Otro amplificador diferencial fallido

Question

Este es el circuito que hice: lo diseñé, lo calculé y lo construí:

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

La corriente de colector de Q1 y Q2 era de 5mA, mientras que la de Q3 era de 1mA. La onda sinusoidal en la entrada tenía 1Vpp a 1kHz. La retroalimentación negativa debería funcionar ya que hay un desplazamiento de 360 grados entre la entrada en la base de Q1 y la base de Q2. Rf2 se decidió primero que fuera de 10k, luego se sustituyó por un potenciómetro.

Este circuito no ha funcionado como esperaba. Esperaba que si se produjera alguna distorsión dentro de la onda sinusoidal, entonces sería corregida por la retroalimentación negativa o / y el par de transistores diferenciales, y la cantidad de distorsión que se corrige sería controlada con Rf2 (menos ganancia - menos distorsión).

Hice la distorsión añadiendo otra onda sinusoidal (1Vpp, 3kHz) a la base de Q3. Los resultados reales no se podían comparar con los deseados ya que no se acercaban a los deseados.

Como resultado, la salida en el colector de Q3 estaba distorsionada de la misma manera que la señal en la base de Q3 - ¿debería haber un seno puro en el colector de Q3? Pero entonces he escaneado la señal en el colector de Q2 y sólo había la onda sinusoidal que esperaba estar en la salida del amplificador (bajo la condición, que la base de Q2 estaba en cortocircuito con C1, de lo contrario con la rotación del potenciómetro Rf2, la señal se acercaría rápidamente a la distorsionada).

Onda sinusoidal en el colector de Q2 frente a la señal distorsionada en la base de Q3 (no en la misma escala de tensión).

Creo que todavía hay una pequeña brecha en mi comprensión del amplificador diferencial porque estoy luchando con esto por un tiempo y no he hecho un circuito útil incluyendo el amplificador diferencial.

Answer 1

La ganancia del difusor será Rcollector / (2 * reac) = Rcollector * gm/2

Por lo tanto, la ganancia del difusor es de 1.500 ohmios / ( 2 * 5 ohmios) = 1.500 / 10 = 150x.

Su etapa de salida Q3 tiene unos 3dB de ganancia, o sea 1,4.

La ganancia total hacia adelante es de casi 200.

Para ver la distorsión, conecte el C1 a la base de Q2, y deje que el extremo inferior de sólo flotar. O desconecte Rf2 para evitar cualquier basura de la línea eléctrica que pueda recoger del acoplamiento capacitivo al cableado de alimentación de su laboratorio, o de las luces fluorescentes.

Usted verá la distorsión masiva, porque el diffpair es totalmente de conmutación, si su señal de entrada es mayor de 100 milivoltios más o menos, y si su frecuencia es más rápido que el F3dB de su 1uF y 120Kohms (aprox. 1Hz)

De hecho, dado este ES un bucle de retroalimentación, ¿define C1+Rf1 exactamente la esquina HighPass de tu circuito?

Tendrá un importante efecto Miller; la capacidad de entrada de cada uno de los transistores de difusión será (1 + 150x) * Cob o aproximadamente 1.500picoFaradios.

Answer 2

Siento haber analizado mal el circuito, en realidad tienes mucha ganancia en bucle abierto, alrededor de 100.

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

(véase la discusión más abajo)

La pequeña resistencia de la señal mirando desde las bases de Q1 Q2 es muy diferente. He hecho Q2's pequeño añadiendo que un condensador de la salida a Vn. Estoy usando 10kHz como la fuente de "distorsión" ya que es más fácil de ver los wigglies.

Aquí está sin ese condensador