Acoplamiento de entrada al amplificador Clase AB con polarización de diodo ¿Un condensador o dos?

Cuando AC acopla la señal de entrada a una clase AB (par push-pull / complementario) que está polarizada por diodos, veo dos enfoques diferentes:

1. Señal conectada entre diodos de polarización con condensador de desacoplamiento único:

2. Señal conectada directamente a cada base de transistores con condensadores separados:

¿Cuál es la diferencia práctica entre estos dos enfoques? ¿Es uno mejor que el otro?

Aquí hay un circuito editable que muestra la idea básica del segundo enfoque (Nota: los valores no son tan realistas):

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Aquí hay otra simulación del primer circuito (cortesía de Tony Stewart).

El propósito de los diodos es establecer un voltaje de polarización entre las bases de los transistores, lo que establece una pequeña corriente inactiva a través del push-pull. Esto hace que funcione en clase AB y reduce la distorsión cruzada. Sin embargo, los diodos deben estar acoplados térmicamente a los transistores, para evitar fugas térmicas. Además, las resistencias de emisor deben usarse por este motivo.

De todas formas.

Mientras ambos diodos conduzcan, digamos unos pocos mA de corriente a través de los diodos, su impedancia dinámica será bastante pequeña, como 10-20 ohmios, por lo que los transistores serán impulsados ​​desde una baja impedancia. Lo que importa aquí es que esta corriente de polarización es generada por las resistencias R1 y R2.

Entonces, cuando queremos un voltaje de salida positivo alto (y presumiblemente una corriente de salida alta), el voltaje en R1 será bajo, ya que TR1 se conduce a un voltaje cercano al riel de potencia positivo. Dado que la corriente base de TR1 proviene solo de R1, este es un problema: para una corriente de salida lo suficientemente alta, la corriente base de TR1 absorberá todo lo que R1 puede proporcionar, por lo que D1 se apagará y ya no funcionará.

La segunda configuración funcionará mejor si las dos tapas de entrada son lo suficientemente grandes como para tener una baja impedancia a la frecuencia de interés: en este caso, la corriente base de CA se proporciona desde la fuente de señal a través de las tapas, y R1 / R2 solo establece el funcionamiento de CC punto.

Por lo tanto, la segunda configuración es una mejor opción, si se requiere un rendimiento adicional. También permitiría valores más altos para R1 / R2 ya que resuelve el problema de que las resistencias tengan que ser lo suficientemente pequeñas como para dejar pasar suficiente corriente para la corriente base requerida para la corriente de salida máxima.

Es un poco más complicado cuando maneja altas corrientes debido a que la elección de cada componente afecta los resultados de la impedancia de salida, la corriente de reposo de los controladores, la distorsión armónica, la relación de amortiguación que afecta el voltaje del EMF posterior en bajas frecuencias y, por lo tanto, el "bajo fangoso".

Naturalmente, debido a los efectos de Shockley en Vbe vs Tjcn y lo mismo para el diodo, incluso si se combinan térmicamente puede causar problemas si los diodos tienen una potencia nominal demasiado pequeña o demasiado grande y, por lo tanto, ESR con cambios en Vbe debido a la polarización de la corriente inactiva de salida que afecta en gran medida la salida.

Para determinar la configuración óptima de Cap, debe comprender que este amplificador es menor que la ganancia unitaria . Entonces, ¿por qué hay pérdida y dónde está? y por qué es tan importante minimizar la atenuación de voltaje para una buena respuesta de baja frecuencia, pero en este caso tendrá un costo en la disipación de energía inactiva y mayores valores de salida C clasificados para corriente de ondulación o corriente de carga.

La pregunta es simplemente comparar la impedancia del condensador en alguna f con la impedancia de la fuente y la entrada para ver si la tapa es impedancia significativa. Las diferencias en estas dos opciones son menores en comparación con los otros factores en el diseño de la relación R y la selección de la relación Pd para el transistor y el diodo, de modo que sesgan la etapa de salida en la corriente deseada para lograr una baja impedancia de salida, que es esencialmente la impedancia de la fuente conduciendo la base / hFE.

¿Desea saber más?

Entonces necesitas definir más especificaciones.

Incluyendo: Pmax, Vmax, Load min, f min, THD max, factor de amortiguación min (generalmente 10 son diseños baratos, 100 es mejor) Impedancia de fuente.

Cuanto más baja sea la impedancia de su altavoz, como 4 ohmios, más crítica es la configuración de fuga térmica y la coincidencia de hFE entre PNP y NPN, pero con + / 5V puede generar fácilmente 5W. Un mejor diseño capaz de 0.3W en auriculares de 60 Ohm o unos pocos altavoces de 8 Ohm. El uso de diodos 1N400x en lugar de una pequeña señal 1N4148 debe usar un potenciómetro entre la cadena de diodos que proporciona cambios de Vf más bajos, pero la adición de un potenciómetro de 50 o 100 Ohm entre ellos debe ajustarse para la carga del altavoz y la potencia de salida deseada y la falta de coincidencia de hFe. (los quiero dentro del 20%)

tinyurl.com/y9pdw3uv es un ejemplo de esto en mi última simulación. Tenga en cuenta que la potencia RMS en el altavoz, puede cambiar el valor R y la potencia RMS de cada fuente (-ve) debe ser 30% eficiente en el mejor de los casos o 60% de ambas fuentes. Observe cómo la olla afecta cada señal y la corriente mínima de CC. Esto proporciona muy buenos factores de amortiguación y respuesta de CC en la salida. Puede acoplar la entrada de CC si la fuente es 0 V CC.

• los transistores de potencia hFE desconocidos pueden crear problemas si no coinciden.
  • estos S8050 / S8550 están clasificados para hFE, tome nota por sufijo.