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低功率推挽放大器中的未知失真
我试图制造一个小型耳机放大器,但开始时很简单:我使用LM358运算放大器通过一对BD晶体管驱动推挽级。 我首先尝试一个通道(仅在耳机的一侧),以便检查它,然后将其加倍到另一个通道。 这是我构建的电路图: 负载阻抗(我的耳机扬声器)为32欧姆。 在输入中,我增加了一个1K电阻到地(在电容器之前),以提供一些相关的输入阻抗,因为耳机输出需要一些阻抗。 该电路将每个直流点保持在应有的位置:运算放大器输出中的电压为VCC / 2,推挽输出中的电压(在电容器之前)也是VCC / 2,并且在输出两端有一个恒定的0.2V电压。发射极电阻(静态电流为10mA)。 但是,有一个奇怪的失真。当我以很小的音量播放任何声音时,声音都是完美的。如果我调高音量,突然会突然开始严重失真,特别是在低频到中频时;如果我继续调高音量,失真会变弱,声音似乎会再次变好(但仍会失真)。 当然,如果我把它调大一点,它将再次失真,因为输出电压摆幅将达到最大峰值并开始削波,这只是经典的过驱动。 如果我在其上播放(安静的)正弦波,然后开始调高音量,那么我得到的印象是,在某个点上,相同频率的方波突然“混入”了声音,但是随着继续调高音量,方波不会以与正弦波相同的速度变大,因此,相比之下,失真的感知性降低。 这听起来不像是交叉失真(我的意思是,它在实际声音中与之相似,但场景并未指出这一点),晶体管偏置良好,即使太大,0.2V对于输出电阻两端的电压。如果是这样,则在较小的音量下也会遇到麻烦,但是声音是完美的。 也许输出级从lm358输出需要太多电流? 但是如果是这样,为什么这种失真不会越来越严重? 我无法弄清楚这一点,并且模拟也无济于事,它们只是在输出幅度达到+ -2.4V之后显示削波,但是在这个幅度下,我应该在耳机扬声器中得到接近80mW RMS的信号,这应该相当响亮。 这听起来像是我在超速驱动之前进入高音量的幅度,所以我猜想我得到的这种失真根本不会出现在仿真中。 有任何想法吗? 谢谢! 附注:如果有人在上一篇文章中看到lm358遇到了我的麻烦,请忽略它,这是一个模拟器缺陷,在现实中效果很好。当我说模拟中起作用时,是因为我同时使用741运算放大器和理想运算放大器对其进行了模拟,并且结果是相同的,所以不会出现失真。 在仿真中使用741代替此LM358,并使用具有100Hz载波和1Hz调制的AM电压源(只是在输入中具有增加的正弦电压),我绘制了输出电压,您可以看到剪辑时,除了过载之外,没有失真: 在低音量范围内绘制,水平标度为20ms / Div,垂直标度为100mV / Div: 在同一时间窗口中绘制,但现在使用1V / Div垂直刻度: 使用与以前相同的垂直比例尺,但时间更远的图(当交流电源的电压增加并达到超速时) 如您所见,在过载模式下不会出现失真 这是在第一张图的相同时间窗口内,垂直刻度为200mV / Div的R5上的图差分电压: 如在此可见,在该时间窗口中,PNP晶体管达到完全截止,但这不会对实际推挽输出造成失真,如第一幅图所示。
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