Clipping-Class-AB-Ausgang

Dieser Auftrag, den wir bekommen haben, bereitet mir große Kopfschmerzen. Ich habe das Gefühl, dass ich nach stundenlangem Herumfummeln endlich kurz davor bin, diesen Verstärker zum Laufen zu bringen, aber jetzt habe ich festgestellt, dass der Ausgang bei einer sehr niedrigen Spannung übersteuert. Es muss einen Differenzeingang und einen Klasse-AB-Ausgang haben. Mindestens 1500 Spannungsverstärkung. Stabilität und Energieverschwendung sind kein Problem, solange ich aufschreiben kann, wo Energie verloren geht.

Ich bin mir sicher, dass genügend Basisstrom vorhanden ist, und glaube nicht, dass eine Belastung vorliegt, aber am Ausgang ist kein Spannungshub verfügbar.

Was verursacht dieses Clipping?

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Ich kaufe ein Pint für jeden, der dieses Ding zum Laufen bringen kann. Ich möchte verstehen, wo ich falsch liege, ich kann es einfach nicht für mein Leben herausfinden.

Danke fürs Suchen!

BEARBEITEN:

Oszilloskop mit DC-Kopplung zeigt die folgenden Wellenformen. Der linke ist die Basis von Q11 und der rechte der Lastausgang (vor der Kappe). Es scheint, als würden sie zusammen eine volle Sinuswelle erzeugen. Was ist los???

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Bearbeiten 2: Hier sind beide Wellenformen auf demselben Bereich: roter Ausgang, blauer Eingang zu Q11.

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Was Sie lernen müssen, ist ein systematischer Ansatz , um solche Probleme zu lösen. Folgen Sie dem Signal durch den Verstärker, um den Punkt / Teil der Schaltung zu finden, an dem die Verzerrung auftritt. Ich bin misstrauisch gegenüber der Stufe um Q9, da Sie dort eine große Emitterkappe zur Masse haben, sodass die Verstärkung nicht gut definiert ist. Das macht diese Phase sehr empfindlich für fast alles.
Messen Sie den Kollektorstrom von Q3. Erwarten Sie das?
Ich habe es mit einem systematischen Ansatz versucht, aber das Problem ist, dass ich einfach nicht weiß, wie sich die Phasen gegenseitig beeinflussen. Uns wurde nur gesagt, dass wir versuchen sollten, diese Elemente zu kombinieren, und am Ende ist es im Grunde ein Trial-and-Error-Verfahren und für alle sehr unprofessionell. Es ist in ein paar Wochen fällig und ich verliere die Geduld damit. Der Wert von C3 sollte 7,9 u betragen, berechnet für eine Schulterfrequenz von 20 Hz, das ist mein Fehler. Der Kollektorstrom an Q3 beträgt ca. 1,5 mA, den ich mit R1 einstelle, ich denke, das ist in Ordnung? Der Ausgang des gemeinsamen Emitters ist in Ordnung, also muss die Ausgangsstufe falsch sein.
Ihr Design kann tatsächlich den Designspezifikationen entsprechen . Es scheint linear zu sein, zumindest über einen sehr kleinen Bereich, bevor das Clipping einsetzt. Von hier aus müssen Sie nur begründen, warum die lineare Ausgangsschwankung so klein ist. Wenn Sie mit dem Oszilloskop sondieren, versuchen Sie es mit DC-Kopplung statt mit AC-Kopplung.
Ich habe mit DC-gekoppeltem Osc nachgeforscht und meinem Beitrag eine Bearbeitung hinzugefügt. Ich verstehe wirklich nicht, was hier passiert..
Ja, Sie untersuchen einen Problembereich. Die Kollektor-Basis-Spannung von Q11 muss immer über 0,3 V liegen. Und der Kollektorstrom von Q11 sollte nicht auf Null gehen. Diese müssen für alle Teile der Sinusschwingung gelten .
Sicherlich gibt es immer Strom, da das System eine Einzelversorgung ist und Gleichspannung und Widerstand immer vorhanden sind? Und die Gleichspannung ist am Kollektor von Q11 höher (ca. 9 V) als an seiner Basis (6,2 V).
@Yossarian Ich bin froh zu hören, dass die Dinge jetzt funktionieren, und ich werde dem keine meiner eigenen Gedanken hinzufügen. Aber ich hätte das wahrscheinlich mit einem Darlington-arrangierten Long-Tail-Paar angegangen, einen Stromspiegel in den Kollektorbeinen verwendet und das übersprungen Q 9 Bühne ganz, statt fahren Q 11 direkt aus dem entstehenden Differenzstrom. Könnte NFB hinzugefügt haben, wenn es etwas Gewinn übrig hätte. (Vorausgesetzt, dies war für die Simulation und nicht für die Herstellung auf einer Platine mit diskreten Teilen.)

Antworten (2)

Q11-Vorspannung

Der AC-Eingang ist eine Sinuswelle, die eine positive und eine negative Schwingung hat und zweimal in jedem Zyklus durch Null geht. Für diesen Nullpunkt erscheint eine Verzerrung von Q11 nahezu akzeptabel.
Ihr Problem tritt auf, wenn die Basisspannung von Q11 in Richtung ihrer positiven Spitze ansteigt. Der Kollektorstrom von Q11 steigt: Der Spannungsabfall an R8 steigt. Dies würde dazu führen, dass die Kollektorspannung von Q11 niedriger wird .
Sie haben also die Situation, in der die Basisspannung von Q11 steigt und die Kollektorspannung von Q11 fällt. Sie treffen sich und der Kollektor von Q11 kann nicht weiter nach unten ziehen.

Danke Glen, ich habe Q11 mit einer niedrigeren DC-Spannung an seiner Basis vorgespannt und das Clipping ist weg. Problem gelöst!

DC-Kopplung zwischen Q9 und Q11 bedeutet, dass die DC-Parameter und der Vorspannungspunkt von Q9 den Betriebsbereich von Q11 beeinflussen. Wie die Scope-Aufnahmen zeigen, tut die Ausgangsstufe, was ihr der Kollektor von Q9 sagt. Q9 ist eine invertierende Stufe. Wenn also die Basis eine große negative Signalspitze erhält, schaltet sich Q9 aus. An diesem Punkt kann nur R3 den Kollektor hochziehen, und das Oszilloskop zeigt, dass dies nicht der Fall ist.

Wenn Q9 ausgeschaltet ist, bilden R3, R10 und der Basis-Emitter-Übergang von Q1 eine Reihenkette. Unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes beträgt der maximale Basisstrom weniger als 2 mA. Kommt mir etwas leicht vor. Wenn Sie Q9 aus der Schaltung ziehen, sättigt die Ausgangsstufe hoch?

Genau das war passiert. Ich habe eine Obergrenze zwischen Q9 und Q11 gesetzt und Q11 etwas niedriger eingestellt.
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