Bagaimana cara dioda dan kapasitor mengurangi distorsi Crossover?


8

Saya menemukan diagram ini tentang Amplifier Kelas AB dan pengurangan distorsi crossover: masukkan deskripsi gambar di sini

http://www.electronics-tutorials.ws/amplifier/amp_7.html

Tegangan pra-biasing ini baik untuk transformator atau rangkaian penguat transformer, memiliki efek memindahkan amplifier Q-point melewati titik cut-off asli sehingga memungkinkan setiap transistor untuk beroperasi dalam wilayah aktifnya untuk sedikit lebih dari setengah atau 180 ° dari. setiap setengah siklus. Dengan kata lain 180 ° + Bias. Jumlah tegangan bioda dioda yang ada di terminal dasar transistor dapat ditingkatkan dalam beberapa kali dengan menambahkan dioda tambahan secara seri. Ini kemudian menghasilkan rangkaian penguat yang biasa disebut Penguat Kelas AB dan pengaturan biasingnya diberikan di bawah ini.

Saya tidak mengerti penjelasan tentang bagaimana dioda dan kapasitor mengurangi distorsi Crossover. Setiap transistor (npn dan pnp) harus mencakup 180 derajat a sinus, mengapa 180 + bias tidak menghapus distorsi lengkap, apa hubungannya kapasitor dan dioda dengan ini? Saya membaca tentang dioda untuk mengkompensasi penurunan tegangan transistor dua kali 2 × 0,6V. Bagaimana cara kerjanya? Bagaimana kapasitor menghaluskan sinyal?

Jawaban:


9

Distorsi lintas penguat kelas B: -

masukkan deskripsi gambar di sini

Setengah bagian atas bentuk gelombang berasal dari konduktor TR1 dan separuh bawah dari konduktor TR2. Di beberapa titik penguat kelas B berubah dari menggunakan transistor atas ke transistor bawah. Ketika ini terjadi ada tegangan tidak cukup di basis / emitor untuk mengaktifkan transistor baik maka ada zona mati: -

masukkan deskripsi gambar di sini

Dioda mengubah desain kelas B menjadi AB kelas. Sekarang, tidak ada transistor yang mati karena zona mati tidak lagi.

Kapasitor bersifat insidental - kapasitor memungkinkan sinyal input untuk berpasangan pada kedua basis tanpa pengaturan bias yang baru terpengaruh.


Apa yang "tanpa pengaturan biasing baru sedang terpengaruh." berarti? Ada tegangan bias baru di dasar BJT dan itu tidak terpengaruh, karena ??
PulseDot

Saya akan memanggil gambar pertama (benar-benar tidak bias) kelas C, dan titik yang tepat dari kelas B bias yang benar, yaitu sudut koneksi persis 180. Biasing membuatnya kelas AB.
user207421

@PulseDot kapasitor tidak akan mempengaruhi tegangan bias di dua dioda - kapasitor akan memungkinkan konten AC input untuk ditumpangkan di anoda dioda atas dan katoda bagian bawah tetapi tegangan aktual antara anoda dan katoda akan menjadi sebagian besar masih tegangan dc sekitar 1,4 volt.
Andy alias

@ EJP - penguat kelas C adalah salah satu yang bias sedikit yaitu memiliki beberapa bias tetapi bias memaksa untuk melakukan kurang dari kelas B
Andy alias

@AndyAka Tidak, penguat kelas C didefinisikan sebagai penguat yang sudut konduksinya kurang dari 180 derajat, dan itulah yang ditunjukkan pada grafik. Biassing adalah mekanisme melalui mana kelas-kelas ini diimplementasikan: bukan definisi itu sendiri.
user207421

3

Dioda mengkompensasi penurunan tegangan basis-emitor dari transistor. Setiap transistor dijalankan sebagai pengikut emitor. Untuk transistor atas (NPN), output akan menjadi drop BE lebih sedikit dari input, dan untuk transistor bawah (PNP), output akan menjadi drop BE lebih dari input.

Ini berarti ada zona mati input dari dua tetes BE di mana output tidak akan berubah. Jika Anda memasukkan gelombang sinus ke dalam input, output akan menjadi gelombang sinus dengan masing-masing gelombang membagi satu BE lebih sedikit dalam amplitudo, dengan tempat datar di mana input transisi antara menggerakkan satu transistor ke yang lain. Titik datar ini adalah distorsi crossover . Ini terjadi karena rangkaian menjadi non-linear ketika "menyeberang" antara menggunakan bagian atas transistor untuk mendorong output menggunakan bagian bawah, atau sebaliknya.

