Amplificador de audio para auriculares: problema de polarización

Suponiendo, para un análisis rápido, que los diodos y la unión de la base del emisor tengan 0.7V de ancho, esto deja 0.7V a través de R5. La corriente del emisor para Q2 es entonces:

$$ I_ {E2} \ approx \ dfrac {0.7V} {39 \ Omega} = 18mA $$

Por lo tanto, lo primero que debe hacer es verificar si realmente tiene esto. Mida el voltaje en el R5 y use la ley de Ohm para calcular \ $ I_ {E2} \ $. Si está "en el estadio", el circuito de polarización funciona según lo diseñado.

  

sin ellos, Q2 entra en saturación y básicamente se pasa por alto: el   La amplificación se realiza solo en Q3

Q2 no está configurado como un amplificador en este circuito, es una carga activa (fuente de corriente) para Q3. Tenga en cuenta que el voltaje en la base de Q2 es efectivamente constante mientras que la señal de audio de Q1 se aplica a la base de Q3.

Esencialmente, Q2 proporciona un "down" actual aproximadamente constante fuera del recopilador.

He simulado este circuito con pSpice y no funciona en absoluto, lo que no me sorprende por varias razones. La etapa de salida es altamente no lineal, pero no hay retroalimentación de DC o AC a su alrededor. La tensión de colector de Q3 está mal controlada.

De hecho, cuando simulo el punto de operación, encuentro que Q3 está en saturación.

Paraabordarsimplementealgunosdelosproblemasconestecircuito,agreguédosresistencias:

• UnaresistenciadeemisorparaQ3paraagregarcomentarioslocales
• UnaresistenciaentreelcolectordeQ3yelemisordeQ1aproporcionatantoretroalimentacióndeCC,paraestablecerelvoltajedelcolectordeQ3enaproximadamente6V,yretroalimentacióndeCAparaconfigurarlagananciadepequeñaseñaldecircuitoabiertoaaproximadamente20dB.

Agregando estos resistores, necesito cambiar el valor de R7 a 220k. Los valores que elegí para las resistencias agregadas y R7 no son necesariamente óptimos y se encontraron "jugando" con los valores y simulando hasta que obtuve lo que quería.

Una derivación más rigurosa de la ganancia y la dependencia del punto de operación de estos valores de resistencia sería divertida, pero honestamente no tengo tiempo en este momento, pero ... quizás más adelante.

A continuación se muestra una simulación transitoria con 1Vpp de entrada de 1kHz:

Los dos diodos están diseñados para ser una fuente de voltaje aproximado. Mientras la corriente se mantenga fluyendo a través de ellos, lo que parece ser el caso, mantendrán la base del Q2 y dos diodos caerán por debajo del riel de alimentación. La unión B-E de Q2 también es una caída de diodo, por lo que deja una caída de diodo a través de R5. Digamos que es de 700 mV a través de 39, lo que significa que la corriente es de aproximadamente 18 mA. En otras palabras, D1, D2, Q2 y R5 forman una fuente de corriente de aproximadamente 18 mA aproximadamente.

Tenga en cuenta que R4 es un drenaje de corriente constante a través de los diodos para que permanezcan en un voltaje aproximadamente fijo, y R4 también proporciona la corriente base para Q2 para operar.

La tensión de salida se controla mediante la cantidad de corriente que Q3 extrae. Teóricamente, si consume menos de 18 mA, su salida será alta. Si intenta dibujar más de 18 mA, su salida bajará y solo se dibujarán 18 mA. Para una fuente de corriente perfecta, este circuito tendría una ganancia infinita.

La parte sorprendentemente mala de este circuito es que no hay ninguna retroalimentación que intente mantener la salida a una tensión media aproximada. Cualquier cambio leve en la desviación, la ganancia o la fase de la luna puede cambiar el delicado equilibrio. Q3 ni siquiera tiene una resistencia de emisor, por lo que la corriente que extrae será altamente impredecible.

Básicamente, este cicruit es una mierda. Una unidad lateral baja que trabaja contra una fuente actual es una topología legítima para niveles de potencia bajos, pero esta implementación es simplemente basura.

Hay varias formas en que este problema podría solucionarse. Lo más obvio sería usar el nodo entre Q2 y Q3 como una entrada de retroalimentación para la primera etapa. Si se hace correctamente, esto controlaría la ganancia, lo cual la aplanaría en el rango de frecuencia deseado y controlaría activamente el punto de polarización de DC cerca del medio.