Emitter-Verstärker verliert an Verstärkung

Ich entwerfe eine Farborgel und habe Probleme mit meiner Vorstufe. Meine Schaltung bisher:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Für niedrige Frequenzen funktioniert mein System ziemlich gut. Meine Eingangsspannung beträgt etwa 200 mv Spitze-Spitze und meine Ausgangsspannung vom Emitterverstärker beträgt etwa 4 V Spitze-Spitze.

Mein Problem ist, dass wenn ich die Frequenz erhöhe, die Verstärkung drastisch reduziert wird. Wenn ich den Grenzpunkt von etwa 3 kHz für meinen Hochpassfilter erreiche, beträgt die Ausgangsspannung meines Verstärkers nur etwa 800 mV Spitze-Spitze und reicht nicht aus, um den Mosfet einzuschalten.

Ich lerne immer noch über das meiste von diesem Zeug, also was mache ich falsch? Vielleicht gibt es einen besseren Weg, dies zu tun?

Jede Hilfe ist willkommen, danke!

Antworten (1)

Das Problem ist, dass Ihr Verstärker eine Ausgangsimpedanz ungleich Null hat (wie es bei echten Verstärkern üblich ist) und die Belastung der beiden Filter (LP und HP) dazu führt, dass die Ausgangsspannung abfällt.

Um dies zu beheben, passen Sie Ihre Filterwerte so an, dass die Frequenzen gleich bleiben, aber die Impedanz zur Erde höher ist. Versuchen Sie beispielsweise, den Widerstand in den Filtern um den Faktor 10 oder 100 zu erhöhen und die Kapazität um den gleichen Betrag zu verringern.

Diese Modifikation belastet den Pufferverstärker weniger und gibt Ihnen eine viel flachere Vorfilterantwort.

Weil ich LTSpice so sehr mag, hier sind die relevanten Simulationen (ich habe den MOSFET ignoriert, er sollte die Dinge nicht zu sehr ändern. Er wird die Dinge jedoch ein wenig ändern und Sie sollten das überprüfen):

Die ursprüngliche Schaltung:Original-Simulation

Der Frequenzgang. Nicht so gut.Ursprüngliche Antwort

Erhöhen der Filterimpedanzen (Erhöhen der Widerstände, Verringern der Kondensatoren), aber Beibehalten der ursprünglichen Filterfrequenzen (die übrigens jetzt angepasst werden müssen, nachdem sich die Belastung der Pufferstufe geändert hat. Ich würde vorschlagen, C3 auf ~ 47 nF zu ändern um die Filterecke wieder nach unten zu ziehen).Verbesserte Simulation

Wie ich oben sagte, müssen Sie die Filterecken neu anpassen. Aufgrund der Impedanzänderungen (die Filterimpedanzen interagierten mit der Ausgangskappe und anderen Dingen) haben sich die Filterecken verschoben.Verbesserte Reaktion

Weitere Bearbeitungen:

Nachdem Sie sich die Transientenanalyse angesehen haben, ist es offensichtlich, dass Ihr Transistorverstärker übersteuert (Sie wollen das nicht, Sie bekommen eklige Harmonische in den Filtern und es führt zu einer nicht so großartigen Farborgel).

Sie sollten diese erste Stufe so einstellen, dass Sie nicht so viel Verzerrung erhalten. (Oder gehen Sie den einfachen Weg und verwenden Sie einen Operationsverstärker).

Vielen Dank für Ihre ausführliche Analyse! Ich werde meinen Filtern etwas mehr Impedanz hinzufügen und sehen, ob es dadurch besser wird. Ich war mir des Clippings bewusst, aber da es sich nur um den negativen Zyklus handelte, und aus Zeitmangel entschied ich mich, es zu ignorieren. Ich würde gerne einen LM741 oder so etwas verwenden, aber ich denke, es braucht eine negative Vcc. Ich bin mir nicht sicher, wie ich das implementieren soll, weil ich nur 5 V und Masse habe. Wie bekomme ich -5V?
Finger weg vom LM741, das ist ein alter, nicht so toller Operationsverstärker. Sie können einen Rail-to-Rail-Operationsverstärker verwenden (der keine negative Versorgung benötigt) und den Eingang auf 2,5 V vorspannen (und den Ausgang kapazitiv koppeln), oder Sie können eine negative Versorgung erzeugen. Wenn Sie nur eine +5-V-Schiene haben, gibt es Wechselrichter mit geschalteten Kondensatoren (660 ist das häufigste Teil), die Ihnen ohne allzu viel Aufhebens eine -5-V-Schiene liefern. Aber sie brauchen viel Kapazität.
Ok danke für die Info und deine Hilfe! Ich werde es mir ansehen.
Emitter-Verstärker verliert an Verstärkung
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v