แอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียลอื่นที่ล้มเหลว

นี่คือวงจรที่ฉันทำ - ออกแบบคำนวณคำนวณสร้าง:

แผนผัง

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

ไตรมาสที่ 1 และไตรมาสปัจจุบันของนักสะสมอยู่ที่ 5mA ในขณะที่ไตรมาสที่ 3 คือ 1mA คลื่นไซน์ที่อินพุตมี 1Vpp ที่ 1kHz ข้อเสนอแนะเชิงลบควรทำงานได้เนื่องจากมีการเปลี่ยนแปลงแบบ 360 องศาระหว่างอินพุตที่ฐานของ Q1 และฐานของ Q2 อันดับแรก Rf2 ตัดสินใจที่จะเป็น 10k จากนั้นจะถูกแทนที่ด้วยโพเทนชิออมิเตอร์

วงจรนี้ไม่ทำงานอย่างที่ฉันคาดไว้ ฉันคาดหวังว่าหากความผิดเพี้ยนบางอย่างเกิดขึ้นภายในคลื่นไซน์ก็จะได้รับการแก้ไขโดยการตอบรับเชิงลบหรือ / และคู่ของดิฟเฟอเรนเชียลคอนดิชั่นเนอร์และจำนวนการบิดเบือนที่แก้ไขจะถูกควบคุมด้วย

ฉันสร้างความเพี้ยนโดยการเพิ่มคลื่นไซน์ (1Vpp, 3kHz) ไปยังฐานของ Q3 ไม่สามารถเปรียบเทียบผลลัพธ์ที่แท้จริงกับผลลัพธ์ที่ต้องการเนื่องจากไม่ได้ใกล้เคียงกับผลลัพธ์ที่ต้องการ

ผลลัพธ์ที่เอาต์พุตที่ตัวสะสมของ Q3 ถูกบิดเบือนในลักษณะเดียวกันกับสัญญาณที่ฐานของ Q3 - ควรมีไซน์บริสุทธิ์ที่ตัวสะสมของ Q3 หรือไม่? แต่จากนั้นฉันกำหนดขอบเขตสัญญาณที่ตัวสะสมของ Q2 และมีคลื่นไซน์ที่ฉันคาดว่าจะอยู่ที่เอาต์พุตของเครื่องขยายเสียง (ภายใต้เงื่อนไขฐานของ Q2 นั้นสั้นถึง C1 ไม่เช่นนั้นด้วยการหมุนโพเทนชิโอมิเตอร์ Rf2 สัญญาณ จะเข้าหาคนที่บิดเบี้ยวอย่างรวดเร็ว)

คลื่นไซน์ที่ตัวสะสมของ Q2 เมื่อเทียบกับสัญญาณผิดเพี้ยนที่ฐานของ Q3 (ไม่ได้อยู่ในระดับแรงดันไฟฟ้าเดียวกัน)

ฉันคิดว่ายังมีช่องว่างเล็กน้อยในการทำความเข้าใจกับแอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียลเพราะฉันต้องดิ้นรนกับสิ่งนี้มาระยะหนึ่งแล้วและฉันยังไม่ได้สร้างวงจรที่มีประโยชน์อันใดอันหนึ่ง แอมป์

diff-amp distortion negative-feedback

— คีโน
แหล่งที่มา

คุณ "เพิ่ม" คลื่นไซน์ถึงฐาน Q3 ได้อย่างไร

— τεκ

@ τεκด้วยอีกช่องทางของตัวสร้างฟังก์ชั่นของฉันผ่านตัวเก็บประจุ

— คีโน

@ Keno คุณสนิทจริงๆ คุณไม่ได้อธิบายว่าให้ "ห้อง" เพื่อให้ NFB ทำงานได้อย่างถูกต้องที่ DC ดังนั้น AC ที่เพิ่มเข้ามาก็ใช้งานไม่ได้เช่นกัน ผมจริงจังดีใจที่ได้เห็นว่าคุณมีการวางสิ่งที่ร่วมกันและการทดสอบความคิดของคุณ !!

— jonk

เพื่อที่จะลดความเพี้ยนของฮาร์มอนิกจะต้องมีวงเปิดที่เพิ่มขึ้นมากกว่าวงปิด ผลกำไรลูปเปิด Rc / Re ของคุณต่ำเกินไปที่นี่ดังนั้นอัตราส่วนผลตอบรับเชิงลบของ Rf2 / Rf1 ของคุณก็ต่ำเช่นกัน

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

@Keno ฉันรู้สึกตื่นเต้นมากที่ได้เห็นโพสต์สองรายการล่าสุด แต่ละคนแยกงานออกเป็นชิ้นส่วนตรรกะ! ดี (นั่นคือความก้าวหน้าที่ฉันคิดว่าฉันได้เห็นในตัวคุณ) และไม่มันไม่ง่ายเลยที่จะได้รับรายละเอียดทั้งหมดที่ถูกต้อง มีรายละเอียดมากมาย แต่คุณจะได้เรียนรู้มากมายจากกระบวนการ ฉันจะเดิมพันคุณจะสอนฉันบางสิ่งเร็ว ๆ นี้! เก็บที่มัน

