distorsión del amplificador de emisor común LTSpice

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Tengo una pregunta (con suerte no demasiado trivial) sobre este simple circuito LTS.

Espero que la salida sea (idealmente) una onda sinusoidal, pero al sondear Vout lo que obtengo es esto:

Ahora, lo que no entiendo es por qué la salida no es simétrica con respecto a 0V. Me gustaría saber qué es exactamente lo que está causando esto y cómo se puede prevenir. Todavía soy nuevo en el diseño de circuitos, así que sería genial si alguien me ayudara aquí.

    
pregunta Peter

4 respuestas

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Los amplificadores de transistores siempre tienen una cierta distorsión, ya que los dispositivos de amplificación no son lineales. En este caso, la corriente a través del transistor depende exponencialmente del voltaje de entrada.

Una señal más pequeña exhibirá menos distorsión, por lo que reducir la amplitud podría ser un primer paso. Para garantizar un punto de operación adecuado, la señal de salida debe ser probada en el colector de Q1.

Para una reducción adicional de la retroalimentación de distorsión es necesaria, que en este caso podría ser una resistencia de emisor simple.

La realimentación disminuye la distorsión pero también disminuye la ganancia. Se podría usar un amplificador de múltiples etapas con retroalimentación global, pero un diseño basado en opamp suele ser más fácil y ofrece buenos rendimientos ya que hay una gran ganancia disponible para retroalimentación.     

respondido por el Mario
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Este no es un buen circuito para un amplificador de emisor común. Depende excesivamente de la ganancia de corriente del transistor (beta o hFE), que varía enormemente con la corriente en este transistor. De la hoja de datos:

Sucorrientedecolectorvaríadeaproximadamente0.25mAaaproximadamente1mA.

Puedesmejorarelcircuitoagregandounaresistenciadeemisor.200ohmiosmejoraenormementelasalida.Deberáaumentarlaresistenciadelcolectora~3.3kparaevitarqueelpuntodepolarizaciónsedesvíedemasiado.AquíestánlasFFTdeLTSpiceconysinresistenciasdeemisor(resistenciasdecolectorde3.3kenambas):

Sin:

Con:

Lagananciaesmenor,peroelsegundoarmónicoahoraesde40dBhaciaabajoenlugarde<20dBhaciaabajo.

Unmejorcircuitousaundivisordevoltajeenlabaseyunaresistenciaemisora.Deestamanera,lacorrientedepolarizacióndelcolectordependeprincipalmentedeVBE,quesecomportamuchomejor.

    
respondido por el Adam Haun
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Pruebe una resistencia de carga a tierra, tal vez 10K en el extremo derecho de C2; tal como está, la tensión de CC en C2 no está realmente definida.

    
respondido por el BobU
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La ganancia de un transistor no es constante, depende del sesgo de la base. Para reducir el efecto, ponga una resistencia del emisor al suelo. 500 ohmios debería ser un buen valor.

La amplificación no lineal del transistor puede ser útil, pero en general para obtener una onda sinusoidal sin distorsión de un solo transistor, es necesario realizar pruebas con señales muy pequeñas agregadas a un nivel de polarización de CC, y conformarse con una salida pequeña.

Para obtener una salida de señal grande, uno usa un par simétrico (para ganancia de entrada) y un par de empujar / tirar (para unidad de salida), con algún tipo de conversión de nivel entre ellos. Que utiliza 5 o más transistores.

    
respondido por el Whit3rd

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