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Piccolo e grande segnale

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Piccolo e grande segnale

Messaggioda Foto UtenteRoswell1947 » 6 apr 2021, 17:43

Salve,poiché ho un po di dubbi...vi chiedo se possibile una spiegazione chiara per la definizione di piccolo e grande segnale quando si parla di amplificatori?Quando è possibile dire che un segnale di ingresso è piccolo o grande?Grazie
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[2] Re: Piccolo e grande segnale

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 6 apr 2021, 17:54

una spiegazione chiara per la definizione di piccolo e grande segnale quando si parla di amplificatori?Quando è possibile dire che un segnale di ingresso è piccolo o grande?

Un segnale è piccolo quando si suppone che non crei distorsione negli stadi di amplificazione, ossia che gli amplificatori non creino distorsioni. Di solito interessa solo il guadagno in tensione e il rumore ( volgarmente il soffio) introdotto dagli amplificatori.

L'opposto per i segnali grandi, in cui interessa la potenza erogata di solito dallo stadio finale
e si calcola o si misura la percentuale di distorsione.
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[3] Re: Piccolo e grande segnale

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 7 apr 2021, 3:27

Come dice Foto UtenteMarcoD, il piccolo segnale e` quello che non eccita le non linearita` di un dispositivo non lineare. C'e` pero` un piccolo problema, una funzione non lineare lo e` sempre, su qualunque intervallo finito.

E allora?

Allora si definisce a priori quanta non linearita` si e` disposti ad accettare quando si considera ancora il sistema essenzialmente lineare. Ad esempio prediamo un bipolare e consideriamo la corrente di collettore in funzione della tensione base emettitore:

i_C=I_s\text{e}^{v_{BE}/V_T} dove ahime' c'e` la funzione esponenziale che e` non lineare. Scriviamo la tensione base emettitore come somma di un termine costante e uno variabile, cosi` come pure la corrente di collettore, una parte costante e una variabile. La parte variabile e` il segnale, ma non ancora il PICCOLO segnale

I_C+i_c=I_s\text{e}^\frac{V_{BE}+v_{be}}{V_T}=\underbrace{I_s\text{e}^\frac{V_{BE}}{V_T}}_{I_C}\text{e}^\frac{v_{be}}{V_T}=I_C\,\text{e}^\frac{v_{be}}{V_T}

Adesso sviluppo in serie l'esponenziale e si ha

I_C+i_c=I_C\left(1+\frac{v_{be}}{V_T}+\frac{1}{2!}\left(\frac{v_{be}}{V_T}\right)^2+\frac{1}{3!}\left(\frac{v_{be}}{V_T}\right)^3+\cdots\right)

Il termine IC, la componente continua si cancella da tutte e due le parti e si ha solo il segnale (NON ANCORA PICCOLO SEGNALE)

i_c=I_C\left(\underbrace {\frac{v_{be}}{V_T}}_\text{t. lineare}+\underbrace{\frac{1}{2!}\left(\frac{v_{be}}{V_T}\right)^2}_\text{t. quadratico}+\underbrace{\frac{1}{3!}\left(\frac{v_{be}}{V_T}\right)^3}_\text{t. cubico}+\cdots\right)

Come vedi la funzione e` non lineare, e lo e` per qualunque segnale v_{be}. La domanda e`: quanto sei disposto a tollerare di non linearita` rispetto al termine lineare?

Se stai cercando la condizione di piccolo segnale, il termine non lineare piu` importante e` quello quadratico, gli altri sono minori, per cui si puo` dire che la non linearita` NL e` data dal rapporto fra termine quadratico e termine lineare

NL=\frac{\frac{1}{2!}\left(\frac{v_{be}}{V_T}\right)^2}{\frac{v_{be}}{V_T}}=\frac{1}{2}\frac{v_{be}}{V_T}

Se sei disposto a tollerare fino al 10% di termine non lineare rispetto a quello lineare, si ha che la tensione di segnale base-emettitore puo` essere al massimo

v_{be}< 0.1\times 2 V_T=5\,\text{mV}

Nota bene: questi 5 mV si riferiscono alla variazione della tensione base-emettitore NON al segnale di ingresso. Se hai ad esempio un emettitore comune con resistenza sull'emettitore, il segnale di ingresso puo` essere molto maggiore, perche' cade per la maggior parte sulla resistenza di emettitore.


PS: OOOPS! puo` darsi che la risposta non sia propriamente on target perche' mentre rispondevo credevo di rispondere a un altro utente del forum che so che corsi sta seguendo perche' li ho seguiti anch'io, mentre tu dovresti essere alla Sapienza. Comunque credo sia comprensibile lo stesso.
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[4] Re: Piccolo e grande segnale

Messaggioda Foto UtenteRoswell1947 » 7 apr 2021, 9:23

Grazie mille....
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