Connettere i componenti in serie e parallelo ne riduce la tolleranza

Supponiamo di connettere due resistori all’1% di tolleranza e di egual valore in parallelo, per esempio due resistori da 100 Ω in modo da offrire una resistenza complessiva di 50 Ω. Vogliamo conoscere quale sarà la tolleranza risultante da questa connessione.

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Come varia l’impedenza di un potenziometro?

Perché i potenziometri funzionano peggio a metà corsa.

Supponiamo di avere un potenziometro lineare configurato per il controllo del volume come in fig. 1. L’impedenza d’uscita del potenziometro, cioè quella vista guardando dal cursore, dipende dal fattore di rotazione del potenziometro secondo l’equazione: \[Z_{out}=\frac{1}{\frac{1}{xR}+\frac{1}{(1-x)R}}=(x-x^2)R\] dove \(R\) è la resistenza nominale del potenziometro e \(x\) è il fattore di rotazione del potenziometro, che è compreso tra 0 e 1.

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Spesso un condensatore è meglio di due

Una guida all’uso dei condensatori di bypass per capire perché collegare più condensatori in parallelo non è quasi mai una buona idea.

Nel settore audio si è radicata la tendenza ad usare indiscriminatamente un grande numero di condensatori in parallelo sulle linee alimentazione con l’intenzione di migliorarne le prestazioni alle alte frequenze. Questa convinzione è stata supportata per molti anni da svariate riviste hobbistiche, che hanno contribuito notevolmente alla diffusione di un grande numero di preconcetti nel settore dell’elettronica.

Tuttavia, ormai è stato scientificamente dimostrato come quella di collegare certi condensatori in parallelo non sia assolutamente una buona pratica, perché può produrre delle risonanze indesiderate capaci di sortire l’effetto opposto. Nei casi peggiori, questo può compromettere la compatibilità elettromagnetica del circuito.

In questo articolo verrà affrontato il bypass delle alimentazioni, di fondamentale importanza per evitare la produzione di oscillazioni indesiderate. Si vedrà quindi come la connessione di più condensatori in parallelo possa portare ad un sorprendente peggioramento delle prestazioni, specialmente usando i moderni condensatori elettrolitici a bassa ESR, che sono molto diffusi in ambito audio.

Nell’articolo si è preso come esempio il caso generale dei circuiti ad op-amp, ma le considerazioni ricavate valgono anche per altri tipi di circuiti, come gli amplificatori di potenza.

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I livelli standard dei segnali audio, il rapporto segnale/rumore e l’headroom

I segnali audio analogici vengono trasferiti sotto forma di tensioni, i cui livelli sono standardizzati. Come tutti i segnali, possono essere degradati dai dispositivi che li processano. Due cause di degrado associate a questi dispositivi sono il rumore e il clipping, che saranno l’oggetto di questo articolo.

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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).

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Rete RIAA inversa

Un semplice circuito in grado di fornire la funzione inversa alla funzione RIAA, utile per eseguire misure e convertire gli ingressi phono in aux.

Le reti RIAA inverse (o anti-RIAA) sono in grado di fornire la funzione inversa alla funzione RIAA comunemente implementata nei preamplificatori fonografici. Pertanto, queste reti sono utili per convertire un ingresso phono in un ingresso di linea o per verificare rapidamente la risposta in frequenza dei preamplificatori fonografici. La rete descritta in quest’articolo è in grado di fornire la funzione RIAA-inversa con un’elevata accuratezza e, offrendo due possibili livelli di attenuazione a -40 dB e -60 dB, è compatibile rispettivamente sia con preamplificatori per testine MM che per testine MC.

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Il metodo Monte Carlo e l’analisi worst case in LTSpice IV

I programmi SPICE sono un potente strumento per studiare gli effetti delle tollarenze dei componenti elettronici.

Insieme ai cambiamenti di temperatura e all’invecchiamento, le tolleranze dei componenti elettronici determinano delle inevitabili variazioni statistiche delle prestazioni offerte da un dato circuito. Queste variazioni vengono definite sensibilità e il loro studio permette di prevedere quale sarà la massima variazione attesa di un dato parametro del circuito finale (per es. offset, risposta in frequenza, guadagno, ecc.) in base alle tolleranze dei componenti usati.

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Oscillatore audio da laboratorio

Usando una particolare versione dell’oscillatore a ponte di Wien, è possibile ottenere un ottimo generatore sinusoidale usando un potenziometro singolo per la regolazione della frequenza.

Nel campo delle misure audio, l’oscillatore a ponte di Wien è probabilmente il circuito più usato quando è necessario ottenere segnali sinusoidali con una bassa distorsione. Tuttavia, se si desidera variare la frequenza di oscillazione è necessario regolare contemporaneamente le due resistenze o i due condensatori che costituiscono il ponte affinché si ottengano oscillazioni stabili. A questo scopo è necessario ricorrere a potenziometri doppi di precisione (o condensatori variabili doppi di precisione), che sono costosi e difficili da reperire.

Impiegando un solo amplificatore operazionale in più è possibile modificare l’oscillatore a ponte di Wien affinché si possa regolare la frequenza d’oscillazione servendosi di un comune potenziometro singolo.

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La retroazione negativa è ovunque!

Una breve panoramica sul feedback in ambito audio.

Negli ultimi anni, tra alcuni appassionati di riproduzione musicale si è diffusa la convinzione secondo la quale la retroazione negativa sarebbe deleteria in ambito audio. Malgrado questa corrente di pensiero non sia attualmente supportata da prove sperimentali, diversi produttori si sono allineati a questa convinzione dichiarando che alcune loro circuitazioni sarebbero prive di ogni forma retroazione.

Tuttavia, la retroazione negativa si presenta in numerose forme, tanto che è facile dimostrare come qualsiasi circuito ne contenga diverse. In quest’articolo si cercherà di dimostrare come anche i circuiti apparentemente non retroazionati contengano, in realtà, diverse forme di retroazione negativa che sono alla base del loro funzionamento.

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