Wzmacniacz ze sprzężeniem prądowym.

[malyelektronik]

Cześć. Moglibyście mi pomóc w rozumieniu jak działa np taki wzmacniacz ze sprzężeniem prądowym? Dlaczego nie używa się kondensatora w sprzężeniu tak jak jest to we wzmacniaczu ze sprzężeniem napięciowym ? A może się używa jednak ? I jak zrobić żeby nie było napięcia stałego na wyjściu? Czy na wejściu powinien być kondensator i jak spolaryzować bazy pierwszego stopnia może jakimś rezystorem do masy? Jestem początkujący proszę o wyrozumiałość 🙂

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Grzegorz7]

T1 i T2 to wtórniki emiterowe. Zapewniają zwiększona impedancję wejściową i małą do sterowania następnego stopnia (T3, T4). T3 i T4 pracują w klasycznym układzie wspólnego emitera ze sprzężeniem zwrotnym części sygnału do emitera (o tym za chwilę). 

Z kolektorów tych tranzystorów sygnał steruje bazy T5, T6. Te również pracują w układzie wspólnego emitera z niewielkim lokalnym sprzężeniem w emiterach (R10, R11). Z kolektorów sygnał steruje wtórnikami emiterowymi pracującymi jako stopień mocy. Sterują one głośnik.

Z wyjścia głośnikowego sygnał jest pobierany zwrotnie poprzez R9 w emitery tranzystorów wejściowych. Celowo nie nazwałem T1 i T2 wejściowymi bo dla koncepcji USZ (Ujemnego Sprzężenia Zwrotnego) nie ma to teraz znaczenia.

Przeanalizuj teraz układ zmiennymi stanu:

Potencjał na IN wzrasta. Potencjał na bazie T3 wzrasta, na T4 wzrasta. Bardziej otwiera się T3 i w ślad za nim T5. Na "dole" T4 się przytyka i w ślad za nim również T7.

_{Dzieje się tak albowiem nic o wzroście sygnału na wejściu nie wie wyjście układu a nawet punkt wspólny USZ czyli połączenie R5z R6 oraz R9 z R8. Na wejściu wzrasta potencjał a tu jeszcze jest ustalony przeszłością ;-). To powoduje takie działanie jak opisałem.}

Skoro T5 bardziej się otwiera to poprzez wtórnik T8 na OUT podawany jest zwiększający się potencjał dodatni. Na dole działa to w drugą stronę a więc "góra" z "dołem" współpracują.

Zwiększający się potencjał na OUT poprzez rezystor USZ (R9) podnosi potencjał w pkt wspólnym USZ czyli na emiterach T3, T4.

Podnoszący się potencjał na emiterze T3 przeciwdziała wzrastającemu potencjałowi na bazie tegoż tranzystora. Niweluje to niekontrolowane otwieranie się tranzystorów u "góry" i wchodzenie ich w nasycenie. I taka jest rola USZ. Przy okazji poprawia ono wiele innych parametrów wzmacniacza.

Wartość wzmocnienia całego wzmacniacza określa stosunek R9 do R8 oraz wartość R5, R6.

To tak najprościej aby zrozumieć układ.

 

6 godzin temu, malyelektronik napisał:

Dlaczego nie używa się kondensatora w sprzężeniu tak jak jest to we wzmacniaczu ze sprzężeniem napięciowym ?

Bo co do zasady rezystory w USZ mająprzenosić prąd; sygnał prądowy i staloprądowy (USZ tu stabilizuje również pkt pracy wejścia). Kondensator odciąłby regulacyjne właściwości dla DC.

6 godzin temu, malyelektronik napisał:

Czy na wejściu powinien być kondensator i jak spolaryzować bazy pierwszego stopnia może jakimś rezystorem do masy?

Może być. A bazy łączymy do masy przez jakiś rezystor. 