— jonk

คำตอบ:

ขออภัยในการวิเคราะห์วงจรผิด - คุณได้รับ open-loop มากมาย - ประมาณ 100

แผนผัง

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

(ดูการสนทนาด้านล่าง)

ความต้านทานสัญญาณขนาดเล็กที่มองจากฐานของ Q1 Q2 นั้นแตกต่างกันมาก ฉันทำ Q2 ขนาดเล็กโดยเพิ่มตัวเก็บประจุจากเอาต์พุตไปยัง Vn ฉันใช้ 10kHz เป็นแหล่ง "บิดเบือน" เนื่องจากง่ายต่อการดู wigglies

ที่นี่มันไม่มีตัวเก็บประจุ

— τεκ
แหล่งที่มา

ฉันจะไปและตรวจสอบว่าการแก้ไขของคุณสร้างความแตกต่าง แต่สิ่งนี้ไม่น่าเป็นปัญหาหรือเปล่าเพราะฉันออกแบบวงจรเพื่อให้เบสปัจจุบันผ่าน Rb และ Rf1 มีค่าประมาณ 16 uA และ 2V ทั้ง Q1 และ Q2 มีเบต้าประมาณ 300, ดังนั้นตัวต้านทาน 120k สำหรับทั้งสองฐานนั้นถูกต้องแล้วคุณไม่คิดเหรอ?

— Keno

ไม่การเพิ่มตัวต้านทานพื้นฐานของคุณทำให้สิ่งเลวร้ายยิ่งขึ้น ..

— Keno

ตัวต้านทาน 120k นั้นอยู่ในตำแหน่งที่แตกต่างกัน - Rf1 อยู่ในแนวเดียวกับฐานในขณะที่ Rb อยู่ในแนวขนาน เป็นการทดลองให้ Rf1 เป็นศูนย์

— τεκ

หรือวางตัวเก็บประจุ 1uF ไว้ข้างใน

— τεκ

ไม่นั่นไม่ได้ปรับปรุงอะไรเลย ปัญหาไม่ได้อยู่ในการรักษาพื้นฐานเนื่องจากแรงดันตกคร่อมทั้ง Rc ทั้งสองแตกต่างกันเพียง 0.5 V.

— Keno

ผลตอบแทน diffpair ของคุณจะเป็น Rcollector / (2 * reac) = Rcollector * gm / 2

ดังนั้นการได้รับ diffpair คือ 1,500 ohms / (2 * 5 ohms) = 1,500 / 10 = 150x

ขั้นตอนการส่งออกไตรมาสที่ 3 ของคุณมีกำไร 3dB หรือ 1.4

กำไรจากการขายโดยรวมเกือบ 200

หากต้องการดูการบิดเบือนให้ติด C1 กับฐานของ Q2 และปล่อยให้จุดสิ้นสุดของการลอย หรือตัดการเชื่อมต่อ Rf2 เพื่อหลีกเลี่ยงการทิ้งสายไฟใด ๆ มันอาจเป็นอย่างอื่นจากการเชื่อมต่อแบบ capacitive กับสายไฟในห้องปฏิบัติการของคุณหรือไฟเรืองแสง

คุณจะเห็นความผิดเพี้ยนจำนวนมากเนื่องจาก diffpair เปลี่ยนไปอย่างสมบูรณ์หากสัญญาณอินพุตของคุณมากกว่า 100 มิลลิโวลต์หรือมากกว่านั้นและหากความถี่ของคุณเร็วกว่า F3dB ของ 1uF และ 120Kohms (ประมาณ 1Hz)

ในความเป็นจริงเนื่องจากเป็นห่วงข้อเสนอแนะ C1 + Rf1 กำหนดมุมของ HighPass ในวงจรของคุณหรือไม่?

คุณจะมีเอฟเฟกต์ Miller มากมาย ความจุอินพุตของทรานซิสเตอร์ diffpair แต่ละตัวจะเป็น (1 + 150x) * Cob หรือประมาณ 1,500picoFarads

— analogsystemsrf
แหล่งที่มา

มิลเลอร์เอฟเฟ็กต์มาภายหลัง - หลังจากที่ฉันเข้าใจวิธีออกแบบวงจรนี้ให้ใกล้เคียงกับพฤติกรรมที่คาดไว้ที่ฉันได้อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ในคำถาม

— คีโน

ระหว่าง Miller Effect ตั้งค่ามุม passband ส่วนบน (แสดงด้วย Rsource ใน LPF) และตัวเก็บประจุ feedback ป้อน C1 ที่มุม passband ด้านล่างใน HPF คุณอาจมี "passband" เพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย

— analogsystemsrf