Quando si parla di analogico e di digitale occorrono sempre alcune precisazioni importanti. La differenza sostanziale fra analogico e digitale è il tempo: mentre nel primo caso il tempo è una variabile continua, nel secondo il tempo diventa scandito a periodi e perde la sua continuità.

In elettronica, come nella altre discipline, ragionare in analogico o farlo in digitale comporta l'adottare metodi di analisi e tecniche di realizzazione completamente diverse. A basso livello, cioè quando si scende sul circuito fisico, però, il funzionamento è pur sempre in analogico, cioè i segnali elettrici, anche se rappresentanti 1 e 0 binari a determinati intervalli di tempo, sono comunque dei segnali continui (approssimabili generalmente ad onde quadre).

Filtri
La realizzazione di un circuito analogico semplice prende spunto anche solo da qualche componente passivo come condensatori e resistori. In questo caso potremmo realizzare, ad esempio, alcuni filtri che riescono a tagliare via determinate frequenze facendone passare altre. Esistono, sostanzialmente, quattro tipi di filtri:

1. Passa basso: fa passare le basse frequenze tagliando via le alte frequenze;
2. Passa banda: fa passare le frequenze medie tagliando via le basse e le alte frequenze;
3. Notch: fa il contrario del passa banda, nel senso che fa passare solo le alte e le basse frequenze eliminando le frequenze medie;
4. Passa alto: fa passare le sole alte frequenze tagliando via le basse frequenze.

La realizzazione di un filtro passa basso o passa alto è molto semplice:

Filtro Passa Basso

Filtro Passa Alto

Partitore di tensione
Altro esempio realizzabile in un baleno è un partitore di tensione. Si tratta di un circuito in grado di ridurre la tensione in uscita, rispetto a quella di ingresso, indipendentemente dal carico applicato. Quest'ultima frase è di importanza notevole, dato che qualcuno potrebbe essere erroneamente indotto a pensare che per ridurre la tensione su un dispositivo, rispetto ad una data tensione di ingresso, sia sufficiente un resistore:

Come vedete nel circuito, la misurazione a vuoto della tensione di uscita restituisce un diverso valore della misurazione della tensione quando il circuito è sotto carico. Infatti, facendo scorrere una corrente diversa da zero nel circuito si crea una caduta di tensione ai capi della resistenza proporzionale, secondo la formula V = R * I, alla corrente stessa. Dunque se abbiamo, ad esempio, questi dati:

• Vin = 12V
• R = 100 Ohm
• I = 0.1 Ampere (la corrente assorbita dal carico in uscita)

La tensione di uscita sarà pari a:

12 - (100 * 0.1) = 2V

Se il carico assorbisse 0.01A allora avremo una tensione di uscita pari a:

12 - (100 * 0.01) = 11V

Come vedete, con un circuito simile non si può avere una tensione di uscita stabile.

Usando un partitore di tensione, come quello raffigurato qui sopra, non abbiamo problemi di questo genere. Vediamo, in formule, cosa accade. La tensione di uscita, Vout, è determinabile dalla formula: Vout = R2 * I. Se andiamo a cercare quanto vale I (I è la stessa sia sulla R1 che sulla R2) dalla maglia di sinistra possiamo scrivere:

Vin = R1 * I

da cui segue:

I = Vin / R1

Sostituendo I nella precedente formula:

Vout = R2 * I, allora Vout = R2 * Vin / R1

Scritta meglio vediamo quanto segue:

Vout = (R2 / R1) * Vin.

Come capite, abbiamo eliminato la dipendenza da I nella determinazione della tensione di uscita; usando un partitore di tensione la tensione di uscita è determinata solo dal rapporto R2 / R1.

Alimentatore
Infine un circuito di utilità pratica immediata: un alimentatore. Un circuito di alimentazione è quanto di più necessario possa risultare in un qualunque laboratorio di elettronica. Nel nostro caso l'alimentatore potrebbe essere utile per testare qualunque tipo di circuito realizzato senza per questo realizzarne ogni volta uno ad-hoc. In effetti potrebbe essere usato anche un alimentatore recuperato da un vecchio PC ma noi vogliamo tentare un esperimento e procedere per la nostra strada :).

Elenco componenti:

• R1 = Potenziometro lineare da 5KOhm;
• R2 = Resistore da 240Ohm 1/2W;
• C1 = Condensatore poliestere da 10nF 100V;
• C2 = Condensatore elettrolitico da 2200 uF 50V;
• C3 = Condensatore elettrolitico da 100 uF 35V;
• RS1 = Ponte raddrizzatore da 3A 50V;
• Integrato LM317;
• Trasformatore 220V primario, 24V 2A secondario;
• Aletta di raffreddamento per LM317.

Il circuito, pur non essendo complicato, merita una dettagliata spiegazione. Per farlo partiamo dalla sinistra dove vedete 220V. Dalla linea dei 220V della rete Enel preleviamo tensione che va abbassata a 24V attraverso un trasformatore che riesca a fornire in uscita almeno 2A. In uscita dal trasformatore otteniamo una tensione alternata che va raddrizzata per renderla continua: a questo pensa RS1, un ponte raddrizzatore da 50V 3A. Sulle uscite + e - di RS1 troviamo subito due condensatori, C1 e C2; il primo è un poliestere da 0.01 uF (10nF) ed il secondo un elettrolitico (attenzione al verso!) da 2200 uF 50V. Questi due condensatori servono a stabilizzare la tensione continua proveniente dal ponte. Il primo elimina i veloci picchi che possono verificarsi sulla linea mentre il secondo spiana i picchi lenti di tensione.

Per essere precisi, anche se l'uscita del trasformatore è pari a 24V, l'applicazione di un ponte raddrizzatore e di due condensatori di livellamento, porta la tensione all'uscita del ponte ad un valore maggiore dei 24V, quantificabile intorno ai 28-30V.

La linea del positivo prosegue fino al piedino 3 dell'integrato LM317, un regolatore di tensione realizzato dalla National Semiconductor in grado di tirar fuori fino ad un massimo di 1.5A. Il piedino 2 dell'LM317 è il piedino sul quale prelevare la tensione di uscita che potrà variare da circa 2V ad un massimo di 25V. La variazione di tensione è imposta dal potenziometro R1 da 5KOhm lineare e dal resistore fisso R2 da 240Ohm 1/2 Watt. L'ultimo condensatore in uscita termina il lavoro di livellamento della tensione.

Per ultimo, non dimenticate di applicare una aletta di raffreddamento di generose dimensioni sull'integrato LM317 per aiutarlo a dissipare il calore generato.