¿Cómo resolver el amplificador BJT recortando una señal?

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Estoy tratando de hacer un amplificador de audio para un altavoz de 8 ohmios. Soy nuevo en el área de electrónica y tengo un problema con eso. Ya tuve otros problemas antes de llegar a donde estoy, como la necesidad de una etapa de alta potencia debido a la baja impedancia de la carga.

Para la etapa de alta potencia mi tentativa después de algunas lecturas fue utilizar un transformador en el colector de transistores para hacer coincidir la baja impedancia del altavoz con la alta impedancia de la salida del amplificador.

El primer problema fue que, si uso una fuente de 9V CC para polarizar el transistor, la tensión en el primario del transformador flotará a un máximo de 0 a 9V (en un caso extremo). Por lo tanto, si el altavoz puede trabajar a una tensión máxima de pico a pico de, por ejemplo, 6V, la relación n1 / n2 debería estar en el máximo 1.5, porque la tensión pico en el secundario será 9 / 1.5 = 6V. ¿Es ese un razonamiento correcto?

Adelante, si uso un transformador con 1.5: 1, la impedancia que se ve en el primario será 8 * (1.5 ^ 2) = 18 ohm. Así que la configuración de esta etapa del amplificador sería así:

Eltransistorestápolarizadocon4.5Venlaresistenciadelemisor,4.5Venelcolector-emisor(Vce),yelvoltajeenelprimarioescasi0VparaDC.ElcondensadorenelemisortieneunabajaimpedanciayescasiuncortocircuitoparaCA.Porlotanto,enmiopinión,losvoltajesvariarándesde0Venelprimarioy9VenVce,hasta9Venprimarioy0VenVce(enuncasoextremo).

Perocuandoloejecuto,aparecenestasformasdeonda.Lacurvaamarillarepresentaelvoltajedeentrada(picode250mV)yelcolorpúrpuraeselvoltajeenelprimariodeltransformador(nolasalida).Tieneunpicopositivode130mV,peroenelfondonopareceserloqueesperaba.Lacurvaseestácortandoa-20mV.¿Nodeberíasaturarsesoloenunvoltajerelativamentealto,juntoalafuentede9VdeCC?

¿Quéesincorrectoycómopuedoresolverlo?

EDITAR:

Hecambiadolapolarizacióndeltransistorparaunacorrientedecolectorde50mA,conunaresistenciadebasede27kenlugarde1.35M.Tambiénseeliminóelcondensadordelemisor(querealmenteredujoladistorsión)ysecambiólaresistenciadelemisora10ohmios.Elrecortehadesaparecidodebidoaestebajovoltajedeentrada(250Vpk),yelvoltajeenelprimarioesaparentementeunsenoideperfecto,conunaamplitudunpocomásaltaqueelvoltajedeentrada.Perosiaumentolatensióndeentradaaunpicode3V,elrecortereapareceenlaparteinferior.Todavíanopuedoentenderporquésucedeesto.

EDIT2:

Estoyagregandolaimagendelasolasparalaúltimaactualización:

el voltaje de recorte ha aumentado, pero todavía está sucediendo. Comienza a aparecer a aproximadamente 1 V pico en la entrada.

Y no sé si lo he dejado claro, pero esta es la etapa final de mi amplificador, con una ganancia baja, solo para el altavoz. Estoy haciendo las etapas por separado para facilitar la comprensión de cada parte. Como esta etapa tiene una alta impedancia de entrada, usaré un emisor común antes para una alta ganancia de voltaje.

Y lo siento por mi mal inglés :(

EDIT 3 (resuelto):

El problema fue que el transistor debe estar polarizado con una corriente continua de colector de al menos el mismo valor que la corriente de pico a pico que requiere la carga. Otra cosa que noté es que el BC548 que estaba usando falla con una corriente relativamente grande (> 200mA), incluso en la simulación, el voltaje del emisor de base aumenta significativamente, lo que también hace que la onda se recorte.

    
pregunta glz

3 respuestas

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Segunda respuesta: volver a lo básico

  1. No puedes analizar nada por completo, a menos que se conozcan todas las impedancias.
    • Aprenda qué impedancia es Z (f, dc), cómo medirla y calcularla para cada componente y buscar en & fuera de cualquier rama
  2. Esto es solo una simulación, PERO lo que es real y lo que es ideal y lo que es una escala de tiempo en estado estable o? p.ej. es LdI / dt estado estable?
    • por ejemplo, ¿qué es la inductancia del transformador, hFE de Q1, ¿Qué es Z (f)?
  3. ¿Cuál es la configuración básica "emisor común" ¿Qué hace el emisor común ideal?

    • amplifique la corriente base con una impedancia de colector infinita en la fuente
    • la ganancia de voltaje es Relación de impedancia * I = Recopilador / Emisor * Corriente.
    • ¿Qué es la carga Z (f) en el colector?
      • Np / Ns = n, relación de giros, n² * R_Load o Ic = Iout / n
  4. ¿Qué es la ganancia de la base a la corriente del emisor?

