Функция специфического конденсатора в отрицательной обратной связи усилителя звука

Усилитель звука, о котором я здесь говорю, состоит из трех этапов. Помимо прочего, усилитель также включает в себя отрицательную обратную связь (NFB), которая состоит из двух пассивных резисторов.

От основания TR3 до земли имеется резистор NFB, соединенный последовательно с конденсатором C2 (имеется в виду красный квадрат). Какова функция этого конденсатора в такой цепи?

Я знаю, что эта RC-цепь последовательно представляет собой фильтр и ограничивает полосу усиления усилителя на более низких частотах. Это очевидно представляет собой своего рода барьер для аудиоусилителя. Так почему бы мне просто не замкнуть его на землю? Это, скорее всего, будет рассматриваться как улучшенная полоса усиления усилителя.

Почему первые создатели такой топологии схемы поместили это туда? С какой целью?

Я не вижу ничего, если только закорачивание этого конденсатора на землю и оставить только резистор RF2 представляет другой источник смещения для базы TR3, тогда как RF1 уже является источником смещения для базы TR3. Так что это, вероятно, будет иметь какой-то другой эффект.

Я собираюсь украсть схему, которую я разместил ранее по другому заданному вами вопросу, немного упростить ее и организовать для обсуждения. Вот:

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Теперь сосредоточимся на секции дифференциального усилителя и пока предположим, что нет входного сигнала.

$Q_1$ и разделяют ток от источника тока 1 . Для этого им нужны базовые токи рекомбинации. Эти базовые токи должны исходить от источника постоянного тока. есть источник для этого: . Но этот базовый ток вызовет небольшое падение напряжения на поэтому база будет немного положительной относительно земли. Нам все равно, где это. Это не важно. Мы просто знаем, что на положительной стороне земли будет несколько милливольт, чтобы это работало.$Q_2$$Q_1$$R_\text{IN}=10\:\text{k}\Omega$$R_\text{IN}$$Q_1$

Но для также необходим базовый ток рекомбинации, и, как и для он также должен поступать от источника постоянного тока. В этом случае источником постоянного тока является сам выход. И он проходит через Обратите внимание, что значение также равно . Это не случайность. Идея заключается в том , что есть примерно то же падение напряжения на , как через , так как база рекомбинации тока должны быть примерно таким же , как для и , если они раскалывают тока источник примерно одинаково.$Q_2$$Q_1$$R_{\text{F}_1}$$R_{\text{F}_1}$$10\:\text{k}\Omega$$R_{\text{F}_1}$$R_\text{IN}$$Q_1$$Q_2$

Таким образом, остающаяся проблема заключается в том, что сам выход должен быть близок к напряжению земли, если базовое напряжение будет где-то вблизи базового напряжения . (Это должно быть так, потому что их излучатели также связаны.)$Q_2$$Q_1$

Текущее зеркало, сформированное и (теоретически, и я предложил использовать BJT с согласованием по VBE в приведенной выше схеме, просто чтобы подчеркнуть это), требует, чтобы их токи коллектора были очень близки к одному значению. Поскольку дифференциальный усилитель, образованный и , предназначен для того, чтобы иметь возможность иметь разные токи коллектора, разность выйдет из секции дифференциального усилителя и станет базовым током для VAS ( .)$Q_3$$Q_4$$Q_1$$Q_2$$Q_6$

Итак, что происходит, так это то, что дифференциальная пара BJT, и , автоматически упорядочит свой текущий баланс так, чтобы база текущего управляющего как раз правильной величиной, чтобы выходной узел был близко к земле и, следовательно, чтобы базовое напряжение из находится близко к соответствующему базовому напряжению .$Q_1$$Q_2$$Q_6$$Q_2$$Q_1$

До сих пор отрицательный отзыв (NFB) и усиление даже не учитывались. Все это было бы верно, даже если и были удалены из схематично, целиком Система все равно автоматически найдет правильное выходное напряжение, чтобы все было сбалансировано при постоянном токе. Он предназначен для этого.$R_{\text{F}_2}$$C_{\text{F}_2}$

Вы можете думать об этом просто потому, что имеет бесконечный импеданс на постоянном токе, и, следовательно, сеть NFB (которая при переменном токе образует делитель) вообще не является делителем, а просто передает обратно выходное напряжение прямо на другой вход дифференциального усилителя с усилением 1.$C_{\text{F}_2}$

Но как бы вы ни думали об этом, усилитель «находит точку покоя» (если вы спроектируете его так, чтобы в нем было достаточно места для маневрирования, конечно.)

