Влияние баланса нуля в УНЧ

[scorpin]

Баланс выходного сигнала осуществляется как по цепям источников питания так и по ОС самого усилителя (коэффициент усиления). Не возникает ли такая коллизия, что УНЧ сбалансирован (разбалансирован) по источникам питания, а обратная связь сдвигает баланс в другую сторону. Таким образом возникают амплитудные искажения на выходе.
Тема для обсуждения.

[Teoretic]

fakel, не прикидывайся.

[fakel]

fakel, не прикидывайся.

Так мопед не мой это не я, а Агеев сказал

[wert]

На мой взгляд, надо создать (придумать) такой комплексный сигнал, который, прогоняя через УНЧ, мог бы показать все недостатки УНЧ, сравнивая входной, эталонный, сигнал с полученным - можно было бы увидеть, понять причину, вплоть до каскадов и схемных узлов смещения активных элементов.

Посмотрите темы Букварева и команды, Рубальского "транзисторный ламповик", В последнем и спектральные и не спектральные методы оценки амплитудно-фазовых, амплитудных , фазовых искажений усилителей для сигналов любой сложности, оценка линейных и нелинейных искажений включая динамические, тепловые и проч...

[fakel]

Teoretic, смотри, с глубиной ООС падает размах входного напряжения на ДК, т.е. между базами. Поэтому и искажения меньше. ТЫ некорректно сравниваешь. Сравнивай каскады с балансировкой и без в одной топологии - хочешь с ООС, хочешь - без.

[Nick-nack]

Или просто - нарисуй усилитель с кучей петлевого, и введи ему помеху в эмиттер диффа (в виде напряжения)
Абсолютно без разницы, какой усилитель, инверт или двойной инверт!

Только не в два одновременно, т.к. будет уже синфазка, а она давится

[Teoretic]

смотри, с глубиной ООС падает размах входного напряжения на ДК,

Смотри внимательнее, при включении ОС я довожу размах напряжения до прежнего.

[Nick-nack]

Смотри внимательнее, при включении ОС я довожу размах напряжения до прежнего.

доведи размах коллекторного тока до прежнего

Троллинг знатный, люди каждый раз ведутся!

[Teoretic]

Offтопик:

доведи размах коллекторного тока до прежнего

Еще один притворяется.
Сопротивления не менялись. Напряжение не изменилось. Ток - тоже.
Закон Ома.

[audiomun]

Вот дифкаскад.

Вложение 342915

Я его сместил на 2 мВ источником V2, сделал сдвиг уровня на V3, X1.
Синус 1кГц двойной размах 650 мВ. Видим вторую гармонику 0.06% и третью 0.025%.

Для наглядности эксперимента разбаланс токов Q1 и Q2 недостаточен, а если попытаться источником V2 совсем точно сбалансировать дифкаскад - по равенству падения напряжений на R3 и R4, что покажет симулятор по гармоникам ?

[Teoretic]

Сбалансированный каскад, заметна лишь третья гармоника 0.027%.

Мне так все наглядно. Не знаю, чего вам не хватает.

[теоретизирующий практик]

Для наглядности эксперимента разбаланс токов Q1 и Q2 недостаточен

Даже если принять входной каскад однотактным, все гармоники первого каскада снизятся.
___Теперь по поводу сохранения размаха напряжения на первом каскаде.
Не надо представлять входной каскад - сферическим конём в вакууме, а следует реально принять некоторые исходные положения при использовании ООС. Чтобы не отвлекаться на синфазную помеху примем к рассмотрению инвертирующий усилитель с параллельной ООС по выходному напряжению.
Главное положение - ООС снижает Ку. Это неизбежная сущность ООС.
При рассмотрении искажений с ООС надо выбрать "точку зрения" дальнейших "инсинуаций". (Или дальнейших рассуждений? ) Пояснение:
1.Если взять за "точку зрения" неизменность напряжения раскачки первого каскада, и "прицепить" к этой точке неизменность выходного напряжения (схему усилительной части не меняем), то при введении ООС с глубиной Коос - пропорционально увеличивается требуемый размах входного сигнала. К примеру, при входном напряжении раскачки "входного каскада" в 10 мВ, для достижения Коос в -90 дБ надо иметь напряжение источника не менее 100В. (Фактически больше, из за конечного входного сопротивления первого каскада, и конечного сопротивления резисторов обратной связи. Моделируем этот случай, и задаёмся вопросом:
1. Какая реальная глубина ООС в нашем моделировании? (Надо сравнить Кус при двух положениях резистора ООС: первое положение - резистор подключён к выходу УНЧ (напряжение источника 100В), второе положение этот резистор подключён к земле (напряжение источника ~ 0,020В). Входной резистор естественно всегда подключён между источником и первым каскадом)
2. Какое реальное снижение Кг на выходе.

После этого проверяем постулат: "помеха на входе элемента сравнения не снижается с помощью ООС".

[audiomun]

Сбалансированный каскад, заметна лишь третья гармоника 0.027%.

Мне так все наглядно. Не знаю, чего вам не хватает.

Наглядно становится только тогда, когда смотрим и сравниваем - в несбалансированном дифкаскаде была вторая гармоника 0.06% и третья гармоника 0.025%, а в сбалансированном - только третья 0.027% ..... то есть налицо различие в несколько раз. Вдобавок, насколько я понимаю, у тебя там разбаланс токов транзисторов дифкаскада менее 10% - в реальной схеме он обычно больше, значит и исходная линейность каскада по Кг будет хуже, а если при этом ДК запитан не от ГСТ - то ещё хуже .....

