Algunos problemas en un circuito amplificador de potencia con THS3091

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Recientemente, diseñé un circuito amplificador de potencia con THS3091. El diagrama esquemático y la PCB del circuito son exactamente iguales al ejemplo de diseño de la hoja de datos de THS3091 en la página 39. Pero algunos valores de la resistencia no están disponibles en mi laboratorio. Así que el circuito modificado es este: Diagrama esquemático de THS3091

Cuando probé el circuito, hay algunos problemas:

  1. La frecuencia de la señal de entrada es de 100 kHz. Probé la señal de salida con el analizador de espectro. Pero hay algunas frecuencias extrañas, como 0 y -100 kHz. Y el valor de potencia a -100 kHz es el mismo que el valor a 100 kHz. ¿Qué significan las frecuencias extrañas?
  2. El circuito está diseñado con una fuente de alimentación dual. Y el valor actual de la fuente es 14 mA, 17 mA sin señal de entrada. Si la señal de entrada está conectada al circuito, cuando aumente lentamente la tensión de pico de la señal, el valor actual de la fuente aumentará dentro de un cierto rango y luego disminuirá gradualmente. Sin embargo, por fin, el valor actual es más pequeño que 14 mA, 17 mA, lo cual es extraño. Me pregunto por qué el valor actual cambia así.
  3. THS3091 es un amplificador de realimentación de corriente. ¿Cómo calcular la ganancia de este tipo de circuito?
  4. Cuando aumente lentamente la tensión de pico de la señal, la señal de salida se distorsionará. Y el armónico también cambiará, por ejemplo, el segundo armónico es más grande que el tercer armónico en primer lugar, luego el tercer armónico es más grande que el segundo armónico. ¿Hay alguna regla?
pregunta Jane

3 respuestas

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1) Entonces, obviamente no estás acostumbrado a usar un analizador de espectro. En un SA, 0 Hz es CC, lo que significa que tiene un voltaje de desviación o polarización de CC en la salida.

Puede ignorar el pico a -100 kHz, es el resultado de que la SA no puede distinguir entre las frecuencias positivas y negativas con su señal. Lo que es de esperar. Lea este artículo para obtener una explicación sobre las frecuencias negativas.

2) Es muy probable que esté relacionado con el funcionamiento de la etapa de salida del opamp. Una etapa de clase AB puede mostrar este comportamiento.

3) Igual que con el amplificador de realimentación de voltaje normal. Las entradas son de baja impedancia y el opamp intentará hacer que actual fluya a través de las entradas cero . Entonces, en tu esquema, la ganancia está determinada por R3 y R4.

4) Le aconsejo que también mire la señal usando un osciloscopio, cuando la señal distorsiona los picos de la onda sinusoidal se "cortan" (clipping). También puede ocurrir algún otro comportamiento no lineal. Tales ondas sinusoidales distorsionadas contienen armónicos de orden superior. Depende de la forma de la onda, la potencia relativa de los armónicos será relativa a la fundamental (los 100 kHz en este caso). La transformación de Fourier describe y explica esto.

    
respondido por el Bimpelrekkie
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Las modificaciones de circuito que ha realizado son triviales y no deberían dar como resultado ningún comportamiento radicalmente diferente. Sin embargo, la proporción de resistencias de configuración de ganancia es diferente, por lo que debe esperar una ganancia ligeramente diferente.

1) Eso es un artefacto de la forma en que funciona el analizador de espectro. Para asegurarse de que vaya al menos a DC, está programado para ir de alguna manera 'abajo'. -100k es lo mismo que 100k para señales "reales".

2) Las corrientes de suministro, especialmente en condiciones de señal, son solo nominales.

3) Igual que para un amplificador de realimentación de voltaje, R4 / R3

4) Los armónicos impares e incluso tienden a comportarse de manera diferente, ya que son generados por mecanismos diferentes. Es habitual observar este tipo de comportamiento.

    
respondido por el Neil_UK
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Solo para responder el punto (4), los otros se han cubierto adecuadamente ...

Observe la forma de onda de recorte en un visor. Verá que un pico comienza a recortarse antes que el otro, que es cuando aumenta el segundo armónico (2HD).

Más tarde, cuando los dos picos de clip, 3HD predomina.

Si ajusta la polarización de CC hasta que ambos picos se recorten al mismo nivel, eliminará el 2HD. No hay nada que puedas hacer con el 3HD, excepto usar un voltaje de suministro más alto, lo que probablemente signifique un amplificador diferente.

    
respondido por el Brian Drummond

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