Ingresso accoppiamento all'amplificatore di classe AB con polarizzazione diodi. Un condensatore o due?

Quando si accoppia CA il segnale di ingresso a una Classe AB (Push-Pull / Coppia complementare) che è polarizzata da diodi, vedo due approcci diversi:

1. Segnale collegato tra diodi di polarizzazione con singolo condensatore di disaccoppiamento:

2. Segnale collegato direttamente a ciascuna base di transistor con condensatori separati:

Qual è la differenza pratica tra questi due approcci? Uno è migliore dell'altro?

Ecco un circuito modificabile che mostra l'idea di base del secondo approccio (NB: i valori non sono così realistici):

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

Ecco un'altra simulazione del primo circuito (per gentile concessione di Tony Stewart).

Lo scopo dei diodi è di impostare una tensione di polarizzazione tra le basi dei transistor, che imposta una piccola corrente inattiva attraverso il push-pull. Questo lo fa funzionare in classe AB e riduce la distorsione crossover. Tuttavia, i diodi devono essere accoppiati termicamente ai transistor, per evitare la fuga termica. Inoltre, i resistori di emettitore dovrebbero essere usati per questo motivo.

Comunque.

Fintanto che entrambi i diodi conducono, diciamo qualche corrente mA attraverso i diodi, la loro impedenza dinamica sarà piuttosto piccola, come 10-20 ohm, quindi i transistor saranno pilotati da una bassa impedenza. Ciò che conta qui è che questa corrente di polarizzazione è generata dai resistori R1 e R2.

Quindi, quando desideriamo un'alta tensione di uscita positiva (e presumibilmente una corrente di uscita elevata) la tensione su R1 sarà bassa poiché TR1 viene condotto a una tensione vicina alla linea di alimentazione positiva. Poiché la corrente di base di TR1 proviene solo da R1, questo è un problema: per una corrente di uscita abbastanza elevata, la corrente di base di TR1 assorbirà tutto ciò che R1 può fornire, quindi D1 si spegnerà e non funzionerà più.

La seconda configurazione funzionerà meglio se i due tappi di ingresso sono abbastanza grandi da avere una bassa impedenza alla frequenza di interesse: in questo caso, la corrente di base CA viene fornita dalla sorgente del segnale attraverso i tappi e R1 / R2 imposta solo il funzionamento CC punto.

Pertanto, la seconda configurazione è una scelta migliore, se sono necessarie prestazioni extra. Consentirebbe anche valori più alti per R1 / R2 poiché risolve il problema dei resistori che devono essere abbastanza piccoli da lasciare passare abbastanza corrente per la corrente di base richiesta per la massima corrente di uscita.

È un po 'più complicato quando si guidano correnti elevate perché la scelta di ogni componente influisce sui risultati dell'impedenza di uscita, della corrente di riposo dei driver, della distorsione armonica, del rapporto di smorzamento che influenza la tensione proveniente dall'EMF posteriore su basse frequenze e quindi "bassi fangosi".

Naturalmente dagli effetti Shockley su Vbe vs Tjcn e lo stesso per diodo, anche se abbinati termicamente possono causare problemi se i diodi hanno una potenza troppo piccola o troppo grande e quindi ESR con variazioni in Vbe dalla polarizzazione R influenzano notevolmente la corrente di inattività dell'uscita.

Per determinare la configurazione Cap ottimale, è necessario capire che questo amplificatore è inferiore al guadagno unitario . Allora perché c'è perdita e dov'è? e perché è così importante ridurre al minimo l'attenuazione di tensione per una buona risposta alle basse frequenze, ma avrà un costo in termini di dissipazione della potenza inattiva e valori di uscita C maggiori classificati per corrente di ondulazione o corrente di carico in questo caso.

La domanda è semplicemente di confrontare l'impedenza del condensatore a qualche f rispetto alla sorgente e l'impedenza di ingresso per vedere se il limite è l'impedenza è significativo. Le differenze tra queste due scelte sono minori rispetto agli altri fattori nella progettazione del rapporto R e nella selezione del rapporto Pd per il transistor e il diodo in modo che polarizzano lo stadio di uscita alla corrente desiderata per ottenere una bassa impedenza di uscita, che è essenzialmente l'impedenza della sorgente guida della base / hFE.

Vuoi saperne di più?

Quindi è necessario definire più specifiche.

Compresi: Pmax, Vmax, carico min, f min, THD max, fattore di smorzamento minimo (di solito 10 sono modelli economici, 100 è migliore) Impedenza sorgente.

Più bassa è l'impedenza dei diffusori, come 4 Ohm, più critiche sono le impostazioni di fuga termica e la corrispondenza hFE tra PNP e NPN, ma con + / 5V puoi facilmente generare 5W. Un design migliore con capacità da 0,3 W in cuffie da 60 Ohm o pochi altoparlanti da 8 Ohm. Usando diodi 1N400x invece del segnale piccolo 1N4148 deve usare un pot tra la stringa di diodi che produce cambiamenti Vf inferiori ma l'aggiunta di un potenziometro da 50 o 100 Ohm tra loro deve essere sintonizzata per il carico dell'altoparlante e la potenza di uscita desiderata e la mancata corrispondenza di hFe. (li vogliono entro il 20%)

tinyurl.com/y9pdw3uv è un esempio di questo nella mia ultima simulazione. Nota Potenza RMS in altoparlante, è possibile modificare il valore R e la potenza RMS da ciascun alimentatore (-ve) dovrebbe essere al massimo efficiente del 30% o del 60% da entrambi gli alimentatori. Nota come il pot influisce su ciascun segnale e sulla corrente minima CC. Ciò fornisce ottimi fattori di smorzamento e risposta CC in uscita. È possibile accoppiare DC input se l'origine è 0Vcc.

• transistor di potenza hFE sconosciuti possono creare problemi se non abbinati.
  • questi S8050 / S8550 sono classificati per hFE, prendere nota dal suffisso.