Continua la saga della conversione in tensione di un segnale PWM per mezzo di filtri passa basso tempo continui. Qui si esaminano soluzioni con i filtri attivi, analizzando alcune famiglie di filtri e confrontandone le prestazioni. Per il problema posto in origine, questa soluzione e' un overkilling, pero' viene mostrato il progetto di filtri di Butterworth e Bessel del secondo e terzo ordine. [...]

Ovvero, come complicarsi la vita con due resistori e due condensatori! L'articolo e' l'estensione e la messa in bella di un post che ho scritto in risposta a una domanda fatta sul forum [1]. Nel primo dei due articoli, sono analizzati semplici filtri resistore-condensatore del primo e del secondo ordine. In un secondo articolo vengono invece illustrate soluzioni realizzabili con filtri attivi, che offrono prestazioni migliori. Alcune dimostrazioni matematiche sono relegate nelle appendici, in modo che nessuna persona sensata sia invogliata a leggerle! [...]

In questo articolo si descrive una semplice tecnica che ho imparato all'università per fare calcoli rapidi sui diagrammi di Bode asintotici. La tecnica, molto semplice da applicare, è estremamente utile, ma incredibilmente non sembra conosciuta in giro. L'ho solo vista spiegata su un libro di testo [1], da cui ho tratto un po' di materiale.

La seconda parte dell'articolo mostra invece come scrivere in modo leggibile le funzioni di trasferimento, evidenziando amplificazioni e frequenze. Un grande paladino di tecniche che permettono di scrivere le informazioni con una bassa entropia è stato il prof. Middlebrook, che in [2] mostra la tecnica che sarà illustrata qui.

I diagrammi di Bode, disegnati con l’approssimazione asintotica di segmenti rettilinei, sono un importante strumento per il progettista poiché consentono di tracciare velocemente il grafico di una funzione di trasferimento o di una impedenza senza perdere praticamente nessuna informazione. I diagrammi asintotici permettono anche di effettuare dei calcoli che fanno di solito risparmiare tempo quando si calcola una funzione di trasferimento.

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In un recente post [1] MarcoD domandava quali fossero i criteri di dimensionamento del filtro LC di un convertitore Buck in una applicazione particolare. Mentre i normali convertitori a commutazione sono progettati per lavorare con tensione di ingresso variabile e devono mantenere la tensione di uscita fissa, anche con carico variabile, in questa applicazione con celle Peltier, la tensione di ingresso è costante, come pure il carico resistivo, ma si deve poter variare la tensione di uscita e di conseguenza la corrente sul carico.

Questo articoletto non è un vero rapporto di progetto ma sono semplicemente le note di "brutta copia" che normalmente scriverei sul retro di una busta (back-of-the-envelope calculations). Suppongo che chi legge sappia come funziona un Buck, per cui ci saranno solo brevi richiami alla teoria del circuito.

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Quelli che seguono sono dei vecchi appunti sparsi che avevo quando ero all'università, vengono riproposti in modo abbastanza fedele, con poche modifiche qua e là perché il docente (come tutti i docenti) non aveva le idee molto chiare e non sapeva bene quanto stesse dicendo. Non costituiscono una dispensa, e neanche una trattazione organica, ma evidenziano solo alcuni punti che per motivi vari avevano bisogno di una più dettagliata spiegazione. Ho anche aggiunto qualche riferimento ad articoli e post su EY. Suppongo che il mio docente non me ne vorrà perché è passato parecchio tempo e non è neanche più all'università.

La prima parte, senza alcuna introduzione alla retroazione negativa, passa subito a descriverne le proprietà classiche con il calcolo del rapporto di ritorno, mentre la seconda parte analizza i sistemi del primo e del secondo ordine, che sono i più comuni e che servono anche ad approssimare i sistemi reali più complicati. Essendo l'analisi svolta da un punto di vista sistemistico, non ci sono schemi dettagliati. Si usa il metodo di Rosenstark per valutare il rapporto di ritorno e i guadagni reali. Solo al termine si torna vagamente sul circuitale, quando si descrive il riconoscimento del tipo di retroazione.

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Un problema ricorrente che si vede nel forum è la violazione delle limitazioni di tensione di modo comune all'ingresso degli operazionali e relativo non funzionamento del circuito. Un collega mi diceva che talvolta questa svista capita anche in ambiente professionale, vale forse la pena parlarne.

