Quinta Lezione
- 1. Amplificazione. Tipi di accoppiamento Per ottenere un certo grado di amplificazione si ricorre ad accoppiare due o pi¨´ stadi di amplificazione. Comunemente si utilizzano tre sistemi di accoppiamento ovvero: Accoppiamento a R-C ( resistenza e capacit¨¤ ) L¡¯uscita del primo stadio ¨¨ collegata all¡¯ingresso del secondo mediante un condensatore, e quindi trasferisce il segnale al successivo stadio per ulteriore amplificazione .
- 2. Accoppiamento a resistenza e capacit¨¤ (R-C)
- 3. Accoppiamento in continua. Viene effettuato mediante resistenze quindi anche le componenti continue sono trasmesse da uno stadio all¡¯altro.
- 4. Accoppiamento a trasformatore E¡¯ impiegato un trasformatore T il quale consente di trasferire il segnale da uno stadio all¡¯altro.
- 5. Controfase o push-pull Per quanto riguarda l¡¯amplificazione di segnali di bassa frequenza ( al fine di non introdurre distorsione del segnale stesso) si usa esclusivamente la classe A o la classe B nella configurazione push-pull). La classe A da un basso rendimento, (inferiore al 50%) mentre con la classe B in pus-pull si raggiungono alti rendimenti (80%).
- 6. Stadio amplificatore in controfase per audio frequenze
- 7. Potenza utile. La potenza utile ¨¨ quella che viene dissipata dal carico ovvero Pu = I 2 eff Ru dove I eff ¨¨ il valore medio efficace della corrente dello stadio di potenza e Ru ¨¨ la resistenza ohmica del carico.
- 8. Potenza dissipata. E¡¯ la potenza dissipata sotto forma di calore dallo stadio finale di potenza equivalente alla potenza fornita dall¡¯alimentatore meno la potenza utilizzata. Potenza di alimentazione. ? quella che ¨¨ consumata in parte dalla Ru e in minor percentuale dalla Pd Pa = Pu + Pd
- 9. Amplificatori per alta frequenza. Il classico circuito in fig. ¨¨ accordato sul collettore ed accoppiato con una capacit¨¤ C con il secondo stadio di amplificazione. Questo collegamento fa abbassare notevolmente il coefficiente di risonanza Q , allargando di molto la banda passante.
- 10. A questo inconveniente si rimedia effettuando un collegamento fra i due stadi mediante un accoppiamento a mutua induzione, come si evince dalla fig.
- 11. Banda passante di un amplificatore. Il rapporto tra il segnale all¡¯uscita di un amplificatore e quello posto all¡¯ingresso si chiama guadagno . Esso non ¨¨ costante per tutte le frequenze, poich¨¦ dipende dal tipo di accoppiamento e dalle capacit¨¤ parassite. Possiamo allora definire banda passante il campo di frequenze in cui il guadagno non scende al di sotto del 70% del valore massimo. E¡¯ interessante notare che la banda passante complessiva si restringe progressivamente all¡¯aumentare del numero degli stadi di amplificazione.
- 12. Rendimento. In linea generale si definisce rendimento di trasferimento energetico (dal generatore all¡¯utilizzatore) il rapporto fra la potenza d¡¯uscita e quella erogata dall¡¯alimentatore. ¦Ç = Pu / Pa Negli amplificatori di potenza in alta frequenza se si vuole alimentare un carico (antenna) mediante uno stadio di amplificazione, questo ci fornisce una corrente che ¨¨ periodica di frequenza, ma non e¡¯ sinusoidale (classe C). Sar¨¤ compito poi del circuito RLC parallelo a trasformare gli impulsi di corrente in tensione oscillante e, nello stesso tempo di selezionare la sola oscillazione fondamentale.
- 13. La modulazione di ampiezza (AM) La modulazione d¡¯ampiezza ¨¨ la pi¨´ semplice ed antica tra le modulazioni. La trasmissione delle informazioni via radio richiede che l¡¯ampiezza dell¡¯oscillazione sia variata nel tempo, attorno a determinati valori di riposo, con legge legata all¡¯informazione da trasmettere, detto segnale modulante: le oscillazioni si dicono allora modulate in ampiezza. Modulare in ampiezza tale oscillazioni significa variarne l¡¯ampiezza (quella distanza massima di cresta positiva o negativa dall¡¯asse orizzontale ). Abbiamo visto precedentemente come sia possibile, grazie agli oscillatori, generare tensioni o correnti a frequenza molto elevata .
- 14. Ora il nostro scopo ¨¨ quello di utilizzare questo segnale radio affinch¨¦ sia possibile trasmettere delle informazioni a grandi distanze. Quando un segnale radio viaggia nello spazio senza essere stato precedentemente modulato, si dice comunemente Onda portante Nelle trasmissioni radiofoniche, alla corrente alternata sinusoidale ad alta frequenza ( b ), che in assenza di segnale da trasmettere irradia l¡¯onda portante, viene opportunamente sovrapposta una corrente alternata a frequenza audio ( a ).
- 15. Dalla loro sovrapposizione ha origine una corrente alternata ad alta frequenza modulata ( c ). Questo segnale radio sar¨¤ poi immesso in un radiatore (antenna) il quale genera un campo elettromagnetico attorno a se.
- 16. L¡¯onda radio che si allontana dall¡¯antenna viagger¨¤ poi nello spazio circostante, alla stessa velocit¨¤ della luce, trasportando con se l¡®informazione che ¨¨ stata immessa. Riportiamo di seguito uno schema a blocchi di un trasmettitore a modulazione d¡¯ampiezza. Oscillatore Separatore (buffer) Pilota (Driver ) Finale di potenza Modulatore (audio) Schema a blocchi di RTx in AM Microfono Antenna
- 17. In genere si preferisce modulare lo stadio finale di potenza ( modulazione di collettore ). In pratica, per esempio, se si vuole modulare al 100% una portante, occorre che la potenza fornita dal modulatore sia la met¨¤ di quella erogata dal finale di potenza a radiofrequenza. In questo modo si ottiene il massimo rendimento dello stadio finale e di conseguenza la massima potenza immessa sull¡¯antenna.
- 18. Andando a modulare oltre il 100% la portante, cio¨¨ la potenza del modulatore supera la met¨¤, si ha un¡¯interruzione del segnale radio perch¨¦ lo stadio finale si viene a saturare, rendendo incomprensibile, per chi riceve, il messaggio trasmesso. Si ha la cosiddetta sovra -modulazione . I migliori risultati si ottengono con una percentuale di modulazione non superiore al 60%.