Abbiamo menato un po' il can per l'aia, senza rispondere alla seconda domanda del forumer Niwivan:
Io mi fermo a sapere che la banda passante, è sostanzialmente il range di frequenza entro il quale passa il segnale, e oltre/prima della quale si ha una discesa di tot dB/dec (frequenza di taglio) di attenuazione. Ora avrei bisogno sicuramente di studiare meglio i concetti (un corso di elettronica specifico non l'ho ancora seguito in università), però sarebbe molto gradita una vostra delucidazione.
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Vediamo ora di chiarire questo concetto, utilizzando il datasheet di uno degli integrati citati: NE5532
- NE5532 frequency.JPG (58.93 KiB) Visto 3739 volte
specificando cosa indichino e a cosa servano i tre
Bode plot che vediamo qui sopra.
Il primo ci indica il
guadagno ad anello aperto (
open loop gain o
Aol) dell'integrato in funzione della frequenza, cioè il guadagno senza controreazione globale uscita-ingresso. Esso è ben esteso in frequenza, per essere quello di un opamp per uso audio; manca l'indicazione dell'andamento della fase, per essere completo, ma ci limitiamo a ricordare che Aol di questo integrato è di ben 100 dB (x100.000) fino ad 1 KHz. Da questo grafico posso stimare quale sarà la larghezza di banda Acl, che vedremo di seguito.
Il secondo
plot si riferisce al
guadagno ad anello chiuso (
closed loop gain o
Acl o
G), cioè al guadagno dell'operazionale fornito di apposita rete di controreazione esterna, sempre in funzione della frequenza. Come potete osservare, più aumenta il guadagno, più si restringe la banda passante. Con il guadagno pari a 1 (= 0 dB) la banda passante si estende sopra i 10 MHz (f*10^7); con il guadagno pari a 100 (40 dB) la banda passante va poco oltre i 100 KHz.
Il terzo grafico è il meno letto e il più criptico, per chi non usa i datasheet per lavoro ed è il grafico dell'
ampiezza di banda a piena potenza (
full power bandwidth o anche
large-signal frequency response). Esso implica che l'operazionale sia controreazionato e fornisce il massimo livello di uscita, a una certa frequenza, per una determinata tensione di alimentazione senza che l'operazionale incorra nella
distorsione da eccessivo slew rate del segnale (
slew-induced distortion). In questo caso l'alimentazione dell'operazionale è di +-15 V
A questa tensione di alimentazione il livello di uscita massimo, pari a 26 V p-p, può essere mantenuto fino a circa 90 KHz senza che insorga la
slew-induced distortion.
Questo integrato è perfettamente adatto a gestire alti livelli di amplificazione fino a frequenze pari a tre volte la banda immagine e quindi perfettamente adatto ad amplificare l'uscita di un CD player.
Vediamo però cosa succede se nell'ingresso dell'integrato entra un segnale di modo comune che deriva da una spuria della frequenza di clock del convertitore, tipicamente a 13 MHz
A partire da circa 1 MHz questo integrato ha una banda di potenza che al massimo ammette un'uscita di 1 V p-p asintoticamente protratta verso i 10 MHZ
Questo è male, ovviamente, se il disturbo di modo comune viene amplificato insieme agli altri segnali , perchè sicuramente si incorrerà in
slew-induced distortion e implica che io devo curare al massimo la pulizia dell'alimentazione, che comprende il collegamento dei due condensatori da 100 nF ceramici a basso ESR sui due piedini di alimentazione (ma non solo !).
Spero di aver spiegato con sufficiente chiarezza il perchè non esista solo una "banda passante" in un circuito amplificatore, ma almeno tre e tutte vanno tenute in considerazione quando si ha a che fare con segnali ad alto slew rate e ad alta frequenza.
Ciò implica però un diverso approccio al problema [il seguito alla prossima puntata...]
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