Теперь вернемся к и . С самосмещением усилителя на постоянном токе, по замыслу, если вы повесите и с базы и заземлите другой конец, все, что происходит, это то, что ... снова в постоянном токе ... заряжается до необходимого напряжения покоя. В конце концов, в нет тока и, следовательно, нет падения напряжения на нем, и, следовательно, напряжение на является просто разницей между базовым напряжением и землей.$R_{\text{F}_2}$$C_{\text{F}_2}$$R_{\text{F}_2}$$C_{\text{F}_2}$$Q_2$$C_{\text{F}_2}$$R_{\text{F}_2}$$C_{\text{F}_2}$$Q_2$

Но вот большая вещь. Добавление этой «ноги» приводит к тому, что в AC происходит нечто новое. (В постоянном токе ничего нового.) Теперь он формирует делитель напряжения. Это означает, что только часть изменений напряжения на выходе будет представлена ​​базе . Теперь работает над поддержанием своего базового напряжения вблизи базового напряжения . Так что он пытается следовать . Но если он видит только часть того, что происходит на выходе, то он настраивается так, чтобы эта часть двигалась в соответствии с тем, что происходит с . Но это означает, что вывод должен двигаться намного больше, потому что «видит» только небольшую часть того, что происходит на выходе .$Q_2$$Q_2$$Q_1$$Q_1$$Q_1$$Q_2$

Эффект всего этого - усиление . Теперь вы можете установить коэффициент усиления системы независимо от необходимого смещения постоянного тока. Это хорошая вещь.

И вот как это работает.

НОТА

На всякий случай, если кто-то думает, что вышеизложенное представляет собой законченный дизайн, который может быть встроен и будет работать «из коробки», без каких-либо настроек или настроек, чтобы справиться с капризами BJT, пожалуйста, не обращайте внимания на это понятие. Схема близка только к чему-то, что может выдавать в качестве выхода при загрузке динамика . Но множитель VBE определенно нуждается в настройке, и вполне вероятно, что источники тока также могут использовать некоторые настройки. Специализированные пары BJT, используемые в полном дифференциальном усилителе, могут работать практически из коробки. Но возможно, что потребуются некоторые изменения. Сам множитель VBE должен быть термически связан с и / или$5\:\text{W}$$8\:\Omega$$Q_{10}$$Q_{11}$так что это тоже лучше отслеживает. И значение должно быть так, чтобы оно на своих параболических реакций. Практическая схема, вероятно, будет включать несколько потенциометров, ни один из которых не включен в схему. Есть и другие детали конструкции, о которых я не упомянул, и, вероятно, некоторые другие, находящиеся здесь, на EESE, также знают больше, чем я.$R_3$

Если вы не чувствуете, что можете разобраться и настроить свой дизайн для BJT, который у вас есть под рукой, вам следует рассмотреть это скорее как пример, чем реальный. И если у вас нет доступа к согласованным парам BJT для самого дифференциального усилителя, то в нескольких местах необходимы несколько резисторов вырождения, чтобы помочь справиться с VBE-рассогласованием, а также как минимум один дополнительный резистор, необходимый для устранения бета-несоответствия. с и (этот резистор, вероятно, был бы полезен, если бы BCV61 также использовался вместо BCM61).$Q_3$$Q_4$

Помимо всего этого, этот дизайн усилителя ... полугерметичный.

Усиление усилителя зависит от Rf1 и Rf2.

Как вы знаете, смещение входного постоянного тока усилителя, которое зависит от дисбаланса в паре входных транзисторов, появляется на выходе, усиленном его усилением.

С2 - конденсатор, поэтому он не пропускает постоянный ток. Это удаляет Rf1 из уравнения и возвращает усиление до 1 при постоянном токе.

Это простой трюк, чтобы убедиться, что выходное напряжение смещения постоянного тока не умножается на усиление усилителя, вот и все.

С C2 усилитель имеет коэффициент усиления постоянного тока 1. Без него, 23. Коэффициент усиления переменного тока равен 23.

Поскольку не предусмотрен способ обнуления входного напряжения смещения, которое усиливается коэффициентом усиления постоянного тока, наличие коэффициента усиления постоянного тока может вызвать проблемы.

Смещение нуля может быть обеспечено потенциометром между R2 и R3. Однако помните, что напряжение смещения на входе может меняться в зависимости от температуры, и это никак не влияет на это.

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}