Un altro amplificatore differenziale guasto


10

Questo è il circuito che ho realizzato: progettato, calcolato, costruito:

schematico

simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab

La corrente del collettore di Q1 e Q2 era di 5 mA, mentre quella di Q3 era di 1 mA. L'onda sinusoidale all'ingresso aveva 1 Vpp a 1kHz. Il feedback negativo dovrebbe funzionare poiché esiste uno spostamento di 360 gradi tra input alla base di Q1 e base di Q2. Inizialmente si decise che Rf2 fosse 10k, poi fu sostituito da un potenziometro.

Questo circuito non ha funzionato come mi aspettavo. Mi aspettavo che se si verificasse una distorsione all'interno dell'onda sinusoidale, sarebbe stata corretta con feedback negativo o / e coppia di transistor differenziale e la distorsione della quantità da correggere sarebbe controllata con Rf2 (meno guadagno - meno distorsione).

Ho fatto la distorsione aggiungendo un'altra onda sinusoidale (1Vpp, 3kHz) alla base di Q3. I risultati effettivi non potevano essere confrontati con quelli desiderati in quanto non erano nemmeno vicini a quelli desiderati.

Di conseguenza, l'uscita al collettore di Q3 è stata distorta allo stesso modo del segnale alla base di Q3 - dovrebbe esserci un seno puro al collettore di Q3? Ma poi ho indirizzato il segnale sul collettore di Q2 e solo c'era l'onda sinusoidale che mi aspettavo di essere all'uscita dell'amplificatore (a condizione che quella base di Q2 fosse in cortocircuito su C1, altrimenti con la rotazione del potenziometro Rf2, il segnale si avvicinerebbe rapidamente a quello distorto).

Onda sinusoidale sul collettore di Q2 rispetto al segnale distorto alla base di Q3 (non sulla stessa scala di tensione).

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Penso che ci sia ancora un piccolo divario nella mia comprensione dell'amplificatore differenziale perché sto lottando con questo per un po 'e non ho fatto un circuito utile tra cui diff. amp.


Come hai "aggiunto" un'onda sinusoidale alla base di Q3?
τεκ

@ τεκ Con un altro canale del mio generatore di funzioni tramite condensatore
Keno,

4
@Keno Sei molto vicino, davvero. Non hai semplicemente tenuto conto del fatto che gli è stata assegnata la "stanza" affinché l'NFB funzioni correttamente in DC. Quindi neanche l'AC aggiunto può funzionare. Sono davvero felice di vedere che stai mettendo insieme le cose e testando il tuo pensiero !!
Jon

4
Per ridurre la distorsione armonica, ci deve essere molto più guadagno ad anello aperto che guadagno ad anello chiuso. I tuoi guadagni ad anello aperto Rc / Re sono troppo bassi qui, quindi anche il tuo rapporto di feedback negativo di Rf2 / Rf1 è basso.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75,

1
@Keno Sono molto entusiasta di vedere gli ultimi due post, però. Ognuno sta suddividendo il lavoro in parti logiche! Bello. (Questo è un progresso che penso di aver visto in te.) E no, non sarà facile ottenere tutti i dettagli giusti. Ci sono molti dettagli Ma imparerai molto dal processo. Scommetto che mi insegnerai alcune cose, abbastanza presto! Continua.
Jon

Risposte:


2

Ci scusiamo per aver analizzato male il circuito - in realtà hai un sacco di guadagno ad anello aperto - circa 100.

schematico

simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab

(vedi discussione sotto)

La piccola resistenza del segnale che osserva dalle basi di Q1 Q2 è molto diversa. Ho ridotto il Q2 aggiungendo un condensatore dall'uscita a Vn. Sto usando 10kHz come sorgente di "distorsione" poiché è più facile vedere i wiggli.

inserisci qui la descrizione dell'immagineinserisci qui la descrizione dell'immagine

Qui è senza quel condensatore inserisci qui la descrizione dell'immagine


Vado a controllare se le tue correzioni fanno la differenza, ma questo non dovrebbe essere un problema dal momento che ho progettato il circuito in modo che la corrente attraverso Rb e Rf1 sia di circa 16 uA e 2V. Sia Q1 che Q2 hanno beta di ca. 300, quindi la resistenza da 120k per entrambe le basi è giusta, non credi?
Keno,

No, la tua aggiunta di resistori di base peggiora le cose ..
Keno,

Quelle resistenze da 120k si trovano in posizioni diverse: Rf1 è in serie con la base mentre Rb è in parallelo. Come esperimento prova a rendere Rf1 zero.
τεκ

o inserendo un condensatore da 1uF su di esso
τεκ,

No, questo non migliora nulla. Il problema non è nelle correnti di base poiché le cadute di tensione su entrambi i Rc differiscono solo per 0,5 V.
Keno,

2

Il tuo guadagno di diffair sarà Rcollector / (2 * reag) = Rcollector * gm / 2

Pertanto il guadagno di diffair è di 1.500 ohm / (2 * 5 ohm) = 1.500 / 10 = 150x.

Lo stadio di uscita Q3 ha un guadagno di circa 3dB, o 1.4.

Il guadagno in avanti totale è quasi 200.

Per vedere la distorsione, collega C1 alla base di Q2 e lascia fluttuare l'estremità inferiore. In alternativa, scollegare Rf2 per evitare l'eventuale immondizia che potrebbe altrimenti prelevare dall'accoppiamento capacitivo al cablaggio di alimentazione del laboratorio o alle luci fluorescenti.

Vedrai una distorsione enorme, perché la diffpair sta cambiando completamente, se il tuo segnale di input è maggiore di 100 millivolt circa e se la tua frequenza è più veloce dell'F3dB dei tuoi 1uF e 120Kohms (circa 1Hz)

In effetti, dato che questo è un ciclo di feedback, C1 + Rf1 definisce esattamente l'angolo HighPass del tuo circuito?

Avrai un notevole effetto Miller; la capacità di ingresso di ciascuno dei transistor diffair sarà (1 + 150x) * Cob o ca. 1,500picoFarads.


L'effetto Miller arriva dopo - dopo aver compreso appieno come progettare questo circuito per essere il più vicino possibile al comportamento previsto che ho descritto in precedenza nella mia domanda.
Keno,

Tra l'effetto Miller che imposta l'angolo della banda passante superiore (agendo con Rsource in un LPF) e il condensatore di feedback C1 che imposta l'angolo della banda passante inferiore, in un HPF, è possibile avere una "banda passante" scarsa o nulla in cui il guadagno sembra piatto.
analogsystemsrf
Utilizzando il nostro sito, riconosci di aver letto e compreso le nostre Informativa sui cookie e Informativa sulla privacy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.