Strettamente collegato al modo comune è la possibilità di usare o non usare l'operazionale a singola alimentazione. In questo primo articolo sarà trattato il problema della tensione di modo comune in ingresso agli operazionali, usati sia come amplificatori che comparatori. In un secondo articolo esaminerò i circuiti amplificatori funzionanti con una tensione singola di alimentazione.

Una splendida presentazione sperimentale delle limitazioni di tensione di modo comune per vari tipi di operazionali è stata fatta da brabus nel suo videoblog, con l'articolo Op Amp Common Mode Voltage Range [8].

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Una recente domanda sul forum riguardava il calcolo dell'impedenza vista guardando dentro l'emettitore di un transistore bipolare in linearità, in particolare si voleva conoscere un modo rigoroso di calcolare questa impedenza.

La mia risposta era stata breve, indicando solo un possibile metodo di calcolo, anche se avevo detto che ve n'erano parecchi possibili.

In questo articoletto saranno presentati vari metodi di calcolo delle impedenze, alcuni ben noti e comuni, mentre altri sono meno diffusi e si spera di contribuire a diffonderli. In realtà questo intervento è solo una scusa per ripassare alcuni metodi per calcolare impedenze varie. Saranno solo presentate le procedure di calcolo, senza approfondire le dimostrazioni.

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Abbastanza spesso si sentono espressioni del tipo watt RMS, potenza efficace... che sono espressioni senza senso o usate in modo errato, per non parlare poi dei watt pmpo e altre amenità del genere.

Questo articolo è un compendio dei post che ho scritto sull'argomento, uno dei quali cominciava così:

Avendo problemi a prendere sonno, e non essendoci qui il signor Goldberg, prendetevi questo post, lungo e noioso, con tutti i passaggi fatti (prima o poi lo trasformo in un articolo per il portale), e visto che ogni promessa è debito, here we are!

Quanto detto nel seguito è orientato al mondo audiofilo, cercando però di rimanere nella correttezza formale.

In campo professionale audio (e anche non audio) ci sono molti aspetti ulteriori da considerare, che vanno dal carico non puramente resistivo, al carico non lineare, ai segnali con distribuzioni di ampiezza e distribuzioni spettrali le più varie. Mi limiterò però solo ai watt RMS o poco più.

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In questo secondo articolo si esaminano i retroscena teorici sulla stima della potenza e degli altri parametri di un trasformatore sconosciuto. Fra le varie possibili teorie, la mia preferita per il dimensionamento dei trasformatori e quindi anche per l'analisi, è quella che fa uso del prodotto delle aree, che sarà definito nella sezione successiva.

Con questo approccio sarà derivato anche il metodo di stima della potenza che fa uso della massa o del diametro dei toroidali. Infine sarà mostrato il metodo usato per ricavare coefficienti ed esponenti.

Il prodotto delle aree [Formula] è un parametro usato nel progetto dei trasformatori ad alta frequenza, per "mettere in ordine" i nuclei di diverso tipo e poterne confrontare le caratteristiche. Il prodotto delle aree può anche essere usato, per scopi di analisi, nei trasformatori a bassa frequenza, anche se non viene di frequente usato per il progetto. La ragione è che mentre con i nuclei di ferrite le dimensioni di ogni singolo nucleo sono definite e non si possono cambiare, nei trasformatori a bassa frequenza fatti a lamierini si può variare lo spessore del nucleo cambiando il numero di lamierini utilizzati, anche se di solito non ci si scosta molto da un valore ottimale di spessore.

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Cenni pratici per la ricostruzione della carta d'identità del trasformatore ferromagnetico.

Capita abbastanza spesso qui sul forum che utenti chiedano istruzioni per ricavare le caratteristiche di un trasformatore anonimo trovato o recuperato da qualche vecchio dispositivo inutilizzato e del tutto anonimo. Con questo articoletto illustriamo quindi una procedura abbastanza valida per avere un primo riferimento sensato sulle caratteristiche di un vecchio trasformatore magari utile per realizzare il primo alimentatore. Il trasformatore ferromagnetico che lavora a bassa frequenza, tipicamente 50 Hz o 60 Hz, è una macchina elettrica tutto sommato semplice, statica, che se usata bene ha una lunga vita.

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