[Teoretic]

проверяем постулат: "помеха на входе элемента сравнения не снижается с помощью ООС".

Вообще-то, речь шла о нелинейных искажениях.

---------- Сообщение добавлено 13:10 ---------- Предыдущее сообщение было 13:08 ----------

у тебя там разбаланс токов транзисторов дифкаскада менее 10% - в реальной схеме он обычно больше

И что, это как-то отменяет тот факт, что с ОС искажения меньше?

[Валет]

разбаланс входного каскада - самое страшное в усях с ООС, т.к. появляются четные гармоники которые ничем не давятся

Да точно так же давятся эти четные гармоники, как и все остальные искажения. На глубину ОС.

В неинвертирующем усилителе входной сигнал подается на первый вход ДК, напряжение ООС, т.е. часть выходного, – на второй.
При этом напряжение на втором входе ДК отличается от напряжения не первом на сумму напряжений на эмиттерных переходах транзисторов ДК. Ясное дело, что чем меньше девиация этой суммы при работе уся, тем меньше и ее влияние на искажения усилителя.
При строго одинаковых характеристиках и режимах работы транзисторов ДК четные гармоники транзисторов ДК теоретически полностью компенсируются. Но практически такой одинаковости не бывает и некоторый разбаланс транзисторов ДК может даже уменьшить уровень четных гармоник ДК, хотя, имхо, практического значения это не имеет.

В любом случае вклад ДК в общие искажения усилителя определяется суммой напряжений на эмиттерных переходах транзисторов ДК независимо от глубины ООС.
Но косвенно глубина ООС может влиять на величину этой суммы и , следовательно, на ее вклад в суммарные искажения уся.

Если глубина ООС изменяется за счет изменения усиления уся при разомкнутой цепи ООС, то такое изменения непосредственно влияет на чувствительность уся и изменяет токи входов ДК, а следовательно, сумму напряжений на эмиттерных переходах транзисторов ДК. Это означает уменьшение доли искажений ДК при увеличении глубины ООС (при прочих равных).
Если же глубина ООС изменяется за счет изменения коэффициента передачи цепи ООС, без изменения усиления с разомкнутой петлей ООС, то в этом случае вклад ДК в общие искажения не изменится.

Но в обоих случаях общие искажения уся будут изменяться из-за изменения степени компенсации искажений УН и ВК при изменения глубины ООС.

[audiomun]

что с ОС искажения меньше?

Конечно ООС давит искажения, иначе бы её применение было бессмысленным. Имхо, полагаю, что в данном случае fakel имел ввиду другое - зависимость входной нелинейности ДК от выходного сопротивления источника сигнала.....

[_Сам_]

Да точно так же давятся эти четные гармоники, как и все остальные искажения.

по-моему, Факел имел в виду искажения вызванные динамическим плаванием смещения нуля ДК. Например при положительной полуволне происходит нагрев одного транзистора, а при отрицательной - остывание. Дельта T на каждый градус смещает ноль для биполяров на 2 мВ. И вот эти искажения ОС не уменьшает!
Смотрим

1. Инвертирующий усилитель с заземлённым входом, усилением 20 дБ и глубиной ОС 40 дБ. Смещение нуля V1 на выходе усиливается примерно в 21 дБ.

2. то же но с глубиной ОС 100 дБ. На выходе OUT2 опять 21 дБ.

3. Изменили у №2 усиление до 26 дБ. На выходе OUT3 вырос в два раза как полезный сигнал, так и искажения от смещения ДК V3.

Короче, ни глубина ОС, ни величина ОС не помогают подавить дрейф нуля.

[misha88]

Странным образом вторая гармоника стала 0.0017%. третья 0.001%.

Ваш пример чисто теоретический и не соответствует схемам 99% усилителей и ОУ, в которых есть несимметричная коррекция на выходе первого каскада в том или ином виде (напр., конденсатор Миллера) и которая поэтому перекашивает входной каскад при усилении, причём тем больше, чем больше частота. Кстати, то что показали Вы, т.е. первый каскад без коррекции, часто используется в прецизионных ОУ (сначало дополнительный чистый ДК с резистивной нагрузкой, а потом стандартная схема, т.е. ДК с токовым зеркалом и конденсатором Миллера) именно для уменьшения изменения смещения, но такие ОУ всегда низкочастотны из-за появления дополнительного полюса и поэтому необходимости загрублять коррекцию (или берут ОУ и добавляют внешний ДК с резистивной нагрузкой, но та же проблема с коррекцией).

[Teoretic]

ни глубина ОС, ни величина ОС не помогают подавить дрейф нуля

А если дрейфует выходной каскад?

---------- Сообщение добавлено 13:50 ---------- Предыдущее сообщение было 13:46 ----------

Ваш пример чисто теоретический

Правильно. Я намеренно убрал из него все, не относящееся к предмету обсуждения.

[audiomun]

Короче, ни глубина ОС, ни величина ОС не помогают подавить дрейф нуля.

Ммм..... тогда почему большинство схем в неинвертирующем варианте делаются с применением 100% ОООС по постоянному напряжению ?

[_Сам_]

А если дрейфует выходной каскад?

вы знаете ответ. Выходной компенсирует, но речь была о входе.

Ммм..... тогда почему большинство схем в неинвертирующем варианте делаются с применением 100% ОООС по постоянному напряжению ?

делается для того, чтобы не усиливать постоянку со входа в К раз. Динамический дрейф нуля всё равно будет усиливаться.