Метод улучшения линейности однокаскадных усилителей

[Nick-nack]

Однокаскадные ОУ (например AD797, LT1469, серия THS40xx итд.)

На первой картинке - блок схема такого усилителя, диффкаскад, сломанный каскод, идеальный вк.
Yсиление такой структуры равно крутизне входа умноженной на импеданс выходного каскада.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Теперь модифицированный усилитель:

Добавлен корректирующий транзистор Q5, зеркало стало плавающим (V1) , нагрузка на УН (100кОм + 100пФ) , и! добавлена еще одна компенсационная цепь (C_comp2, R11) в точке 222.

Подбором импедансов в точках 111 и 222 (так же нужно учитывать и импедансы Q5 и зеркал) можно заметно улучшить линейность.

П.С. Работает во всех усилителях с дифференциальным выходом УН (например Холтон)

[fakel]

1) источники тока вместо R_c, + следящий(он же каскод Хауксфорда) сломанный каскод с эмиттеров транзисторов ист. тока.

Плюсую, да. И запитать их базы от синфазки, выделив синфазку, чтобы не подвергать оной входной ДК.

2) Зеркало Вилсона вместо обычного.

Тормозное оно, не надо.

С помощью Q5+добавки нагрузки в точку 222 сильно снизилась девиация тока входного каскада (хоть нагрузка и увеличилась в 20Раз)!

Потому и снизилась. Транзистор здесь совершенно не при чем.

Ток в резистор R11/Ccomp2 теперь гонит не входной каскад, а Q5,

Не гонит, а выгоняет. Гонит по-прежнему входной каскад.

Например при номиналах, как на рисунке, и тех же yровнях сигнала, искажения уже 0.00001%

Искажения целиком и полностью зависят от эмиттерных резиков ДК и отношения dI/Io

---------- Сообщение добавлено 17:25 ---------- Предыдущее сообщение было 17:23 ----------

Это немного улучшит линейность. Но ничего не сделает с высокоомной точкой. Использование в дискрете - ещё немного проблематичней.

Каскод Хауксфорда уменьшает выходную емкость в 10 раз минимум

[fakel]

И высокоомная точка на выходе УНа делает такую структуру практически неповторяемой в дискрете, вернее повторить то можно, но достичь нужных параметров не реально.

Легко. Экв емкость точки - 0.1пФ, сама точка - в воздухе или на узком пятачке, под пятачком - такой же, но подключенный к выходу повторителя. См. https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=47076

---------- Сообщение добавлено 17:33 ---------- Предыдущее сообщение было 17:30 ----------

В обычной структуре - ДА! В этой - нет

Ну если только портятся по дороге, например, на эмиттерных резиках ОБ, их раз в 10 увеличить. Ну еще в базы ОБ ток ответвляется, лечится следящими дарлигтонами, см рис https://forum.vegalab.ru/attachment....chmentid=36631

---------- Сообщение добавлено 17:34 ---------- Предыдущее сообщение было 17:33 ----------

девиация тока входного каскада уменьшилась раз в десять, хотя нагрузка увеличилась в 20 раз.

Это плохо. Должна минимум в 20

[fakel]

Но говорить, что транзистор там не причём, не гонит а выгоняет, увеличивать резики в десять раз, и прочую белиберду - не надо

А если подумать

[SAPR]

А если подумать

Q5 как раз "забирает" доп.ток из R11&Ccomp2. Так што не горячись. Идея очень хороша
ЗЫ Основное тут - как раз доп. цепочки RC (ну и Q5). А хауксворд, ларсен и т.д. - по желанию

[SAPR]

Nick-nack, в железе делал?
У меня есть недособранные платы, нужно как- нибудь спаять

[fakel]

Q5 как раз "забирает" доп.ток из R11&Ccomp2. Так што не горячись. Идея очень хороша

А-а-а! ОСВИ!

[fakel]

Симметричный вариант
https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=69031

[SAPR]

А-а-а! ОСВИ!

он самый!

По моему, нет.
ОСВИ например тута
И направлено оно на умеьшение искажений выходного каскада.
Тут же, как мне кажется (нужно подробнее в симуляторе посмотреть) - уменьшение искажений УНа
ЗЫ Или дополнительное частотно-зависимое увеличение глубины ОС за счет доп. усилению по току Q5.