    • ¿La corriente de CA es menor que la corriente de CC, por lo que no se reduce a cero?

      1. ¿Vce cae a cero?
    • entonces la corriente alterna excede el sesgo de corriente DC.

    • entonces la salida aparece como "clip". (tu problema)
    • excepto el nombre incorrecto. El recorte es cuando Ic va a 0 con Vce máx.
    • Aquí Vce va a 0, por eso lo llamamos "saturado"
  5. ¿Por qué saturado?

    • porque la carga de CA de 8 ohmios consume más corriente que la corriente DC del colector
    • Ip = Vp / Rload Idc > Ip es obligatorio para mantener Ic > 0.
    • por lo tanto, para 8Vp fuera Idc = 8V / 8Ω = 1A, entonces Ic debe ser > 2Adc para suministrar CA 2App Esto es crucial para entender para la Clase A
    • Recuerda que esto es un amplificador de Clase A
    • ¿Qué es la ganancia general de la Clase A?
    • Vin a Ie ganancia de CA Ie = Ve / Re, para AC Vb = Ve (si Vbe > 0.6)
    • Vc = Ic * Rc para alta hFE Ic = Ie por lo tanto
    • Av = (Rc / Re)
    • carga del colector = Rc = ωL // 8Ω, si ωL > > 8Ω Rc = 8Ω
    • Por lo tanto, la ganancia general = Rc / Re = 8/10 suponiendo que el XFMR 1: 1
  6. ¿Por qué un solo Rb a V + es pobre?

    • La corriente del colector de CC depende de hFE, que puede ser > +/- 50%
  7. ¿Cómo se mejoraría Rbase si se conecta al recopilador para una retroalimentación negativa?

    • reduce la impedancia de salida y la impedancia de entrada
    • regula la ganancia mejor en lugar de ser una fuente actual
    • ahora se convierte en un dispositivo de ganancia de voltaje con una relación R Av = Rf / Rin
      • donde Rf es el colector para basar la retroalimentación
      • y Rin es la impedancia de la serie fuente.
  

Esto es lo que se necesita para manejar 8 Ω con 8Vp o 16Vpp en la Clase A, con comentarios negativos con Av. < 10. Tenga en cuenta la diferencia con respecto a sus valores, ya que la relación de impedancia es esencial para la polarización, la ganancia y la evitación correctas de Dc, la saturación, el recorte y la distorsión significativa. Debido a la eficiencia, la Clase AB es mucho mejor y la Clase E aún mejor.

Tenga en cuenta que el enlace de Java Sim anterior muestra el alcance +/- lecturas pico (ajuste a continuación)

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
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Dos cosas principales mal. Primero, los valores de resistencia en su circuito son demasiado altos para tener correctamente una corriente continua permanente decente desde el colector hasta el emisor. Sí, necesita una corriente continua para desviar permanentemente el transistor hacia la parte correcta en la línea de carga y esto necesitará decenas, si no cientos de mA.

El segundo problema es de comprensión: cualquier inductor, ya sea un inductor normal o el primario de un transformador no puede tener un voltaje de CC sostenido a través de él y, como tal, causará el voltaje de la señal del colector (cuando se obtiene la polarización derecho según el punto 1) para subir y bajar igualmente por encima y por debajo de 9 voltios. Potencialmente, con un transistor perfecto (más raro que un poco costoso y más costoso que unobtainium) puede obtener 18 voltios p-p de una fuente de alimentación de 9 voltios CC.

En tercer lugar, como sugerencia, deshágase del condensador del emisor: nunca estará satisfecho con las cifras de distorsión para este tipo de amplificador de clase A con demasiada capacidad allí, incluso cuando obtenga la desviación correcta (consulte la la resistencia del emisor es más como diez ohmios).

    
respondido por el Andy aka
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@glz simple Los emisores comunes Los circuitos de Clase A no funcionan bien al conducir un transformador a un altavoz de 8 ohmios debido a la saturación del núcleo de la corriente primaria de CC. Además, los amplificadores de transistor de una etapa son buenos para la ganancia de voltaje o , pero no para ambos con alta ganancia de potencia. que estas tratando de hacer

Así que esto nunca funcionará extremadamente bien. Algo siempre estará comprometido. THD, eficiencia, impedancia de entrada, etc., saturación del núcleo, saturación de Vce. Carga excesiva en la batería de 9V, poca eficiencia

Use una etapa complementaria de salida de seguidor de emisor con etapas de preamplificador para una ganancia de voltaje de 20 ~ 50.

DEBE utilizar un transformador de audio de toma central para invertir el flujo en el núcleo y no saturarlo con CC aunque esté sesgado con CC. La corriente de CC debe ser suficiente para superar la corriente de CA de carga para evitar que se pierda de vista el controlador complementario.

Esto se toma de una radio AM vintage de bolsillo de los años 60

La relación de giros puede ser algo así como 10: 1 no 1.5: 1

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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