另一个失败的差分放大器


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这是我制作的电路-设计,计算,构建:

原理图

模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图

Q1和Q2的集电极电流为5mA,而Q3的集电极电流为1mA。输入端的正弦波在1kHz时具有1Vpp。负反馈应该起作用,因为在Q1的底端和Q2的​​底端之间有360度的偏移。首先确定Rf2为10k,然后用电位计代替。

该电路没有按我预期的那样工作。我希望,如果在正弦波内会发生一些失真,那么可以通过负反馈或/和差分晶体管对对其进行校正,并且要校正的失真量将由Rf2控制(增益较小-失真较小)。

我通过在Q3的基极上添加另一个正弦波(1Vpp,3kHz)来使失真。实际结果无法与所需结果进行比较,因为它们甚至与所需结果还差得很远。

结果,Q3的集电极的输出失真的方式与Q3的基极处的信号相同-Q3的集电极上是否应存在纯正弦?但是随后我将信号的范围定为Q2的集电极,并且只有预期在放大器的输出端出现的正弦波(在这种情况下,Q2的基极短路到C1,否则旋转电位器Rf2则信号会迅速接近失真的对象)。

Q2的集电极上的正弦波与Q3的基极处的失真信号相对(不在同一电压范围内)。

在此处输入图片说明

我认为我对差分放大器的理解还存在一些差距,因为我为此苦苦挣扎了一段时间,而且还没有制造出包括差分在内的有用电路。放大器


您如何将“正弦波”添加到Q3的底端?
τεκ

@τεκ通过电容生成函数发生器的另一个通道
Keno

4
@Keno,你真的很近。您只是没有考虑给它提供“房间”,以使NFB在DC上正常工作。因此,添加的AC也不起作用。我很认真很高兴地看到,你是把东西放在一起,并测试你的思维!
jonk

4
为了减少谐波失真,开环增益必须比闭环增益大得多。这里的Rc / Re开环增益太低,因此Rf2 / Rf1的负反馈比也很低。
托尼·斯图尔特Sunnyskyguy EE75

1
@Keno我很高兴看到最近的两篇文章。每个人都将未来的工作分解成逻辑部分!真好 (这是我在您身上看到的进步。)不,要正确地获取所有细节并不容易。有很多细节。但是您将从该过程中学到很多东西。我敢打赌,您很快就会教我一些事情!继续吧
jonk

Answers:


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很抱歉对电路进行错误分析-您实际上有很多开环增益-约为100。

原理图

模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图

(请参见下面的讨论)

从Q1 Q2的基极看,小信号电阻是非常不同的。我通过在输出到Vn之间增加一个电容器来减小Q2。我使用10kHz作为“失真”源,因为更容易看到摆动。

在此处输入图片说明在此处输入图片说明

这里没有电容器 在此处输入图片说明


我将检查您的校正是否有任何区别,但这不是问题,因为我设计了电路,因此通过Rb和Rf1的基极电流应约为16 uA,并且两端的压降为2V。Q1和Q2的beta均约为。300,所以两个基极的120k电阻都正确,您不觉得吗?
基诺

不,添加基极电阻会使情况更糟
。– Keno

尽管这些120k电阻器处于不同位置-Rf1与基极串联,而Rb并联。作为实验,尝试使Rf1为零。
τεκ

或者把两端1uF的电容
τεκ

不,那没有任何改善。问题不在于基本电流,因为两个Rc上的电压降仅在0.5 V时才不同。–
Keno

2

您的差分对增益将为Rcollector /(2 * reac)= Rcollector * gm / 2

因此,差分对增益为1,500欧姆/(2 * 5欧姆)= 1,500 / 10 = 150x。

输出级Q3的增益约为3dB,即1.4。

总前向增益接近200。

要查看变形,请将C1附加到Q2的底部,然后使其刚好浮动。或断开Rf2的电源,以免因电容耦合到实验室的电源线或荧光灯而吸收任何电源线垃圾。

如果输入信号大于100毫伏左右,并且频率比1uF和120Kohms(约1Hz)的F3dB快,您将看到大量失真,因为差分对已完全切换。

实际上,考虑到这一个反馈回路,C1 + Rf1是否精确定义了电路的高通拐角?

您将获得实质性的米勒效应;每个差分对晶体管的输入电容为(1 + 150x)* Cob或大约。1,500picoFarad。


米勒效应稍后出现-在我完全理解如何将电路设计为尽可能接近我在问题中先前描述的预期行为之后。
基诺

在HPF中,在Miller Effect设置较高的通带拐角(与LPF中的Rsource配合使用)和反馈电容器C1设置较低的通带拐角之间,在HPF中,增益似乎平坦的“通带”可能很少或没有。
Analogsystemsrf
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