[fakel]

уменьшение искажений УНа

Увеличением входного сопра ВК до бесконечности?

---------- Сообщение добавлено 18:39 ---------- Предыдущее сообщение было 18:37 ----------

как бы: нет ошибки ВК-> нет падения напряжения между точками вх-вых ВК-> нет тока через них -> нет входного тока -> входное ВК равно бесконечности.

[SAPR]

Увеличением входного сопра ВК до бесконечности?

---------- Сообщение добавлено 18:39 ---------- Предыдущее сообщение было 18:37 ----------

как бы: нет ошибки ВК-> нет падения напряжения между точками вх-вых ВК-> нет тока через них -> нет входного тока -> входное ВК равно бесконечности.

Что-то типа того.

[SAPR]

Ну это тоже разновидность коррекции искажений, нет? только Уна

Уменьшение девиации токов УНа (что и ведет к снижению искажений УНа):
Насколько увеличивается ток входа ВК (с цепью корр.), настолько же уменьшается ток через Q5 - и через токовое зеркало это изменение (с обратным знаком) приходит на вход ВК. Вот и компенсация. Это на пальцах
Полезная фишка

[fakel]

Симметричный вариант
https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=69031

Первой схеме в ссылке сделать плавающее питание (зеркал от ВК)

[fakel]

И импеданс, эквивалентный R2+входное ВК с точки входа I1 на землю!

Угу!

Сопротивления R могут быть комплексными.

[vladimir sim]

Основная проблема колхозных изобретателей и гуру-тотальное незнание матчасти и употребление дряни вроде BC547/557. Давно разработаны и используются транзисторы с пониженным эффектом Эрли. Детальный разбор такой топологии - сломанный каскод , зеркало Вильсона, ВК - параллельник проведен Титце и Щенком в 12 издании. Предельный Кu такой структуры- 2x 10.5,или 106 дБ .Практически-AD829- 98 дБ, ADA4898 -103дБ, OPA842- 110дБ, ОРА1622- 123дБ, поскольку , масштабируя токи, можно обменивать крутизну на усиление без плавающих зеркал.

[BesPav]

Возможные улучшения, которые лежат на поверности
1) источники тока вместо R_c, + следящий(он же каскод Хауксфорда) сломанный каскод с эмиттеров транзисторов ист. тока.

40-я страница:
http://www.hypex.nl/docs/papers/AES123BP.pdf

Назад в будущее. Лет на 10.

[vladimir sim]

Nick-nack, я имел в виду Факела, так что без обид. AD797 с плавающим зеркалом, но буферизацией каскода можно просто так получить 120- 140 дб, к этому и идет, Тексаса не дремлет.

[fakel]

Nick-nack, я имел в виду Факела

На себя посмотри, или ты альтер эго Петрова?

[fakel]

Давно разработаны и используются транзисторы с пониженным эффектом Эрли.

И чо? Оно как-то освобождает от знания схемотехники?

---------- Сообщение добавлено 21:46 ---------- Предыдущее сообщение было 21:42 ----------

40-я страница:
http://www.hypex.nl/docs/papers/AES123BP.pdf

Спс! Классная шпаргалка!

---------- Сообщение добавлено 21:55 ---------- Предыдущее сообщение было 21:46 ----------

Конечно, в ОУ можно засунуть ВК с бешенным входным сопротивлением, но в дискрете такого не сделаешь.

Вот

Легко. Экв емкость точки - 0.1пФ, сама точка - в воздухе или на узком пятачке, под пятачком - такой же, но подключенный к выходу повторителя. См. https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=47076

[vladimir sim]

Nick-nack, еще немного злоупотреблю твоим вниманием. Замени транзисторы в модели из первого поста на 2N5401/2N5551, ,режимные токи по 0,6 мА, нагрузи модель на 40 МОм, потому что типичный ВК параллельник имеет усиление по току 40000тип. Посмотри, насколько все изменится. Паразитных емкостей бояться не нужно, потому что Скор для ед. усиления будет 47-68 пф. Можно применить и реальный параллельник на них же с токами 1ма.