Dioda menambahkan offset ke tegangan input untuk tujuan mengemudi setiap transistor. Persimpangan BE dari transistor terlihat seperti dioda ke sirkuit, dan akan memiliki tegangan yang sama seperti dioda ketika maju bias. Dalam hal ini, dioda digunakan sumber tegangan regulator shunt untuk mengimbangi tegangan BE transistor. Mereka tidak digunakan sebagai penyearah, yang mungkin menyebabkan kebingungan.


Terima kasih. Saya mencobanya dalam simulasi dan dengan dioda saja, masih ada distorsi crossover ini. Dengan kapasitor ditambahkan, sebagian besar distorsi pada crossover menghilang. Apa yang tepatnya dilakukan kapasitor?
PulseDot

Jika kedua input digabungkan secara kapasitif, saya tidak yakin saya melihat dioda melakukan banyak hal. Jika seseorang mengganti tutupnya dengan sirkuit terbuka dan menghubungkan input ke titik tengah dari dua dioda, maka saya bisa melihat kegunaannya. Kalau tidak, jika tetes dioda hanya sedikit di bawah tetes BE saya bisa melihat dioda menyamakan arus dalam R1 dan R2, tetapi jika penurunan dioda secara signifikan lebih kecil saya akan berpikir mereka akan menambah distorsi. Jika drop diode lebih tinggi daripada BE drop, diode tidak akan melakukan apa-apa.
supercat

@ supercat Jika Anda menghubungkan input ke titik tengah dari dua dioda, dioda akan memblokir setengah siklus dari masing-masing transistor yang perlu mereka gunakan.
Tut

@Tut: Jika titik tengah dioda terhubung ke titik tengah tutup, maka masing-masing dioda pada dasarnya akan bertindak seperti sumber 0,7 volt. Basis TR1 akan menjadi 0,7 volt di atas input, dan basis TR2 akan menjadi 0,7 volt di bawah ini. Menghilangkan topi akan memiliki efek mencegah TR1 dari mendapatkan arus basis selain R1, dan TR2 dari mendapatkan arus basis apa pun selain R2. Saya menduga tujuan dari dioda adalah untuk mengurangi jumlah arus steady state yang akan melewati TR1 dan TR2 tanpa mengalir ke atau dari beban.
supercat

2

Tanpa dioda, ketika input berada di antara +0.6 dan -0.6V, transistor akan mati (tidak cukup Vbe pada transistor) sehingga menghasilkan output 0V yang menyebabkan distorsi crossover.

Dioda yang ditambahkan bias tegangan titik Q untuk sirkuit, yang memungkinkan transistor untuk hidup ketika tegangan input berada di antara -0,6 + 0,6 V daerah sehingga menyelesaikan masalah distorsi crossover.


1
Saya mencobanya dalam simulasi dan dengan dioda saja, masih ada distorsi crossover ini. Dengan kapasitor ditambahkan, sebagian besar distorsi pada level 0V menghilang. Kenapa ini?
PulseDot

@PulseDot Tanpa kapasitor, bagaimana Anda mendapatkan sinyal input ke basis transistor tanpa korsleting bersama-sama yang secara efektif akan mengeluarkan dioda dari rangkaian? Kapasitor memungkinkan basis menjadi bias pada level yang berbeda dengan AC menyambungkannya dari input.
Tut

Jadi "korslet mereka bersama-sama", karena kapasitor dapat dilihat sebagai pendek ketika ada sinyal AC, dan terbuka ketika ada tegangan DC. Mendasarkan pada 0Hz (DC), sehingga mereka dapat "bias pada level yang berbeda", tapi saya lupa apa yang "AC gabungkan dari input" lakukan.
PulseDot

