9.4 : Diagrammi di Bode

I grafici di Bode sono strumenti grafici che utilizzano scale logaritmiche per la frequenza sull'asse x e il guadagno in decibel sull'asse y. Questo metodo logaritmico consente di visualizzare in modo compatto un'ampia gamma di frequenze, consentendo l'analisi degli effetti dei componenti sul comportamento del circuito attraverso un ampio spettro di frequenze.

Una funzione di rete rappresenta il rapporto tra l'output di un sistema e il suo input, con l'ampiezza e l'angolo di fase derivati ​​dalla complessa funzione di rete. Il guadagno logaritmico in decibel viene determinato moltiplicando il logaritmo in base dieci dell'ampiezza della funzione di rete per 20. Il guadagno in un diagramma di Bode è espresso logaritmicamente. L'unità del guadagno logaritmico è il decibel, noto anche come guadagno in dB. I decibel (dB) quantificano il guadagno, dove 1 dB è un decimo di bel, in onore di Alexander Graham Bell.

I grafici di Bode, che sono grafici semilogaritmici, mostrano il guadagno logaritmico in decibel e l'angolo di fase in gradi su un intervallo di frequenze. Questi grafici facilitano la comprensione della risposta in frequenza di un sistema.

A frequenze più basse, sia il guadagno logaritmico che l'angolo di fase si avvicinano allo zero, formando linee orizzontali sul diagramma di Bode note come asintoti a bassa frequenza. Queste linee indicano un impatto minimo del filtro sui segnali a queste frequenze. All'aumentare della frequenza, i calcoli del guadagno e dell'angolo di fase riflettono la loro dipendenza dalla frequenza. Nel diagramma di Bode, queste dipendenze appaiono come linee rette con pendenze negative, chiamate asintoti ad alta frequenza. Queste linee dimostrano come il filtro attenua i segnali a frequenza più alta. Gli asintoti di bassa e alta frequenza si intersecano alla frequenza d'angolo. Qui, la grandezza asintotica devia di circa -3 decibel dal valore esatto, segnando un cambiamento significativo nella risposta del filtro. Inoltre, l'angolo di fase alla frequenza angolare è di circa -45 gradi.

I grafici di Bode asintotici forniscono approssimazioni ragionevoli dei grafici di Bode effettivi, consentendo un'analisi semplificata pur mantenendo una ragionevole precisione.