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- ELETTRONICA OGGI 432 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2013
2.
Calcolare il valore della capacità di bypass
Impostare l’uguaglianza tra l’impedenza di picco
desiderata e l’impedenza caratteristica del circuito
risonante L-C costituito dall’induttanza dei condut-
tori di carico e dalla capacità di bypass (C). Risol-
vere l’equazione rispetto a C:
3.
Calcolare la frequenza di risonanza del circuito LC
L’alimentatore utilizzato deve avere un’impedenza
di uscita più bassa dell’impedenza caratteristica
del circuito L-C, diversamente il calcolo effettuato
non rispecchierà correttamente il comportamento
del sistema.
L’impedenza di uscita dell’alimentatore decresce
all’aumentare della frequenza.
Nel caso in cui l’impedenza di uscita dell’alimen-
tatore è maggiore dell’impedenza di picco desi-
derata, impostare l’uguaglianza tra la frequenza
di risonanza (f
0
) del circuito LC e la frequenza alla
quale l’impedenza di uscita dell’alimentatore risul-
ta minore o uguale a Z
p
. Occorrerà diminuire la
frequenza di risonanza selezionando un conden-
satore di bypass più grande.
Stabilire la resistenza equivalente serie del con-
densatore per garantire un adeguato smorzamen-
to del circuito risonante
Il corretto smorzamento del circuito LC è di fonda-
mentale importanza poiché un risonatore non suf-
ficientemente smorzato tende a generare oscilla-
zioni prolungate e potrebbe avere un effetto desta-
bilizzante sull’anello di controllo dell’alimentatore.
La scelta corretta della resistenza dei conduttori di
carico e della resistenza equivalente serie (ESR)
del condensatore permette di smorzare questi
effetti. L’obiettivo è ottenere un fattore di smorza-
mento pari a 0,5 al fine di avere una risposta più
rapida e una tensione di picco più bassa, imponen-
do l’uguaglianza tra la resistenza del risonatore e
la sua impedenza caratteristica (Z
p
).
Poiché potrebbe non essere possibile trovare un
condensatore con le caratteristiche desiderate di
capacità e resistenza equivalente serie, è possibile
usare più condensatori in parallelo, con ESR e ca-
pacità differenti, fino a ottenere il valore richiesto.
Risultati
La figura 3 mostra la risposta transitoria in tensio-
ne misurata al carico, utilizzando l’alimentatore
dinamico in corrente continua N7950A di Agilent
Technologies. Questo strumento è ottimizzato per
tensioni e correnti di lavoro basse e presenta una
piccola impedenza di uscita, l’ideale per questo
tipo di applicazioni.
Vengono illustrati due degli scenari discussi
nell’esempio utilizzando in entrambi i casi 4 linee
di cavi intrecciati da 14 AWG, di lunghezza pari a
1,5 metri, con un condensatore di bypass locale su
una delle linee in corrispondenza del dispositivo in
prova. È illustrato un terzo scenario. Esso utilizza
un condensatore locale di capacità quattro volte
maggiore per ridurre l’impedenza del circuito riso-
nante di un rapporto di circa 2.
In questo articolo è stato analizzato il problema di
alimentare con una tensione stabile un carico al-
tamente dinamico, utilizzando un alimentatore si-
tuato a qualche metro di distanza dal dispositivo
in prova. Anche se l’impedenza del conduttore di
carico può degradare pesantemente la risposta ai
transitori di un alimentatore di seppur ottima qua-
lità, con i metodi di attenuazione che abbiamo visto
è possibile ottenere le prestazioni desiderate per il
dispositivo in prova. Tecniche come l’intreccio dei
cavi di carico per minimizzare l’area dell’anello che
si forma tra le linee di alimentazione e quelle di ri-
torno o l’impiego di lamine di rame o cavi coassiali
di sezione elevata possono notevolmente ridurre
l’induttanza dei conduttori di carico. La scelta di
un’opportuna rete di condensatori di bypass da
collegare al dispositivo in prova può ulteriormente
migliorare la stabilità della tensione a prescindere
dalla rapidità dei transitori della corrente assorbita
dal dispositivo stesso.
AGILENT TECHNOLOGIES
Fig. 3 - Risposta
in tensione in risposta
a un transitorio
di corrente di 5 A
