Ещё о линеаризации простых усилителей напряжения.

[Alex Nikitin]

Что-то давно я ничего не писал по поводу усилительных каскадов. Вот, выложил небольшую статью (на английском) по поводу довольно интересного (и большей частью забытого) способа линеаризации простых каскадов УН. Позже переведу статью на русский, но пока только картинка оттуда и пара комментариев: полевики могут быть и другие (BSP129, например ), а в истоки можно (и нужно) поставить резисторы. Надо отметить, что подобный способ линеаризации регулярно применяется в интегральных ОУ, но в дискретных схемах - редкость.

Разумеется, подобную идею можно использовать и в ламповой схеме .

Алексей

[Alex Nikitin]

Еще раз по буквам...
V5 и V2 - насколько я понял, источники напряжения с внутренним сопротивлением 0.(По крайней мере так нарисовано). И постоянным напряжением 10 В. Тогда первая схема нагружена на 1,6 кОм, вторая на 51 кОм.

Если бы это было так, то усиление у второй схемы должно было бы быть в 30 раз выше - но этого нет, усиление около 50 в обоих схемах. Вторая схема нагружена на 51К параллельно с нелинейной нагрузкой из верхнего полевика.

Алексей

[Шитхеппенз]

Если бы это было так,

Я только описываю то, что вы нарисовали.
Нарисуйте другое - я напишу другое.
Усиление - вещь несколько не совсем зависящая от нагрузки в данном случае, т.к. в этой схеме у нас сток нижнего транзистора нагружен на повторитель, т.е. динамическую нагрузку.
В случае обычного каскада с ОИ и резистивной нагрузкой, вы были бы правы, усиление полностью функция нагрузки, и должно было падать с уменьшением нагрузки.
И вообще, откуда и зачем появился этот номинал 1,6к?
Поставить 100к, и вопросов бы не было.

[Alex Nikitin]

Поставить 100к, и вопросов бы не было.

Я Вас не заставляю - Вам нравится 100К, ставьте .

Алексей

[Шитхеппенз]

Вам нравится

[Alex Nikitin]

Это впору мне такой значок ставить . Схема простая, дальше некуда. Основной плюс - возможность получения хорошей линейности при небольших Ку и без общей ООС (входной полевик петлёй ООС не охвачен, можно только местную ООС сделать, поставив резисторы в истоки). В некоторых приложениях мне весьма нравится, как эта схема работает и звучит. Но Вас её делать никто не заставляет .

Алексей

[Шитхеппенз]

Это впору мне такой значок ставить .

Алексей, верхний транзистор со 100% ОС, он - истоковый повторитель.
Хоть ставьте в затвор резюк, хоть не ставьте...
Впрочем, нет, во втором случае вы ослабляете ОС на 1/51, т.е. на 2%, т.е. ОС будет 98%.
Что-то изменилось принципиально?

Меняется в двух ваших схемах только нагрузка.
В первой схеме, 1,6 к - явно низкая нагрузка, что и определяет искажения.
Все.
Типа все сказал, еще и по три раза.

[Alex Nikitin]

Что-то изменилось принципиально?

Изменилось . Попробую объяснить на пальцах (перескажу то, что написано в статье). Нагрузка в первой схеме просто задаёт усиление. Искажения на выходе первой схемы в точности повторяют искажения тока стока нижнего полевика. Теперь перейдём ко второй схеме. Для простоты пренебрежём выходными сопротивлениями полевиков и влиянием цепи R1 R2 (пусть там будет не 50К+1К, а 50М+1М - для постоянного тока сойдёт). В такой схеме ток стока верхнего полевика по необходимости равен току стока нижнего. Если транзисторы одинаковые, то и напряжения затвор-исток у них будут при этом одинаковые. Изменение напряжения затвор-исток нижнего полевика (на входе) приведёт к точно такому же изменению напряжения затвор-исток верхнего полевика ( в пределах активного рабочего участка характеристики, разумеется). Теперь посмотрим, что при этом будет происходить с выходным напряжением (точка соединения стока нижнего с истоком верхнего полевика) - для того, чтобы напряжение затвор-исток нижнего полевика изменилось на нужную величину, напряжение на выходе должно измениться на величину, определяемую делителем напряжения R1 R2 - то есть для нашего примера в 51 раз бОльшую. Таким образом, делитель ООС R1R2 определяет усиление по напряжению, причём это усиление не зависит от кривизны передаточной характеристики полевиков, если полевики идентичны. Для того, чтобы эта схема работала эффективно, требуется соблюдение некоторых условий - главное из них то, чтобы усиление без ООС (при замыкании R2), было бы значительно больше, чем усиление при замкнутой петле ООС.

