Quando mandiamo in ingresso un segnale ad un amplificatore, in uscita otterremo un altro segnale. Indichiamo con \( V_{IN}\) e \( V_{OUT}\) il segnale in ingresso (input) e quello in usicta (output) rispettivamente. Si chiama transcaratteristica la relazione matematica che lega l'ingresso all'uscita, ad esempio: \( V_{OUT} = \mathrm{G} V_{IN} \).

Transcaratteristica

Nella figura in alto a sinistra è riportato un grafico di una transcaratteristica ideale, mentre a destra reale. Nel caso ideale la curva è una retta (amplificatrice con pendenza crescente) "di guadagno \( \mathrm{G} \)".

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Amplificatore ideale

Un amplificatore ideale ha la proprietà di essere lineare per qualsiasi segnale in ingresso di qualsiasi ampiezza. La sua curva caratteristica è una retta lineare la cui pendenza (o deriva) coincide con il guadagno di amplificazione. Se il guadagno è \( \mathrm{G} = 1\), la transcaratteristica è una bisettrice, ciò significa che l'amplificatore è trasparente. Se il guadagno è maggiore di uno \( \mathrm{G} > 1 \) si ha una amplificazione, se è minore di uno \( \mathrm{G} < 1 \), un'attenuazione.

Amplificatore reale

L'ampificatore reale introduce tutta una serie di effetti intrinseci, che modificano la curva ideale e che sono tanto più pronunciati quanto più importante è l'input. Questi effetti si visualizzano sul grafico della curva, che non è più lineare ma presenta "un appiattimento" agli estremi. La cosiddetta distorsione da amplificazione (di ampiezza) o compressione di guadagno. In sostanza gli amplificatori reali si comportano linearmente per bassi valori di tensione, mentre iniziano a distorcere per intensità più elevate.

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Saturazione e clipping

Quando la curva di amplificazione presenta dei tagli netti nella zona non lineare si parla di saturazione è distorsione da clipping. In pratica l'amplificatore "taglia" la ampiezze al di sopra di una certa soglia limite ed introduce una distorsione del segnale in uscita. La distorsione come vedremo, modifica il contenuto in frequenza del segnale.

Clipping