La retroazione

Prima di spiegare cosa è la retroazione, bisogna sapere qualcosa sugli schemi a blocchi.

Qui sopra sono rappresentate diverse configurazioni degli schemi a blocchi. Ogni singolo blocco è caratterizzato da una variabile di ingresso e da una di uscita. Quella di ingresso prende il nome di eccitazione, mentre quella di uscita prende il nome di risposta. Il blocco numero 1 è un blocco singolo, il numero rappresenta due blocchi collegati in cascata, il numero 3 indica due blocchi che hanno un punto di diramazione in comune, mentre il numero 4 rappresenta un nodo sommatore.

Ma cosa c'è all'interno di questi blocchi ? I blocchi racchiudono una parte di circuiteria e nell'insieme formano il circuito completo. Se voglio costruire una radio ad esempio posso raffigurare il circuito attraverso dei semplici schemi a blocchi:

Gli schemi a blocchi vengono usati anche per gli amplificatori e sono quelli che ci interessano maggiormente.

Due blocchi collegati in cascata (come il numero 2) rappresentano un sistema ad anello aperto (open loop). In questo tipo di collegamento, se non vengono utilizzati componenti precisi, il minimo disturbo si ripercuote in uscita sempre più amplificato.
Per ovviare a questo inconveniente si utilizza il sistema a retroazione (ci siamo arrivati) chiamato anche a feedback.

Qui sopra è rappresentato un sistema a retroazione o ad anello chiuso dove:

G: è il blocco di andata
H: è il blocco di ritorno (retroazione)
i(t): è l'ingresso
o(t): è l'uscita
f(t): è il segnale di feedback
e(t): è l'errore introdotto dal sistema

In pratica l'uscita o(t) viene rinviata attraverso il blocco H in ingresso e controllata attraverso il suo confronto con i(t); la differenza e(t) rappresenta come già detto l'errore introdotto dal sistema e fa anche da variabile di ingresso al blocco G. In questo modo si ottiene sempre in uscita un valore stabile e corretto.
Questo tipo di retroazione è chiamata negativa poichè il confronto avviene con una differenza dei segnali ed è quella maggiormente usata negli amplificatori poichè presenta i seguenti vantaggi:
guadagno più stabile
banda passante più ampia
il segnale viene distorto poco
ci sono pochissimi disturbi

Abbiamo già visto che il guadagno di un amplificatore è dato dal rapporto uscita/ingresso, ma nel caso della retroazione abbiamo:

e(t) = i(t) - f(t) = i(t) - o(t) · H

o(t) = G · e(t)

da queste risulta che

o(t) = G · i(t) - GH o(t)

e quindi il guadagno di un amplificatore retroazionato è dato da:

A(f) = G / (1+ GH)

dove:

A(f): Amplificazione dell'amplificatore retroazionato (feedback)
GH: è il guadagno d'anello
1+GH: è il fattore di retroazione.

Concludendo nell'amplificatore retroazionato si ottiene un guadagno inferiore ma più stabile rispetto al guadagno ottenuto da un amplificatore non retrazionato.