Quadripoli

1. Quadripoli Un quadripolo è una rete elettrica comunque complessa nella quale si individuano una coppia di terminali in ingresso ed una coppia di terminali in uscita

2. Classifica dei quadripoli • Quadripoli attivi: se il rapporto tra la potenza in uscita e quella in ingresso è>1 • Quadripoli passivi: se il rapporto tra la potenza in uscita e quella in ingresso è<1

3. Generatori dipendenti o comandati sono quei generatori il cui valore di tensione o corrente dipende dal valore di tensione o corrente presente in un’altra parte del circuito. Si distinguono in : Generatore di tensione comandato in tensione Generatore di tensione comandato in corrente Generatore di corrente comandato in tensione Generatore di corrente comandato in corrente I parametri di ciascuno sono nell’ordine, i seguenti: Amplificatori Si distinguono in: Amplificatori di tensione Amplificatori di corrente Amplificatori di potenza A seconda dei casi, le caratteristiche sono: Tali grandezze sono dette anche guadagno e, possono essere espresse in decibel come: Esempi di quadripoli

4. Caratteristiche di un amplificatore • Guadagno • Resistenza di ingresso • Resistenza di uscita • Banda passante La resistenza di ingresso è la resistenza equivalente ai terminali di ingresso La resistenza di uscita è quella interna del generatore La banda passante è l’intervallo di frequenza del segnale ed ha come estremi la frequenza minima e quella massima

5. Casi ideali • Amplificatore di tensione Per ridurre al minimo la c.d.t interna alla sorgente deve essere R(sorgente)<< R(interna) R(interna)=∞ Analogamente in uscita per ridurre al minimo la c.d.t. deve essere R(uscita)<< R(carico) R(uscita)=0 • Amplificatore di corrente Per evitare che la corrente vari in relazione alla resistenza interna R(sorgente)>>R(interna) R(interna)=0 Per evitare che la corrente vari in relazione al carico R(uscita)>>R(carico) R(uscita)=∞

6. Schemi a blocchi Un sistema comunque complesso viene rappresentato trami schemi a blocchi. Di ciascun blocco sono importanti le grandezze in ingresso e le grandezze in uscita. La relazione tra le grandezze in uscita e quelle in ingresso è detta funzione di trasferimento f.d.t u(t) i(t)

7. i1(t) o1(t) =i2(t) Topologia degli schemi a blocchi Blocchi in cascata o2(t) Blocchi in parallelo o1(t) o(t)=o1(t)+ o2(t) ± o2(t)

8. i(t) o(t) e(t) G + - f(t) H Sistemi ad anello chiuso e retroazione • Il controllo automatico di un sistema viene fatto tramite un circuito capace di autocompensarsi → sistemi ad anello chiuso (closed loop) o a retroazione (feedbak) Sistema ad anello chiuso con retroazione negativa

9. Guadagno di un sistema con retroazione negativa

10. Caratteristiche degli amplificatori a retroazione negativa • Maggiore stabilità del guadagno • Minore distorsione • Variazioni della resistenza in ingresso e in uscita • Riduzione degli effetti dei disturbi • Allargamento della banda passante

11. zs zi3 vs vi zL v01 v02 v0 z02 z03 z01 Collegamento in cascata di quadripoli zi2 zi1

12. Impedenze tipiche di un quadripolo • Impedenza iterativa È quella impedenza che, se collegata a una coppia di terminali del doppio bipolo, determina una impedenza uguale vista dall’altra coppia di terminali

13. Z2 Esempio • Calcolare l’impedenza iterativa del seguente quadripolo Z1 Z1 Si suppone di porre in uscita al quadripolo una impedenza Zit1 e si impone che ai morsetti di ingresso si veda ancora lo stesso valore

14. Impedenze immagini • Si distinguono in impedenze di ingresso ed impedenze di uscita. Si indicano: Zai, l’impedenza vista in uscita quando l’ingresso è aperto Zci, l’impedenza vista in uscita quando l’ingresso è cortocircuitato Zai, l’impedenza vista in ingresso quando l’uscita è aperta Zco, l’impedenza vista in ingresso quando l’uscita è cortocircuitata ZS ZL

15. Es. impedenza immagine Z1 Z2 Z3 Z4

16. Impedenza caratteristicae quadripoli adattati • Se Zi1= Zi2 il quadripolo si dice adattato e, l’impedenza è detta caratteristica • In genere, un quadripolo simmetrico è un quadripolo adattato • Lo studio di tali quadripoli è utile per le linee di trasmissione dei segnali

17. Vs Adattamento di impedenza • Un generatore con impedenza interna puramente resistiva e carico puramente resistivo, determina sul carico un massimo trasferimento di potenza. Oppure, si dimostra che Rs=RL e Zs=ZL*. Se ciò non avviene, tra il carico il generatore si pone una rete adattatrice. Zs ZL Se si pone Xs=-XL Se si pone ancora Rs=RL

18. Reti a L X1 Reti adattatrici di impedenza X2 X2 X1 Rs<RL Rs>RL

19. Esempi di reti ad L

20. Reti a T Reti adattatrici di impedenza Z1 Z1 Z2