@Tut Vin dapat diterapkan ke simpul antara dua dioda.
Nicole Hamilton

0

Penjelasan situs asli ragu-ragu karena input kapasitor ditambah bukan hookup khas. (OK, mungkin satu tutup tetapi tidak dua. Juga mereka menunjukkan beban di-ground-kan, tetapi inputnya adalah neg rail disebut) Mereka menunjukkan kurva IV dan garis muatan, dan ini adalah apa yang Anda pelajari di sekolah. Tapi saya akan menunjukkan gambar ke-2, yang menambahkan VAS (tahap amplifikasi tegangan) dengan dioda biasing. Biasanya tahap ini menyediakan bagian dari amplifikasi tegangan tetapi yang lebih penting adalah langsung digabungkan ke tahap keluaran "pengikut" akhir. Tahap VAS melakukan 2 hal: amplifikasi dan DC bias output transistor. Pikirkan dioda sebagai tegangan baterai. Jika arus mengalir melalui dioda, katakanlah, 5mA, maka deltaV dibuat untuk dua transistor keluaran, ~ 1.4V. Untuk memvariasikan tegangan bias, seri resistor biasanya digunakan (puluhan ohm). Sebenarnya ada aspek ketiga dan sangat penting yang dibawa ke meja - kompensasi suhu. Output NPN / PNP akan menghilangkan banyak panas jika mereka melakukan banyak pekerjaan. Hanya beberapa watt daya akan membuat kenaikan sementara di transistor. Perangkat bipolar dikenal karena sifat pelarian termalnya, dan tegangan bias dioda akan berkurang pada suhu tinggi, oleh karena itu mengkompensasi karakteristik suhu perangkat keluaran. Dioda harus berada dalam kontak termal dengan keluaran untuk merasakan suhu keluaran. Kalau tidak, output akan hancur sendiri, karena mereka akan terus memanaskan tegangan Vbe yang diperlukan semakin rendah dan menyala lebih keras sampai paket SOA terlampaui. Sebenarnya aspek ketiga dan sangat penting yang dibawa ke meja - kompensasi suhu. Output NPN / PNP akan menghilangkan banyak panas jika mereka melakukan banyak pekerjaan. Hanya beberapa watt daya akan membuat kenaikan sementara di transistor. Perangkat bipolar dikenal karena sifat pelarian termalnya, dan tegangan bias dioda akan berkurang pada suhu tinggi, oleh karena itu mengkompensasi karakteristik suhu perangkat keluaran. Dioda harus berada dalam kontak termal dengan keluaran untuk merasakan suhu keluaran. Kalau tidak, output akan hancur sendiri, karena mereka akan terus memanaskan tegangan Vbe yang diperlukan semakin rendah dan menyala lebih keras sampai paket SOA terlampaui. Sebenarnya aspek ketiga dan sangat penting yang dibawa ke meja - kompensasi suhu. Output NPN / PNP akan menghilangkan banyak panas jika mereka melakukan banyak pekerjaan. Hanya beberapa watt daya akan membuat kenaikan sementara di transistor. Perangkat bipolar dikenal karena sifat pelarian termalnya, dan tegangan bias dioda akan berkurang pada suhu tinggi, oleh karena itu mengkompensasi karakteristik suhu perangkat keluaran. Dioda harus berada dalam kontak termal dengan keluaran untuk merasakan suhu keluaran. Kalau tidak, output akan hancur sendiri, karena mereka akan terus memanaskan tegangan Vbe yang diperlukan semakin rendah dan menyala lebih keras sampai paket SOA terlampaui. Hanya beberapa watt daya akan membuat kenaikan sementara di transistor. Perangkat bipolar dikenal karena sifat pelarian termalnya, dan tegangan bias dioda akan berkurang pada suhu tinggi, oleh karena itu mengkompensasi karakteristik suhu perangkat keluaran. Dioda harus berada dalam kontak termal dengan keluaran untuk merasakan suhu keluaran. Kalau tidak, output akan hancur sendiri, karena mereka akan terus memanaskan tegangan Vbe yang diperlukan semakin rendah dan menyala lebih keras sampai paket SOA terlampaui. Hanya beberapa watt daya akan membuat kenaikan sementara di transistor. Perangkat bipolar dikenal karena sifat pelarian termalnya, dan tegangan bias dioda akan berkurang pada suhu tinggi, oleh karena itu mengkompensasi karakteristik suhu perangkat keluaran. Dioda harus berada dalam kontak termal dengan keluaran untuk merasakan suhu keluaran. Kalau tidak, output akan hancur sendiri, karena mereka akan terus memanaskan tegangan Vbe yang diperlukan semakin rendah dan menyala lebih keras sampai paket SOA terlampaui. Dioda harus berada dalam kontak termal dengan keluaran untuk merasakan suhu keluaran. Kalau tidak, output akan hancur sendiri, karena mereka akan terus memanaskan tegangan Vbe yang diperlukan semakin rendah dan menyala lebih keras sampai paket SOA terlampaui. Dioda harus berada dalam kontak termal dengan keluaran untuk merasakan suhu keluaran. Kalau tidak, output akan hancur sendiri, karena mereka akan terus memanaskan tegangan Vbe yang diperlukan semakin rendah dan menyala lebih keras sampai paket SOA terlampaui.

Jika Anda memiliki kemampuan untuk menjalankan simulasi SPICE, dan menyelidiki tidak hanya voltase tetapi juga LANCAR, semuanya akan menjadi jelas. Anda akan melihat bahwa ketika bias berubah dari tidak cukup (ClassB) menjadi cukup (ClassAB) menjadi terlalu banyak (ClassA), NPN dan PNP mengganti beban kerja. Ketika sinyal output menjadi tinggi, NPN melakukan semua pekerjaan, ketika rendah, PNP melakukan semua pekerjaan (ClassAB atau B). Jika Anda menyelidiki dioda deltaV, Anda akan melihat tegangan konstan (dengan AC kecil karena impedansi yang terbatas dari dioda).

Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.