Wzmacniacz nie jest wzmacniaczem prądu tylko ma USZ prądowe. Od wejścia jest to normalny wzmacniacz. 

Tak jeszcze celem uzupełnienia.

Prądowe sprzężenie bo do emiterow. A te co do zasady są sterowane "prądowo" gdzyż są to wejścia tranzystora niskorezystancyjne. 

natomiast mimo spektakularnej nazwy niczym się to nie różni od klasycznego sprzeżenia napięciowego oprócz tych szczegołów o których wspomniałem. 

Z powyższego wynika również, że rezystory w USZ prądowym mają bo muszą mieć mniejsze wartości niż w sprzężeniach napięciowych do bazy czy bramki...

[malyelektronik]

A 0 dc na wyjściu w jaki sposób się pojawi ? Na opornikach w sprzężeniu zwrotnym będzie jakiś spadek napięcia przecież to nie będzie skutkowało dc na wyjściu ?

I bardzo ci dziękuję Grzegorz za ten opis to mi wiele wyjaśniło 🙂 

[Grzegorz7]

Ale prąd miedzy węzłem USZ a wyjściem płynie tylko w stanach dynamicznych. Jeśli nie ma sygnału, w stanie spoczynku możliwy jest stan równowagi. Napięcie na wejściu równe "zero" (rezystor do masy z baz T1,2) a jednocześnie napięcie na głośnikach równe "zero".

Oczywiście realne elementy nie są symetryczne i jakaś nierównowaga będzie.

W stanie równowagi również przez wszystkie elementy płyną prądy. 

[malyelektronik]

Warto dodać regulację niewielkim rezystorem regulowanym w emiterach tam gdzie r5 i r6 ?

[Grzegorz7]

Pewnie niepokoi Ciebie skąd płynie prąd w T3,4. Płynie on przez obydwa tranzystory. Do przewodzenia zmusza je potencjał na bazach. Ube T1,2 musi być wyższe od Ube T3,4 aby przewodziły. Jeśli jest problem to dokłada się diody w emitery T1,2...

[malyelektronik]

I czy jest w ogóle sens budować wzmacniacz w ten sposób czy ma to jakąkolwiek różnice w porównaniu z wzmacniaczem różnicowym ? 

Tak ale o ten potencjometr to pytałem bo dzięki niemu mógłbym zniwelować stałe napięcie na wyjściu tak mi się wydaje 

[Grzegorz7]

2 minuty temu, malyelektronik napisał:

Warto dodać regulację niewielkim rezystorem regulowanym w emiterach tam gdzie r5 i r6 ?

Tak się robi ale potencjometr w tym miejscu to problem. Musi być mały , dobry i nie "przerywać". Małe przerwanie obwodu może powodować znaczne zmiany na wyjściu...

[malyelektronik]

Myślałem o tego typu potencjometrze oczywiście o małym oporze 

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Skoro przerwanie może skutkować znacznymi zmianami to może równolegle do jednego z oporników emiterowych ? Tam by były małe rezystancje to może nie było by problemu z ewentualnym przerwaniem 

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Grzegorz7]

4 minuty temu, malyelektronik napisał:

czy jest w ogóle sens budować wzmacniacz w ten sposób czy ma to jakąkolwiek różnice w porównaniu z wzmacniaczem różnicowym ? 

Poszukaj w sieci i tu na Forum rozmaitych układów.

Ten z rysunku niczym lepszym nie będzie.

 

2 minuty temu, malyelektronik napisał:

Myślałem o tego typu potencjometrze oczywiście o małym oporze 

Jak najbardziej spróbuj. Ja z doświadczenia boję się zachowania potencjometrów w dluższej perspektywie. Ale zawsze można zbocznikować potencjometr rezystorami aby ograniczyć jego zakres regulacji (wpływu).

