Distorsion inconnue dans l'amplificateur push-pull de faible puissance

J'essaie de faire un petit amplificateur pour casque, et j'ai commencé simplement: j'utilise un ampli-tuner LM358 pour piloter un étage push-pull avec une paire de transistors BD.

J'ai commencé par essayer un seul canal (un seul des côtés du casque) pour pouvoir le vérifier puis le doubler sur l'autre canal.

Voici le schéma du circuit que j'ai construit:

L'impédance de charge (mon haut-parleur casque) est de 32 ohms.

Dans l'entrée, j'ai ajouté une résistance 1K à la masse (avant le condensateur) juste pour fournir une impédance d'entrée pertinente, comme la sortie casque en attend.

Le circuit conserve chaque point CC où il devrait être: la tension dans la sortie de l'ampli op est VCC / 2, la tension dans la sortie push-pull (avant le condensateur) est également VCC / 2, et il y a une tension constante de 0,2 V à travers le résistances d'émetteur (ce qui donne un courant de repos de 10mA).

Cependant, il y a une étrange distorsion. Quand je joue quoi que ce soit dans un volume très faible, le son est parfait. Si j'augmente le volume, il commence à se déformer très mal tout d'un coup, spécialement dans les basses et moyennes fréquences, et si je continue de l'augmenter, la distorsion s'affaiblit et le son semble à nouveau meilleur (mais toujours déformé).

Bien sûr, si je l'augmente encore plus, cela recommencera à se déformer car l'oscillation de la tension de sortie atteindra le pic maximum et commencera l'écrêtage, juste l'overdrive classique.

Si je joue une onde sinusoïdale (calme) dessus puis que je commence à augmenter le volume, j'ai l'impression que, à un moment donné, une onde carrée de la même fréquence est soudainement «mélangée» dans le son, mais comme continuez à augmenter le volume, l'onde carrée n'augmente pas plus fort au même rythme que l'onde sinusoïdale, de sorte que la distorsion devient moins perceptible en contraste.

Cela ne ressemble pas à une distorsion de croisement (je veux dire, c'est similaire au son réel mais le scénario ne le pointe pas), les transistors sont bien biaisés, même trop, 0,2 V est un peu trop pour le tension aux bornes des résistances de sortie. Et s'il en était ainsi, il y aurait aussi des problèmes de volume plus bas, mais le son est parfait.

Peut-être que l'étage de sortie nécessite trop de courant de la sortie lm358?

Mais si c'est le cas, pourquoi cette distorsion ne s'aggrave pas de plus en plus?

Je ne peux pas comprendre cela et les simulations n'aident pas, elles montrent juste un écrêtage après que l'amplitude de sortie atteigne + -2,4 V, mais avec cette amplitude, je devrais obtenir quelque chose près de 80 mW RMS dans le haut-parleur du casque, qui devrait être assez fort .

Cela ressemble à l'amplitude que j'obtiens dans les volumes élevés avant l'overdrive, donc je suppose que cette distorsion que j'obtiens n'apparaît pas du tout dans la simulation.

Des idées?

Merci!

Ps.: Si quelqu'un a vu mon problème avec lm358 dans mon dernier message, ignorez-le, c'était un défaut du simulateur, cela fonctionne bien en réalité. Quand je dis que les choses fonctionnent dans la simulation, c'est parce que je les ai simulées à la fois avec un ampli op 741 et un opamp idéal, et le résultat est le même, cette distorsion n'apparaît pas.

En utilisant un 741 à la place de ce LM358 dans la simulation, et en utilisant une source de tension AM avec une porteuse de 100 Hz et une modulation de 1 Hz (juste pour avoir une tension sinusoïdale d'amplitude croissante en entrée), j'ai tracé la tension de sortie, et vous pouvez voir qu'aucune distorsion n'apparaît sauf à partir de l'overdrive quand il se clipse:

Tracer dans la plage de faible volume, l'échelle horizontale est de 20 ms / Div et l'échelle verticale est de 100 mV / Div:

Tracer dans la même fenêtre de temps mais maintenant avec une échelle verticale de 1V / Div:

Tracer avec la même échelle verticale qu'avant mais plus loin dans le temps (lorsque la tension de la source CA augmente et atteint l'overdrive)

Comme vous pouvez le voir, aucune distorsion n'apparaît avant l'overdrive

Voici la tension différentielle du tracé sur R5 dans la même fenêtre de temps que ce premier tracé et avec une échelle verticale de 200 mV / Div:

Comme il est visible ici, dans cette fenêtre temporelle, le transistor PNP atteint la coupure complète mais cela ne provoque aucune distorsion sur la sortie push-pull réelle, comme le montre ce premier tracé.

Je soupçonne que votre problème est une distorsion de croisement, mais provenant de l'ampli op plutôt que des transistors de sortie. La fiche technique du LM358 indique: -

Pour réduire la consommation de courant de l'alimentation, les amplificateurs ont un étage de sortie de classe A pour les petits niveaux de signal qui se convertit en classe B dans un mode de signal important ...

Pour les applications en courant alternatif, où la charge est couplée capacitivement à la sortie de l'amplificateur, une résistance doit être utilisée, de la sortie de l'amplificateur à la masse pour augmenter le courant de polarisation de classe A et empêcher la distorsion de croisement.

J'ai construit votre circuit et il présentait une distorsion de croisement environ 0,2 V en dessous de la ligne centrale du signal, ce qui explique pourquoi il apparaît soudainement lorsque le volume augmente. J'ai pu déplacer la distorsion vers le haut ou le bas de la forme d'onde (où elle est à peine perceptible au volume maximum) en connectant une résistance de 1 kΩ de la sortie de l'ampli op à Vcc ou à la masse.

La polarisation de l'ampli op en classe A réduit la tension de crête du variateur dans une direction, ce qui amène l'amplificateur à se couper asymétriquement, mais il est toujours capable de produire une sortie crête non déformée de plus de 2 V à 32 Ω.