f

.  Ma  ogni  amplificatore  ha  sempre almeno una frequenza di taglio  superiore f

.

Amplificatore ideale da 40 dB con 

cella RC passa basso e passa alto.

Banda passante di un amplificatore a banda larga

 frequenza di 

taglio inferiore  frequenza di 

taglio superiore

A = A

⋅ 1

1− j f

/ f ⋅ 1 1+ j f / f

Banda larga:        

f

 / f

  ≠ 1

Banda stretta:      

f

 / f

  ≃ 1

Risposta all'onda quadra di un amplificatore

fronte di salita

tilt

uscita

 ingresso

Fronte di salita

uscita  ingresso

v t =V

 V

−V

⋅ e

= R

C

= 1 2  f

t

 = t

 ­ t

 =  [ log (0.9) – log (0.1) ]    =   log (9) = 2.2 ∙ 

   = 2.2 / (2  f

) = 0.35 / f

t

 : tempo di salita (rise time) t

 : tempo di discesa (fall time)

In  un  amplificatore  lineare  tempo  di  salita  e  tempo  di  discesa  sono  identici.

t i l t 

uscita

 ingresso

Al termine del fronte di salita inizia il decadimento  esponenziale tipico all'uscita di una cella passa­alto:

 v(t) = v

 exp (­t / 

) v

 :   tensione iniziale

  dv/dt =  ­ v

 / τ

      pendenza iniziale



 = R

C

 = 1 / (2  f

) = v

 / dv/dt

Risposta all'onda quadra di un amplificatore

f

/ f

 = 10 kHz / 100 Hz

f

/ f

 = 3 kHz / 300 Hz

Frequenze di taglio multiple

frequenza singola:  f

= 20 kHz frequenza dominante:

       f

= 20 kHz  f

= 200 kHz  due frequenze eguali:

      f

=  f

= 20 kHz

Approssimativamente, i tempi di salita  si sommano in modo quadratico:

      t₂₀       =  17.5 s      f_H = 20 kHz      t₂₀₀     =  1.75 s       f_H = 200 kHz      t_20,20   =  27 s      f_H = 12.9 kHz      t_20,200 =  17.6 s       f_H = 19.8 kHz 

Risposta all'onda quadra di un amplificatore con frequenze di taglio multiple

        ——         f

 =  f

 = 20 kHz       

 = 7.96 s       t

 = 27 s         ——         f

 = 20 kHz    f

 = 200 kHz     

 = 7.96  ,  0.796 s     t

 = 17.6 s         ——         f

 = 20 kHz   (singola)      

 = 7.96 s      t

 = 17.5 s

     In prima approssimazione, i tempi di salita si sommano quadraticamente.    

Risposta di un amplificatore con frequenze di taglio multiple

Banda passante di un amplifcatore con due frequenza di taglio f

       ——        f

 =  f

 = 20 kHz

        ——         f

 = 20 kHz    f

 = 200 kHz         ——         f

 = 20 kHz   (singola)

19.8 kHz 12.9 kHz

20 dB per decade

40 dB per decade

Attenzione alla  polarita' dei diodi alimentazione

uscita

­15 0 +15 ­ 0 +

+

­

+ ^xyz

+

condensatori  elettrolitici

ingressi

2n2905 2n2219

diodo  zener

2 x  1n4148

­ +

fig:pcb_7_ca3046

t

t

t

t

Amplificatore con chip

CA3046 in versione SMD

Codice dei colori per i valori dei componenti elettronici

1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.2

0 nero 

1 marrone 

2 rosso 

3 arancio 

4 giallo 

5 verde  

6 blu 

7 viola 

8 grigio 

9 bianco 

                   

prima cifra 4

seconda cifra

7 moltiplicatore

10³

tolleranza 2 % (oro = 5%)

 = 47 k

fig:codice_colori

Misura di guadagno e banda passante

+

−

Misura del guadagno di  modo comune

+15 V

−15 V

V

V

V

 / V

 =  A

Misura di guadagno e banda passante

+

−

Misura del guadagno

di  modo differenziale 2 V

V

V

V

V

 / V

 =  V

 / 2 V

  =  A

 / 2

+15 V

−15 V

Misura del guadagno

Il guadagno e' un rapporto tra due tensioni.

E' opportuno che i due canali di misura siano uguali il piu' possibile.

10 k

Capacita' del cavo: ~ 100 pF/m

Costante di tempo   = 10 k  100 pF = 1 s  F

 = 1 / 2 = 160 kHz

Nei collegamenti in laboratorio per i segnali si utilizzano cavi schermati coassiali:

● per proteggere i segnali da interferenze esterne;

● per evitare la deformazione dei segnali veloci dovute alle riflessioni alle estremita' del cavo.

Collegare direttamente un cavo di uno strumento di misura ad un nodo di un circuito puo'  interferire molto con il funzionamento del circuito.

100 pF

20 pF

Misure sui circuiti

Sonda compensata

oscilloscopio

R

puntale

C

C

R

C

C

R

 : 1 M     resistenza di ingresso dell'oscilloscopio C

 : 20 pF     capacita' di ingresso dell'oscilloscopio C

 : 30 pF     capacita' di taratura

C

 : 100 pF   capacita' del cavo

R

 : 9 M     resistenza della sonda

C

 : 15 pF     capacita' della sonda

Sonda compensata

Partitore compensato

out dB

frequenza (kHz)

tempo (ms)

       R

/ (R

 + R

) = 0.1

——  C

/ (C

 + C

)  = 0.08

——  C

/ (C

 + C

)  = 0.10

——   C

/ (C

 + C

) = 0.12

R

in

C

C

R

Amplificatore  differenziale con stadio di uscita

emitter follower a simmetria complementare 

Amplificatore  differenziale con stadio di uscita

emitter follower a simmetria complementare 

Misura dell'impedenza di uscita

Misura dell'impedenza di ingresso

Z

 = Z

 (V

 / V

 ­ 1)

Z

 = Z

 / (V

 / V

 ­ 1)

Amplificazione

Impedenza di ingresso e di uscita

Saturazione e clipping 

Oscilloscopio digitale

Analizzatore di spettro FFT

Distorsione 

Contenuto di armoniche all'uscita di un amplificatore in funzione dell'ampiezza del segnale.