[malyelektronik]

Masz rację na pewno ale moje podejście do nauki jest takie że wolę popsuć 100razy i raz zrobić coś dobrze ale po swojemu dlatego też nigdy nie robię klonów, kopi ani czyiś projektów. Oczywiście zdaję sobie sprawę że niczego nie wymyślam bo to już dawno zostało wymyślone. Lubię to mam jeszcze małą wiedzę dlatego pytam bo chce się nauczyć 🙂 i wiem też że tego nie spieniężę to tylko dla własnej satysfakcji:) 

[malyelektronik]

Dzięki Grzegorz jeszcze raz będę próbował 🙂 

[przemak]

Wzmacniacze ze sprzężeniem tego typu to w sumie początki, para różnicowa pojawiła się później. Poniżej końcówka "mocy" radiomagnetofonu MK2500 jako jeden z wielu przykładów.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[malyelektronik]

Albo jeszcze jedno pytanie da rady w takiej albo mniej więcej takiej topologii zjechać do klasy A czy pojawia się jakieś problemy ze stabilnością (temperaturową np)?

Przemek jak myślisz czemu accuphase używał takiego stopnia wejściowego w swoich topowych konstrukcjach ? Jaka jest różnica  między stopniem napięciowym ? 

[przemak]

1 minutę temu, malyelektronik napisał:

Albo jeszcze jedno pytanie da rady w takiej albo mniej więcej takiej topologii zjechać do klasy A czy pojawia się jakieś problemy ze stabilnością (temperaturową np)?

W klasie A pracuje cały wzmacniacz oprócz stopnia mocy, którego prąd spoczynkowy można sobie zwykle dowolnie ustawiać od B do pełnego A (w sumie to prawie od C). Z rodzajem sprzężenia nie ma to większego związku, chociaż może, nie wnikałem głębiej.

[Grzegorz7]

7 minut temu, malyelektronik napisał:

da rady w takiej albo mniej więcej takiej topologii zjechać do klasy A czy pojawia się jakieś problemy ze stabilnością (temperaturową np)?

Da radę.

Stabilność temperaturowa tranzystorów wyjściowych to zjawisko w całym zakresie temperatur. 

Praktycznie wiele wzmacniaczy gra w klasie A i właściciele nawet o tym nie wiedzą 🙂

Jak wzmacniacz ma 200W na kanał to zbrodnią jest (albo poprawością ekoterrorystyczną) nie ustawić BIAS`u tak aby do 20W grał w klasie A. Jeden z moich do 40W to klasa A. Głośniej praktycznie nigdy nie gram bo sąsiedzi dzwonią po policję 😉

A tego typu konstrukcje małosygnałowe zawsze pracują w klasie A.

Stabilizacja pkt pracy to zawsze wyzwanie. Gra tu rolę nawet umieszczenie czujników na radiatorze. Każdy musi przez to przejść, szczególnie jak konstrukcja jest wyżyłowana.

[Grzegorz7]

 To dobry moment aby wspomnieć jeszcze o jednej ważnej kwestii. 

Użyłem nazewnictwa teorii sterowania "stan z przeszłości".

3 godziny temu, Grzegorz7 napisał:

albowiem nic o wzroście sygnału na wejściu nie wie wyjście układu a nawet punkt wspólny USZ czyli połączenie R5z R6 oraz R9 z R8. Na wejściu wzrasta potencjał a tu jeszcze jest ustalony przeszłością

Padło (PW) pytanie po co kondensator na wejściu wzmacniacza, ten do masy, którego Autor nie umieścił a ma go praktycznie każdy wzmacniacz.

Ograniczenie zakłóceń w.cz. (EMI...) to tylko pół prawdy.

Główna rolą jest spowolnienie sygnału.

Zauważmy, że skoro gdzieś od wejścia szybki (stromo rosnący) sygnał mógłby osiągnąć wartości mogące doprowadzić do przesterowania a z wyjścia jeszcze nie byłoby sygnału ujemnego sprzężenia zwrotnego to byłoby źle.

