Otro amplificador diferencial fallido


10

Este es el circuito que hice: lo diseñé, lo calculé, lo construí:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

La corriente de colector de Q1 y Q2 fue de 5 mA, mientras que la de Q3 fue de 1 mA. La onda sinusoidal en la entrada tenía 1Vpp a 1kHz. La retroalimentación negativa debería funcionar ya que hay un cambio de 360 ​​grados entre la entrada en la base de Q1 y la base de Q2. Primero se decidió que Rf2 era 10k, luego se reemplazó por un potenciómetro.

Este circuito no funcionó como esperaba. Esperaba que si ocurriera alguna distorsión dentro de la onda sinusoidal, entonces sería corregida por retroalimentación negativa y / o par de transistores diferenciales, y la cantidad de distorsión corregida sería controlada con Rf2 (menos distorsión de ganancia y menos).

Hice la distorsión agregando otra onda sinusoidal (1Vpp, 3kHz) a la base de Q3. Los resultados reales no se podían comparar con los deseados, ya que ni siquiera se acercaban a los deseados.

Como resultado, la salida en el colector de Q3 se distorsionó de la misma manera que la señal en la base de Q3: ¿debería haber seno puro en el colector de Q3? Pero luego fijé la señal en el colector de Q2 y solo estaba la onda sinusoidal que esperaba que estuviera en la salida del amplificador (bajo la condición, esa base de Q2 se acortó a C1, de lo contrario con la rotación del potenciómetro Rf2, la señal se acercaría rápidamente al distorsionado).

Onda sinusoidal en el colector de Q2 versus señal distorsionada en la base de Q3 (no en la misma escala de voltaje).

ingrese la descripción de la imagen aquí

Creo que todavía hay un pequeño vacío en mi comprensión del amplificador diferencial porque estoy luchando con esto por un tiempo y no he hecho un circuito útil que incluya diff. amperio.


¿Cómo "agregaste" una onda sinusoidal a la base de Q3?
τεκ

@ τεκ Con otro canal de mi generador de funciones a través de condensador
Keno

44
@Keno Estás muy cerca, de verdad. Usted simplemente no dio cuenta de darle la "sala" para que el NFB funcione correctamente en DC. Por lo tanto, la CA agregada tampoco puede funcionar. ¡Estoy muy contento de ver que estás armando cosas y poniendo a prueba tu pensamiento!
jonk

44
Para reducir la distorsión armónica, debe haber mucha más ganancia de bucle abierto que ganancia de bucle cerrado. Sus ganancias de Rc / Re en circuito abierto son demasiado bajas aquí, por lo que su relación de retroalimentación negativa de Rf2 / Rf1 también es baja.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

1
@Keno Sin embargo, estoy muy emocionado de ver las dos publicaciones recientes. ¡Cada uno está dividiendo el trabajo por delante en partes lógicas! Agradable. (Es un avance que creo haber visto en usted). Y no, no será fácil obtener todos los detalles correctos. Hay muchos detalles. Pero aprenderás mucho del proceso. ¡Apuesto a que me enseñarás algunas cosas, muy pronto! Síguelo.
jonk

Respuestas:


2

Perdón por analizar mal el circuito, en realidad tienes mucha ganancia de bucle abierto, alrededor de 100.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

(ver discusión más abajo)

La pequeña resistencia de señal desde las bases de Q1 Q2 es muy diferente. He hecho pequeños Q2 agregando que un condensador de la salida a Vn. Estoy usando 10kHz como fuente de "distorsión" ya que es más fácil ver los wigglies.

ingrese la descripción de la imagen aquíingrese la descripción de la imagen aquí

Aquí está sin ese condensador ingrese la descripción de la imagen aquí


Iré y comprobaré si sus correcciones hacen alguna diferencia, pero esto no debería ser un problema ya que diseñé el circuito para que la corriente base a través de Rb y Rf1 sea de aproximadamente 16 uA y una caída de 2V a través de él. Tanto Q1 como Q2 tienen beta de aprox. 300, entonces la resistencia de 120k para ambas bases es la correcta, ¿no crees?
Keno

No, su adición de resistencias base empeora las cosas ...
Keno

Sin embargo, esas resistencias de 120k están en diferentes posiciones: Rf1 está en serie con la base, mientras que Rb está en paralelo. Como experimento, intente hacer Rf1 cero.
2017

o poner un condensador de 1uF sobre él
τεκ

No, eso no mejora nada. El problema no es en curents de base desde caídas de tensión en los dos Rc difieren sólo para 0,5 V.
Keno

2

Su ganancia de diffpair será Rcollector / (2 * reac) = Rcollector * gm / 2

Por lo tanto, la ganancia de diffpair es de 1.500 ohmios / (2 * 5 ohmios) = 1.500 / 10 = 150x.

Su etapa de salida Q3 tiene una ganancia de 3dB, o 1.4.

La ganancia total hacia adelante es casi 200.

Para ver la distorsión, conecte el C1 a la base de Q2 y deje que el extremo inferior flote. O desconecte Rf2 para evitar la basura de la línea eléctrica que de otro modo podría recoger del acoplamiento capacitivo al cableado de alimentación de su laboratorio o luces fluorescentes.

Verá una distorsión masiva, porque el diffpair está cambiando completamente, si su señal de entrada es mayor a 100 milivoltios más o menos, y si su frecuencia es más rápida que el F3dB de su 1uF y 120Kohms (aprox. 1Hz)

De hecho, dado que ES un ciclo de retroalimentación, ¿C1 + Rf1 define exactamente la esquina HighPass de su circuito?

Tendrás un efecto Miller sustancial; la capacitancia de entrada de cada uno de los transistores de diferencial será (1 + 150x) * Cob o aprox. 1,500picoFarads.


El efecto de Miller llega más tarde, después de que entiendo completamente cómo diseñar este circuito para que esté lo más cerca posible del comportamiento esperado que describí anteriormente en mi pregunta.
Keno

Entre el efecto Miller que configura la esquina superior de la banda de paso (que actúa con Rsource en un LPF) y el capacitor de retroalimentación C1 que configura la esquina inferior de la banda de paso, en un HPF, puede tener poca o ninguna "banda de paso" donde la ganancia parece plana.
analogsystemsrf
Al usar nuestro sitio, usted reconoce que ha leído y comprende nuestra Política de Cookies y Política de Privacidad.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.