Crossover-Verzerrung kehrt zurück, wenn Last angelegt wird

Ich habe einen kleinen Audioverstärker mit einem OPA2134PA als Vorverstärker gebaut, um ein komplementäres Paar Mosfets ( IRF9540NPBF und IRF540NPBF ) anzusteuern. Ich habe meine Mosfets mit zwei 10k-Widerständen und 6 Dioden vorgespannt. Ich habe auch einen Teil meines kombinierten Mosfet-Ausgangs wieder in den invertierenden Eingang des OpAmp eingespeist. Die Ausgabe sieht im gesamten hörbaren Bereich von 20 Hz bis 20.000 Hz großartig aus, bis ich eine Last mit niedriger Impedanz (8-10 Ohm) darauf lege.

Meine Frage ist: Wird die Rückkehr der Übergangsverzerrung erwartet, wenn eine Last angelegt wird, und gibt es eine Möglichkeit, sie zu mindern?

Gelb : Eingangssignal vom Generator
Blau : Kombiniertes Ausgangssignal von Mosfets.

Ohne Last sieht die Ausgabe gut aus: Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Bei einer Last von 10 Ohm ergibt sich die Verzerrung: Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ziemlich genaue Darstellung meiner Ausgangsstufe:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Mehr Vorspannung erforderlich oder ein viel schnellerer Operationsverstärker oder beides.

Antworten (3)

Das ist nicht ganz unvernünftig. Ihre Verzerrung scheint etwa 3 usec zu dauern.

Erstens beträgt Ihre Vorspannung (3 Diodenabfälle) etwa 2 Volt. Beachten Sie, dass das Datenblatt 2 Volt als minimale Gate-Schwelle angibt und bis zu 4 Volt betragen kann. Bei hohen Lastimpedanzen sind die FETs nahe genug, um eingeschaltet zu werden, sodass Sie nichts sehen, aber das reicht bei niedrigeren nicht aus Impedanzen.

Ein offensichtlicher Versuch ist es, ein paar weitere Dioden hinzuzufügen. Dies hat möglicherweise einen schwerwiegenden Nachteil – übermäßige Verlustleistung. YMMV.

Ein weiteres zu berücksichtigendes Problem ist der Operationsverstärker. Ihr Gerät scheint eine ausreichende Geschwindigkeit und Anstiegsrate zu haben, aber denken Sie daran, dass es eine ziemlich große (~ 4000 pf) kombinierte MOSFET-Gate-Kapazität speist, sodass es möglicherweise Schwierigkeiten hat, am Nullübergang mitzuhalten.

Ich schlage vor, Sie wiederholen Ihre Oszilloskopmessungen, aber schauen Sie sich diesmal auch die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers an. Sie werden vielleicht überrascht sein von dem, was Sie sehen.

Es ist am besten, sich mit Ihrer Open-Loop-Leistung zu befassen, bevor der Operationsverstärker einschaltet. Ein erhöhter Leerlaufstrom ist gut. Ich betreibe etwa 600 mA in meinen Autoradio-Schaltkreisen. Dies bedeutet, dass der Betrieb hauptsächlich Klasse A ist. Platzieren Sie eine 1-Mikrofarad-Kappe zwischen den Toren für reduziert Verzerrung bei reduzierten Leerlaufströmen .

Meinst du zwischen den Toren selbst oder von jedem Tor zum Boden?
Ich habe immer die Kappe Tor an Tor gesetzt.

Viele Verstärker verwenden diese Technik, um die Übergangsverzerrung zu überwinden: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Treiberstufe zu den MOSFETs speist den Ausgang ebenfalls, jedoch über etwa 100 Ohm. Das bedeutet, dass er die Low-Level-Arbeit um den Crossover-Punkt herum erledigt und die MOSFETs nur dann ins Spiel kommen, wenn der erforderliche Ausgangspegel außerhalb der mittleren paar Volt des Stromversorgungsbereichs liegt.

Wenn Ihr Treiber (sagen wir) eine Spitze von +/- 15 Volt erzeugen kann, kann er an einer 10-Ohm-Last (und über einen 100-Ohm-Speisewiderstand) +/- 15 x 10/110 Volt = +/- 1,36 Volt liefern, dh genug, um mit Crossover fertig zu werden.

Dies wäre meine bevorzugte Methode, aber eine stärkere MOSFET-Vorspannung sollte ebenso in Betracht gezogen werden wie eine schnellere Treiberschaltung.