Stosuje się różne chwyty układowe (np. diody uniemożliwiające wejście stopnia w nasycenie,...) ale przede wszystkim trzeba spowolnić sygnał (stromość narastania) tak aby sygnał z wyjścia zdążył do węzła korygującego a w tym pomoże zasada aby każdy następny stopień był szybszy. Oprócz szybszych tranzystorów stosuje się lokalne sprzężenia pojemnościowe (efekt Millera)... Pamiętajmy, że stopnie za stopniem wejściowym mają wzmocnienia nierzadko kilku tysięcy a to wprost przekłada się na stromości narastania sygnału...

To ważna zasada; szybkość stopni rośnie w kierunku wyjścia. Dlatego na wyjściu stosuje się powszechnie wtórniki (szybsza konfiguracja) niźli kaskady OC-OE łatwiejsze dla stabilizacji termicznej. 

 

[malyelektronik]

Powiecie mi jeszcze po co się czasem stosuje we wzmacniaczach tyle par tranzystorów wyjściowych? Mimo że mogłoby się wydawać że nawet jedna para wystarczy a tam czasem jest ich bardzo dużo ?

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Grzegorz7]

1. Tranzystory mają obszar bezpiecznej pracy (SOA) i równoległe łączenie rozdziela prądy na poszczególne tranzystory aby nie wyjść poza obszar.

2. Aby zapewnić lepsze rozmieszczenie na radiatorze tranzystorów celem poprawy skuteczności chłodzenia (nawet jak tranzystory mieszczą się w obszarze SOA).

[malyelektronik]

Ja wpadłem na pomysł że gdyby była jedna para to cała ampituda prądu do obciążenia by mocno wpływała na charakterystykę a gdyby było ich nieskończenie wiele to prąd w poszczególnych tranzystorach by się wogole nie zmieniał czyli punkt pracy byłyby stały ale nie wiem czy to ma rację bytu 🙂 w sensie że byłaby lepsza liniowość 

Edytowane 27 Października 2024 przez malyelektronik

[Grzegorz7]

Nie.

Tranzystory pracują optymalnie w pewnym zakresie mocy do jakiego zostały opracowane. Jak prądy są małe to w rachubę wchodzą rozmaite prądy zerowe. Do tego współczynnik wzmocnienia prądowego jest zależny od prądu,...

Tranzystory są bardzo nieliniowe i dlatego zawsze pracują w układach ze sprzężeniem zwrotnym. Jedynie w układach cyfrowych bez. 

 

[malyelektronik]

2 minuty temu, Grzegorz7 napisał:

. Jak prądy są małe to w rachubę wchodzą rozmaite prądy zerowe

Czym są prądy zerowe?

[Grzegorz7]

Tu jest charakterystyka SOA popularnego we wzmacniaczach 2SC5200. To tranzystor o mocy 150W, 230V i 15A:

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Jakby tranzystor pracował jako przełącznik i przelączał idealnie szybko to mógłby przełączać moce rzędu 15A x 230V = około 3,5kW ! Ale tak nie jest/

Dla prądu1A może na nim panować jedynie 75V co daloby moc w tym punkcie ok. 75W. Przy prądzie 0,1A może wytrzymać jedynie 170V (moc chwilowa jedynie 17W). 

Obciążenie jest zazwyczaj jakieś inercyjne i napięcia oraz prądy nie mają wartości spodziewanych i jest z reguły gorzej. 

Ale to już Ci daje obraz dlaczego mimo, iż moc wazmacnioacza wynosi 100W to takich tranzystorów trzeba przynajmniej 2-4 pary...

11 minut temu, malyelektronik napisał:

Czym są prądy zerowe?

To najtrywialniej odpowiadając prąd plynący jak nie ma prądu bazy. Z kolektopra do emitera płynie jakiś prąd. Im większej mocy tranzystor, tym większy. Dotyczy to wszystkich elektrod.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )