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Obiettivi e descrizione del corso.

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Corrispondenze fra schema elettrico, equazioni e schema a blocchi.

Schemi a retroazione: esempi generici, rete RC.

Modello dell’amplificatore operazionale. Limitazione del modello (somma delle correnti non nulla).

Spice: modelli dei componenti e possibili fonti di errore.

Layout dei circuiti e componenti parassiti.

Diagrammi di Bode: Scale logaritmiche e dB

Calcoli sui diagrammi logaritmici

Importanza delle unità di misura nelle equazioni

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Tecniche di determinazione della Funzione di Trasferimento (FdT) di circuiti con amplificatori operazionali (OpAmp) ideali.

Stadi invertenti a ingresso singolo

Es. derivatore con rete RC in retroazione

Stadi invertenti multi-ingresso

Stadi invertenti a retroazione multipla

Es. Filtro passa basso a retroazione multipla

Sintesi di funzioni di trasferimento con circuiti ad amplificatori operazionali ideali

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Tecniche di determinazione della Funzione di Trasferimento (FdT) di circuiti con (OpAmp) ideali.

Stadi non invertenti: uguaglianza delle tensioni ai terminali di ingresso

Strutture VCVS

Es. Il filtro di Sallen-Key: Funzione di trasferimento. Criteri di scelta dei componenti e vincoli che ne derivano.

Considerazioni sulla posizione dei poli e sulla stabilità.

Considerazioni sull’impedenza di ingresso.

L’impedenza e l’ammettenza di ingresso come FdT. Significato di stabilità.

Necessità di un circuito Buffer e effetti della resistenza di uscita

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Rete “Passa Tutto”.

Considerazioni sull’effetto di uno zero a parte reale positiva. Risposta in frequenza e risposta al gradino

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Effetti della retroazione sulle principali non idealità di un amplificatore. Definizione di Sensibilità di una funzione rispetto ad un parametro.

Valutazione della sensibilità al guadagno per stadi in cascata con retroazione locale o globale.

Tecnica di determinazione del guadagno d’anello T(s) tramite valutazione di Tv e Ti.

Invarianza del guadagno d’anello rispetto alla rappresentazione a blocchi e al generatore di segnale di ingresso

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Considerazioni sulla stabilità. Criterio di Nyquist. Definizione di retroazione positiva e negativa. Margini di fase e di guadagno. Diagramma di Bode con Aol e A_teorico (noise gain). Considerazioni su stabilità e rapporto di chiusura.

Tecniche di compensazione: a polo dominante, noise gain compensation, miste.

Esempi di calcolo di reti di compensazione.

Analisi del derivatore.

Valutazione delle FdT di pre-processo (W_in) dal diagramma di Bode e determinazione della FdT complessiva.

Analisi della FdT dell’errore e considerazioni sulla distorsione di intermodulazione dinamica (TIM). Tecniche di mitigazione del sovraccarico dello stadio di ingresso.

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Schematizzazione dei tipi di retroazione per circuiti generici. Definizione di tipo di confronto e tipo di prelievo. Schematizzazione a doppi bipoli. Effetti della retroazione sulle resistenze di ingresso e di uscita.

Analisi degli stadi CE con Rcb, CC, CER. Considerazioni sull’andamento di Zout al variare della frequenza.

Esempio di layout di un amplificatore e formazione di retroazione positiva.

Analisi di uno stadio I/I con operazionale.

Sistemi a retroazione multianello.

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Risposta in frequenza degli amplificatori. Concetti generali. Poli a bassa frequenza ed ad alta frequenza.

Teorema di Miller. Il Teorema di Miller visto con la teoria della retroazione.

Legame poli della FdT-condensatori del circuito. Concetto di polo dominante.

Metodo delle costanti di tempo per la risposta in alta frequenza. Calcolo dei coefficienti a1 e a2. Risposta all’onda quadra. Legame banda-tempo di salita.

Metodo delle costanti di tempo per la bassa frequenza. Considerazioni sul dimensionamento delle capacità di bypass e accoppiamento. Tecniche di determinazione degli zeri di una FdT. Risposta all’onda quadra.

Esempi di calcolo di f_H e di f_L per alcuni amplificatori

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Filtri attivi. Considerazioni generali sui filtri (posizione di poli e zeri).

Filtri di Butterworth. Posizione dei poli del filtro e considerazioni sulla cascata delle celle di secondo ordine.

Filtro universale (o a variabili di stato). Configurazione passa basso, passa banda (larga) e passa alto. Configurazione passa banda a banda stretta.

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Progetto di un oscillatore a Ponte di Wien: Criterio di Barkhausen; Valutazione del guadagno d’anello; Stabilizzazione dell’ampiezza di oscillazione; Analisi della distorsione