In un preamplificatore fonografico, l’equalizzazione RIAA può essere ottenuta mediante una rete passiva in grado di generare i due poli e lo zero della funzione RIAA. Questa tipologia di rete viene tipicamente collegata tra l’uscita di uno stadio amplificatore e l’ingresso dello stadio successivo. Non essendo posta in retroazione, il suo dimensionamento risulta piuttosto semplice, rendendola una soluzione molto diffusa anche nei circuiti a componenti discreti.

Nello schema sono rappresentate \(R_s\), che descrive l’impedenza d’uscita dello stadio amplificatore che precede la rete, e \(R_L\), che rappresenta la resistenza d’ingresso dello stadio amplificatore successivo. Per ottenere un risultato accurato, è necessario tener conto di \(R_s\) e \(R_L\) quando questi non siano trascurabili, come normalmente accade nei circuiti a componenti discreti. Al contrario, nei i circuiti basati su operazionali, è generalmente lecito assumere \(R_s\) nulla e \(R_L\) infinita, semplificando ulteriormente il calcolo.
Una volta stimati \(R_s\) e \(R_L\), il dimensionamento dei componenti della rete può essere effettuato partendo da uno qualsiasi dei componenti della rete, per esempio da \(C_1\), il cui valore può essere dell’ordine di alcune decine di nanofarad, e applicando le seguenti equazioni: \[R’_1=\frac{750\,\mathrm{\mu s}}{C_1}\] \[R_1=\frac{R_LR’_1}{R_L-R’_1}-R_s\label{eq:2}\] \[C_2=\frac{2187\, \mathrm{\mu s}}{R’_1}\] \[R_2=\frac{318\, \mathrm{\mu s}}{C_2}\] dove \(R’_1\) è un valore provvisorio che serve a calcolare il valore effettivo di \(R_1\) tenendo conto di \(R_s\) e \(R_L\). Nei circuiti realizzati con amplificatori operazionali, la \eqref{eq:2} può essere ignorata assumendo direttamente \(R’_1=R_1\).
Per ottenere un buon compromesso tra rumore termico e un effetto di carico ragionevole nei confronti del primo amplificatore, è comune impiegare valori di \(R_1\) dell’ordine dei chiloohm o decine di chiloohm. Ne consegue che la scelta di \(C_1\) è generalmente vincolata intorno alle decine di nanofarad.
L’amplificazione a 1 kHz della rete, utile per dimensionare l’amplificazione degli stadi amplificatori, vale: \[A_{\mathrm{1kHz}}\approx0,101\frac{R_L}{R_s+R_1+R_L}\label{eq:5}\]
Nei circuiti realizzati con amplificatori operazionali, la \eqref{eq:5} diventa semplicemente \(A_{\mathrm{1kHz}}\approx0,101\). Di seguito si illustra un esempio pratico di dimensionamento.
Esempio
Dimensioniamo un preamplificatore con rete RIAA passiva per un guadagno di 40 dB ad 1 kHz.

Dal momento che possiamo assumere per il primo stadio un’impedenza d’uscita nulla, abbiamo \(R_1=R’_1\). Per iniziale il dimensionamento, possiamo scegliere \(C_1\) = 27 nF, ottenendo:
\(R_1=\mathrm{\frac{750\,\mu s}{27\,nF}=27,8\,k\Omega\Rightarrow 27\,k\Omega}\)
\(C_2=\mathrm{\frac{2187\,\mu s}{27\,k\Omega}=81,0\,nF\Rightarrow 82\,nF}\)
\(R_2=\mathrm{\frac{318\,\mu s}{82\,nF}=3,88\,k\Omega\Rightarrow 3,9\,k\Omega}\)
I valori normalizzati secondo la serie E12 ci permettono di avere un errore tipico di circa ±0,2 dB.

L’amplificazione della rete a 1 kHz vale circa 0,101, pertanto, affinché si ottenga un’amplificazione pari a 100 (corrispondente a 40 dB), è necessario che i due stadi amplificatori forniscano un’amplificazione complessiva pari a:
\(\frac{100}{0,101}=990\)
Supponendo di suddividere l’amplificazione ugualmente nei due stadi attivi, ciascuno di essi dovrà fornire un’amplificazione pari a:
\(\sqrt{990}=31,5\)
Dunque, scegliendo per esempio \(R_4\) = 220 Ω per ottenere un buon compromesso tra rumore e carico, otteniamo:
\(R_3=\mathrm{220\,\Omega\times(31,5-1)=6,7\,k\Omega\Rightarrow6,8\,k\Omega}\)
Naturalmente, è consigliabile corredare il circuito di appropriati condensatori di accoppiamento in alternata per prevenire offset in uscita. Inoltre, l’ingresso può essere completato connettendo un resistore da 47 kΩ ed un condensatore da circa 100 pF (o secondo le indicazioni del produttore) per caricare correttamente la testina.
Considerazioni nell’uso della rete con circuiti a componenti discreti
Se, diversamente dalle reti in retroazione in configurazione non-invertente, questa rete è in grado di seguire il corretto andamento della funzione RIAA alle alte frequenze, dall’altro \(R_s\), \(R_L\), unitamente alla limitata capacità di pilotaggio del carico del primo stadio, pongono vincoli pratici sul dimensionamento della rete. Infatti, quest’ultima deve presentare un’impedenza d’ingresso abbastanza elevata da non caricare eccessivamente il primo stadio, per cui non è insolito che si scelgano valori di \(R_1\) dell’ordine di svariate decine di chiloohm, sacrificando in una certa misura le prestazioni di rumore del circuito. Naturalmente, il problema può essere mitigato facendo precedere alla rete un inseguitore di tensione o, comunque, uno stadio con bassa impedenza d’uscita.
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