Алексей

[Lemmy]

щас дошло

[Шитхеппенз]

Изменилось .

Осталось сделать симуляцию первой схемы не с заведомо низкой нагрузкой (лучше с такой же) и сравнить по искажениям.

[Olegyurich]

Осталось сделать симуляцию первой схемы не с заведомо низкой нагрузкой (лучше с такой же)

Я уже сделал. Искажения даже больше, чем с 1.6 к, по крайней мере на ВЧ. Так что предложенный способ очень эффективен.

[Шитхеппенз]

Я уже сделал. Искажения даже больше, чем с 1.6 к, по крайней мере на ВЧ. Так что предложенный способ очень эффективен.

Ну, типа, чем меньше нагрузка, тем меньше искажения.
Смешно.

[Olegyurich]

Ну, типа, чем меньше нагрузка, тем меньше искажения.

Нет, искажения минимальны при нагрузке 3-4 кОм (частота 20 кГц), а выше и ниже растут.

[Шитхеппенз]

Нет, искажения минимальны при нагрузке 3-4 кОм (частота 20 кГц), а выше и ниже растут.

Почему?
А на низких частотах?
20кГц слабо интересуют.

[Alex Nikitin]

Почему?

Смешно.

Мне уже не смешно. Простите, доступ в ветку Вам закрываю.

Алексей

[Серый Мыш]

Отчитаюсь немного по сабжу.
У меня действительно не получалось, и это изза низкого усиления ещё до ввода ООС. Тут ещё факторы замешаны - высокое исходное усиление 1000 и выше, достаточная перегрузочная способность по входу - сигнал 1Вольт чтоб проходил... Это не так просто сделать в одном флаконе - ведь на истоке входного полевика надо иметь более 1 Вольта, что при высокой крутизне даст и неслабый ток покоя, или загубим усиление резисторами. Можно и шунтированием электролитами баловаться, но как то не то. Заметил так же, что без каскодов сверху и снизу усиление не удаётся поднять. Но пока это всё ощупывание игрового поля...

[Alex Nikitin]

или загубим усиление резисторами.

Резисторы в истоках положительно влияют на собственное усиление каскада - это связано с тем, что наличие местной ООС уменьшает крутизну, но одновременно увеличивает выходное динамическое сопротивление. Минусы - увеличение шума и ухудшение частотных свойств (за счёт бОльшего влияния ёмкостей). Кроме этого, при резисторах в истоках придётся делать цепь ООС более высокоомной. Как всегда в простых схемах, надо искать подходящий для конкретного применения компромисс.

Алексей

[Serge_L]

Шитхеппенз, Для понимания работы рассмотрите классический пример истокового повторителя с динамической нагрузкой внизу(когда и затвор и исток нижнего транзистора на земле).

[Серый Мыш]

Ура, заработало!! J112 полевики с каскодами на 2N2222, 68Ом в истоках и по 200К в нагрузке и в смещении верхнего полевика дали усиление 1000 до ввода ООС. 10к резик ООС - и усиление стало около 20. нижнему полевику такую же обвязку и 1 пик в обратную связь со стока. чтоб не было выброса АЧХ. Искажения ушли в 0.000.. область. У "классики" с нагрузкой 2.5к то же усиление , но искажения под 2%. Спасибо Алексей! Куда нить да пригодится!

[Serge_L]

Серый Мыш, а нельзя картиночку, что Вы насимулировали? Я что-то не понял:

J112 полевики с каскодами на 2N2222

Биполяр с полевиком? Или Вы просимулировали и каскод на полевиках (рис.2 у Алексея) и каскод на биполярах (по аналогии)?

[Olegyurich]

Биполяр с полевиком?

Я так понял, что да. А почему бы и нет? Для высокоомной нагрузки биполяр ИМХО, предпочтительней - правда смещение надо заводить.