Sprzężenie wejściowe do wzmacniacza klasy AB z polaryzacją diody. Jeden kondensator czy dwa?

Kiedy AC sprzęga sygnał wejściowy z klasą AB (para push-pull / para komplementarna), która jest diodowa, widzę dwa różne podejścia:

1. Sygnał podłączony między diodami polaryzującymi za pomocą pojedynczego kondensatora odsprzęgającego:

2. Sygnał podłączony bezpośrednio do każdej podstawy tranzystorów za pomocą oddzielnych kondensatorów:

Jaka jest praktyczna różnica między tymi dwoma podejściami? Czy jedno jest lepsze od drugiego?

Oto edytowalny obwód pokazujący podstawową ideę drugiego podejścia (Uwaga: wartości nie są tak realistyczne):

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

Oto kolejna symulacja pierwszego obwodu (dzięki uprzejmości Tony'ego Stewarta).

Celem diod jest ustawienie napięcia polaryzacji między podstawami tranzystorów, które powoduje niewielki prąd jałowy przez push-pull. To sprawia, że ​​działa w klasie AB i zmniejsza zniekształcenia zwrotnicy. Jednak diody powinny być termicznie połączone z tranzystorami, aby zapobiec ucieczce termicznej. Z tego powodu należy również zastosować rezystory emitera.

Tak czy siak.

Dopóki obie diody przewodzą, powiedzmy kilka mA prądu przez diody, ich impedancja dynamiczna będzie raczej niewielka, jak 10-20 omów, więc tranzystory będą napędzane z niskiej impedancji. Ważne jest tutaj to, że ten prąd polaryzacji jest generowany przez rezystory R1 i R2.

Tak więc, gdy chcemy wysokiego dodatniego napięcia wyjściowego (i przypuszczalnie wysokiego prądu wyjściowego), napięcie na R1 będzie niskie, ponieważ TR1 jest doprowadzany do napięcia zbliżonego do dodatniej szyny zasilania. Ponieważ prąd podstawowy TR1 pochodzi tylko z R1, jest to problem: w przypadku wystarczająco wysokiego prądu wyjściowego prąd podstawowy TR1 wysysa cały prąd, który może zapewnić R1, więc D1 wyłączy się i nie będzie już działać.

Druga konfiguracja będzie działać lepiej, jeśli dwie czapki wejściowe są wystarczająco duże, aby mieć niską impedancję na częstotliwości, o którą chodzi: w tym przypadku prąd podstawowy prądu przemiennego jest dostarczany ze źródła sygnału przez czapki, a R1 / R2 ustawiają tylko prąd stały punkt.

Dlatego druga konfiguracja jest lepszym wyborem, jeśli wymagana jest dodatkowa wydajność. Pozwoliłoby to również na wyższe wartości dla R1 / R2, ponieważ rozwiązuje to problem, że rezystory muszą być wystarczająco małe, aby przepuścić wystarczającą ilość prądu dla prądu bazowego wymaganego dla maksymalnego prądu wyjściowego.

Jest to nieco bardziej skomplikowane, gdy napędzasz wysokie prądy, ponieważ wybór każdego elementu wpływa na wyniki impedancji wyjściowej, prądu spoczynkowego sterowników, zniekształceń harmonicznych, współczynnika tłumienia, który wpływa na napięcie z tylnego pola elektromagnetycznego na niskich częstotliwościach, a tym samym na „zabłocony bas”.

Naturalnie od efektów Shockleya dla Vbe vs Tjcn i to samo dla diody, nawet jeśli dopasowanie termiczne może powodować problemy, jeśli diody mają zbyt małą lub zbyt dużą moc znamionową, a zatem ESR ze zmianami Vbe z polaryzacji R wpływającymi znacznie na wyjściowy prąd jałowy.

Aby określić optymalną konfigurację Cap, musisz zrozumieć, że ten wzmacniacz jest mniejszy niż zysk jedności . Dlaczego więc jest strata i gdzie to jest? i dlaczego tak ważne jest zminimalizowanie tłumienia napięcia dla dobrej odpowiedzi niskiej częstotliwości, ale będzie to kosztować rozproszenie mocy na biegu jałowym i większe wartości wyjściowe C ocenione dla prądu tętnienia lub prądu obciążenia w tym przypadku.

Pytanie polega po prostu na porównaniu impedancji kondensatora przy pewnej wartości f względem impedancji źródłowej i wejściowej, aby sprawdzić, czy impedancja pułapki jest znacząca. Różnice w tych dwóch wyborach są niewielkie w porównaniu z innymi czynnikami w konstrukcji stosunku R i doborze współczynnika Pd dla tranzystora i diody, tak że odchylają one stopień wyjściowy przy pożądanym prądzie, aby osiągnąć niską impedancję wyjściową, która jest zasadniczo impedancją źródłową prowadzenie bazy / hFE.

Chcesz wiedzieć więcej?

Następnie musisz zdefiniować więcej specyfikacji.

W tym: Pmax, Vmax, obciążenie min, f min, THD max, minimalny współczynnik tłumienia (zwykle 10 to tanie konstrukcje, 100 jest lepsze) Impedancja źródła ..

Im niższa impedancja głośników, na przykład 4 Ohm, tym bardziej krytyczne są ustawienia niekontrolowanej temperatury i dopasowanie hFE między PNP i NPN, ale przy +/5 V można łatwo wygenerować 5 W. Lepsza konstrukcja o mocy 0,3 W w słuchawkach 60 Ohm lub kilku głośnikach 8 Ohm. Używanie diod 1N400x zamiast małego sygnału 1N4148 musi używać doniczki między ciągiem diod, co daje niższe zmiany Vf, ale dodanie 50 lub 100 omów doniczki między nimi musi być dostrojone do obciążenia głośnika oraz pożądanej mocy wyjściowej i niedopasowania hFe. (chcesz je w ciągu 20%)

tinyurl.com/y9pdw3uv to mój przykład w mojej najnowszej symulacji. Uwaga Moc RMS w głośniku, możesz zmienić wartość R, a moc RMS z każdego zasilacza (-ve) powinna wynosić co najwyżej 30% lub 60% z obu zasilaczy. Zauważ, jak potencjometr wpływa na każdy sygnał i minimalny prąd stały. Daje to bardzo dobre współczynniki tłumienia i odpowiedź DC na wyjściu. Możesz podłączyć źródło DC, jeśli źródłem jest 0Vdc.

• nieznane tranzystory mocy hFE mogą powodować problemy, jeśli nie zostaną dopasowane.
  • te S8050 / S8550 są klasyfikowane pod kątem hFE, zwróć uwagę na przyrostek.