Un autre amplificateur différentiel défaillant


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Voici le circuit que j'ai fait - je l'ai conçu, calculé, construit:

schématique

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab

Le courant de collecteur des Q1 et Q2 était de 5mA, tandis que celui des Q3 était de 1mA. L'onde sinusoïdale à l'entrée avait 1 Vpp à 1 kHz. La rétroaction négative devrait fonctionner car il y a un décalage de 360 ​​degrés entre l'entrée à la base de Q1 et la base de Q2. Rf2 a d'abord été décidé à 10k, puis il a été remplacé par potentiomètre.

Ce circuit n'a pas fonctionné comme je m'y attendais. Je m'attendais à ce que si une distorsion se produisait à l'intérieur de l'onde sinusoïdale, elle serait corrigée par une rétroaction négative ou une paire de transistors différentiels, et la quantité de distorsion corrigée serait contrôlée avec Rf2 (moins de gain - moins de distorsion).

J'ai fait la distorsion en ajoutant une autre onde sinusoïdale (1 Vpp, 3 kHz) à la base du Q3. Les résultats réels ne pouvaient pas être comparés à ceux souhaités car ils n'étaient même pas proches de ceux souhaités.

En conséquence, la sortie au collecteur de Q3 a été déformée de la même manière que le signal à la base de Q3 - devrait-il y avoir un sinus pur au collecteur de Q3? Mais ensuite j'ai scopé le signal au collecteur de Q2 et seulement il y avait l'onde sinusoïdale que je m'attendais à être à la sortie de l'amplificateur (sous condition, cette base de Q2 a été court-circuitée à C1, sinon avec la rotation du potentiomètre Rf2, le signal approcherait rapidement celui déformé).

Onde sinusoïdale au collecteur de Q2 versus signal déformé à la base de Q3 (pas sur la même échelle de tension).

entrez la description de l'image ici

Je pense qu'il y a encore un petit écart dans ma compréhension de l'amplificateur différentiel car je me bats avec ça depuis un moment et je n'ai pas fait de circuit utile incluant la diff. amp.


Comment avez-vous "ajouté" une onde sinusoïdale à la base du Q3?
τεκ

@ τεκ Avec un autre canal de mon générateur de fonctions via un condensateur
Keno

4
@Keno Vous êtes vraiment très proche. Vous n'avez tout simplement pas tenu compte de lui avoir donné la "chambre" pour que l'ONF fonctionne correctement à DC. Donc, l'AC ajouté ne peut tout simplement pas fonctionner non plus. Je suis vraiment heureux de voir que vous remettez les choses en place et testez votre façon de penser !!
jonk

4
Afin de réduire la distorsion harmonique, il doit y avoir beaucoup plus de gain en boucle ouverte que de gain en boucle fermée. Vos gains en boucle ouverte Rc / Re sont trop faibles ici, donc votre rapport de rétroaction négatif de Rf2 / Rf1 est également faible.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

1
@Keno Je suis cependant très heureux de voir les deux derniers articles. Chacun divise le travail à venir en parties logiques! Agréable. (C'est un progrès que je pense avoir vu en vous.) Et non, il ne sera pas facile d'obtenir tous les détails. Il y a beaucoup de détails. Mais vous apprendrez tellement du processus. Je parie que tu vas m'apprendre quelques trucs, assez vite! Persévère.
jonk

Réponses:


2

Désolé d'avoir mal analysé le circuit - vous avez en fait beaucoup de gain en boucle ouverte - environ 100.

schématique

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab

(voir la discussion ci-dessous)

La petite résistance du signal depuis les bases de Q1 Q2 est très différente. J'ai rendu le Q2 petit en ajoutant un condensateur de la sortie à Vn. J'utilise 10 kHz comme source de "distorsion" car il est plus facile de voir les ondulations.

entrez la description de l'image icientrez la description de l'image ici

Le voici sans ce condensateur entrez la description de l'image ici


Je vais vérifier si vos corrections font une différence, mais cela ne devrait pas être un problème car j'ai conçu le circuit de sorte que le courant de base à travers Rb et Rf1 soit d'environ 16 uA et une chute de 2V à travers. Les deux Q1 et Q2 ont un bêta d'environ. 300, donc une résistance de 120k pour les deux bases est juste, vous ne pensez pas?
Keno

Non, votre ajout de résistances de base aggrave encore les choses ..
Keno

Ces résistances de 120k sont cependant dans des positions différentes - Rf1 est en série avec la base tandis que Rb est en parallèle. Comme expérience, essayez de rendre Rf1 nul.
2017

ou mettre un condensateur 1uF à travers
τεκ

Non, cela n'améliore rien. Le problème n'est pas dans les courants de base car les chutes de tension aux deux Rc ne diffèrent que pour 0,5 V.
Keno

2

Votre gain diffpair sera Rcollector / (2 * reac) = Rcollector * gm / 2

Ainsi, le gain diffpair est de 1500 ohms / (2 * 5 ohms) = 1500/10 = 150x.

Votre étage de sortie Q3 a un gain d'environ 3dB, ou 1,4.

Le gain avant total est de près de 200.

Pour voir la distorsion, fixez le C1 à la base du Q2 et laissez l'extrémité inférieure du flotteur. Ou déconnectez le Rf2 pour éviter toute corbeille de ligne électrique qu'il pourrait autrement ramasser du couplage capacitif au câblage d'alimentation de votre laboratoire ou aux lampes fluorescentes.

Vous verrez une distorsion massive, car la paire diffère complètement, si votre signal d'entrée est supérieur à 100 millivolts environ et si votre fréquence est plus rapide que la F3dB de votre 1uF et 120Kohms (environ 1Hz)

En fait, étant donné cette IS une boucle de rétroaction, ne C1 + Rf1 définir exactement le coin HighPass de votre circuit?

Vous aurez un effet Miller substantiel; la capacité d'entrée de chacun des transistors diffpair sera (1 + 150x) * Cob ou env. 1,500picoFarads.


L'effet Miller vient plus tard - après avoir parfaitement compris comment concevoir ce circuit pour être aussi proche que possible du comportement attendu que j'ai décrit plus tôt dans ma question.
Keno

Entre l'effet Miller définissant le coin de la bande passante supérieure (agissant avec Rsource dans un LPF) et le condensateur de rétroaction C1 définissant le coin de la bande passante inférieure, dans un HPF, vous pouvez avoir peu ou pas de "bande passante" où le gain semble plat.
analogsystemsrf
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