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La configurazione a catodo comune: il modello per piccoli segnali
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- Category: Tecnica degli amplificatori a valvole
- Published: Monday, 30 March 2015 20:39
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Iniziamo ora a studiare il comportamento del nostro circuito quando vi si applica un segnale in ingresso.
Queso modello è detto "small signal model"
La sua caratteristica è di avere i generatori di tensione continua cortocircuitati. La cosa può sembrare strana , ma se consideriamo i generatori di tensione ideali, cioè con impedenza di uscita nulla ed in grado di reagire immediatamente a qualsiasi variazione nel carico, a tutti gli effetti essi sono visti dal carico come dei cortocircuiti.
Come prima cosa analizziamo il circuito senza considerare gli effetti della rete di ingresso e della rete sul catodo:
Usiamo già il modello che avevamo visto precendentemente per la polarizzazione e cortocircuitiamo Vaa.
nel nostro caso
e quindi
per come funzione una valvola
(1)
perciò
(2)
Sostituendo espandendo e semplificando
e da questa otteniamo
(3)
per vedere come si comporta l'amplificazione al variare della resistenza di carico dobbiamo riscrivere la (3) per Ra e possiamo farlo dividendo numeratore e denominatore per Rp otterremo quindi
(4)
possiamo osservare alcune cose:
se
allora
se invece
allora
questo ci dice che più bassa è la resistenza interna Rp della valvola, meno l'amplificazione del circuito a catodo comune è sensibile alle variazioni del carico.
Introduciamo ora nel circuito la resitenza di catodo.
guardando il circuito la soluzione può sembrare più complicata, ma usando il metodo delle correnti di maglia i calcoli da fare sono esattamente quelli di prima: per calcolare i2 basta sostituire ad Ra e
per calcolare i1 ed i2 basta usare la formula del partitore di corrente tra due resistenze:
quindi
notiamo che
quindi
da cui
ed otteniamo
per un u suficientemente alto la formula si può approssimare come
Una osservazione: nel caso Rk sia nulla tutta la formula si riconduce a quella vista in precedenza, cioè oppure
e la resistenza di uscita del circuito è la seguente:
questa ultima equazione, sebbene al momento sembri inutile, è importantissima quando si tratta di calcolare la risposta in frequenza di diversi stadi in cascata, poiché l'input dello stadio successivo è dato da Vo e Ro dello stadio precedente.