Simulazione della curva RIAA e anti-RIAA in SPICE

La funzione di trasferimento RIAA può essere ottenuta in LTspice IV mediante un generatore di tensione controllato in tensione (denominato Voltage dependent voltage source), la cui risposta nel dominio della frequenza può essere definita da un’equazione in funzione di \(s\) (operatore di Laplace).

1. La curva RIAA in SPICE

La funzione di trasferimento RIAA è descritta da uno zero e due poli: \[H(s)=K\frac{(s\times318\times10^{-6}+1)}{(s\times3180\times10^{-6}+1)(s\times75\times10^{-6}+1)}\]

dove \(K\) è la costante che rappresenta l’amplificazione in continua del quadripolo. La formula può essere facilmente implementata nel parametro Value del generatore controllato di LTspice IV con la seguente sintassi:

Laplace={(s*318E-6+1)/((s*3180E-6+1)*(s*75E-6+1))}

(Si noti che in questa sintassi si è assunto \(K = 1\).)

In questo modo, la funzione di trasferimento \(V_o/V_i\) del generatore controllato E1 riproduce con esattezza la curva RIAA (fig. 1).

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Fig. 1 – Curva RIAA ottenuta in LTspice IV

E1 può quindi essere assimilato ad un amplificatore ideale con la funzione di trasferimento formula. Volendo sopraelevare la curva per ottenere un guadagno superiore a 0 dB è sufficiente specificare il valore di \(K\). Ponendo ad esempio \(K=100\), la sintassi può essere scritta come:

Laplace={100*(s*318E-6+1)/((s*3180E-6+1)*(s*75E-6+1))}

In questo modo, è possibile normalizzare la curva per un qualsiasi valore di amplificazione.

2. La curva RIAA-inversa (anti-RIAA) in SPICE

Parimenti, in SPICE è possibile ottenere la funzione RIAA-inversa (anti-RIAA), ovvero la funzione complementare a quella RIAA. Questo si ottiene invertendo l’equazione, in modo che poli e zero risultino scambiati. Si ottiene quindi la sintassi seguente:

Laplace={((s*3180E-6+1)*(s*75E-6+1))/(s*318E-6+1)}

È interessante notare che, dal momento che il numero dei poli è inferiore a quello degli zeri, quest’ultima funzione non è fisicamente realizzabile da un circuito reale. Tuttavia, in questo modo SPICE è comunque in grado di fornire la curva RIAA-inversa ideale.

1.2 Uso della curva RIAA-inversa per la verifica della risposta in frequenza dei preamplificatori fonografici

La funzione RIAA-inversa costituisce un valido strumento per la verifica della risposta in frequenza di qualsiasi preamplificatore fonografico. Infatti, connettendo il generatore di tensione controllato tra la sorgente usata per l’analisi AC e il circuito in esame si ottiene, all’uscita del circuito, una risposta in frequenza idealmente costante. Un’eventuale ondulazione residua indica direttamente (a meno del guadagno ad 1 kHz) l’errore della risposta in frequenza fornita dal circuito rispetto alla curva RIAA ideale.

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Autore: bsproj

Appassionato di musica e progettazione elettronica.

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