Wie funktioniert dieser Push-Pull-Verstärker?

Die Spannungsverstärkung dieses Systems, die derzeit Eins ist, wird durch den Operationsverstärker und das Rückkopplungsnetzwerk bestimmt.

Der Gegentaktverstärker befindet sich in der Rückkopplungsschleife des Operationsverstärkers und dient dazu, Strom bereitzustellen, um eine Last mit niedrigerer Impedanz zu treiben, als es der Operationsverstärker allein kann. Die Push-Pull-Stufe ist ein Paar Emitterfolger und liefert als solche keine Spannungsverstärkung.

Lassen Sie als Prüfung zunächst den BJT-Gegentaktverstärker mit.

Alle BJTs benötigen mindestens 0,5 V bis 0,7 V Vorwärts-Basis-Emitter-Vorspannung, bevor sie leitend werden. Bei einem Gegentaktverstärker sind beide Transistoren nicht leitend (AUS), wenn das Eingangssignal im Bereich von +/- 0,5 V liegt . Und dies schafft eine "tote Zone". Und auch diese "Totzone" erzeugt die Crossover-Verzerrung im Ausgang.

Um diese Crossover-Verzerrung zu vermeiden, ist es notwendig, eine kleine Vorwärtsspannung hinzuzufügen, um die BJTs an den Rand der Leitung oder etwas darüber hinaus zu bringen. Und deshalb fügen wir diese beiden Dioden in die Schaltung ein. Die Aufgabe der Dioden besteht darin, eine kleine Vorspannung bereitzustellen, um die BJTs an den Rand der Leitung oder etwas darüber hinaus zu bringen. Und so eliminieren wir diese „Totzone“.

Zusätzlich können wir den Operationsverstärker verwenden, um die Crossover-Verzerrung noch weiter zu reduzieren.

Wenn unser Push-Pull-Verstärker beispielsweise Vbe_on = 0,7 V hat , haben wir einen Übergangsbereich von +/- 0,7 V , 1,4 V einer "Totzone". Aber jetzt verwenden wir den Operationsverstärker und schließen den Gegentaktverstärker in die Rückkopplungsschleife ein

Wie Sie wissen, sollte der Operationsverstärker eine sehr große Open-Loop-Spannungsverstärkung Aol haben .

Und das bedeutet, dass selbst sehr kleine Änderungen der Eingangsspannung eine relativ große Änderung der Ausgangsspannung bewirken.

Wenn beispielsweise der Operationsverstärker eine Open-Loop-Verstärkung von 1000 V/V hat , führt jede Änderung am Eingang ( 1 mV ) zu einer sehr großen Änderung am Ausgang des Operationsverstärkers ( 1 V ).

Und in unserer Verstärkerschaltung arbeitet der Operationsverstärker im offenen Regelkreis, wenn beide Transistoren ausgeschaltet sind.

Jede kleine Änderung des Eingangs führt also zu einer sehr großen Änderung der Vx- Knotenspannung.

Und diese große Änderung der Vx- Knotenspannung schaltet den Transistor ein.

Von außen sieht es also so aus, als gäbe es keine Crossover-Region.

Unser Beispielverstärker reduziert den Crossover-Bereich von +/-0,7 V auf +/-0,7 mV . Und das alles dank der großen Open-Loop-Spannungsverstärkung.

In dieser Simulation verwende ich einen Operationsverstärker mit einer Open-Loop-Verstärkung Aol = 10 V / V. Die Totzone wird also von +/- 0,5 V auf +/- 0,05 V reduziert

Angenommen, die Verstärkung des Operationsverstärkers ist A und die Verstärkung der Gegentaktstufe ist B. Dann ist Vout=(Vin-Vout)*AB , also Vout/Vin = AB/(1+AB). Für A sehr groß und B nahe Eins: Vout/Vin = 1.

Entschuldigungen, wenn ich mit dem Schreiben mathematischer Formeln nicht vertraut bin. Ich ging davon aus, dass die Kondensatoren eine ausreichend niedrige Impedanz haben.

Das Hinzufügen eines Spannungsteilers in der Rückkopplungsschleife hat den Effekt, dass die Gesamtverstärkung erhöht wird.