Polarizare VAS etaj intrare simetric cu oglinzi de curent

[Akos]

Editat de Sharky:

Am creat acest subiect ca sa dezbateti aici acest etaj de intrare + VAS.

 

Akos:

D-le @Marian, am si eu o intrebare. Cat este curentul prin VAS  in repaus ? Ca eu nu am reusit sa-l calculez.

Editat Ianuarie 31, 2019 de Sharky
Mai folosește și majuscule, acolo unde trebuie...

[Marian]

Nu mai retin la cat l-am masurat la testele practice ( si nu ma apuc nici batut sa caut prin topic daca am postat pe undeva asta ), insa calculul curentului prin VAS dupa schema e ceva banal tocmai datorita prezentei Q13 si respectiv Q16 care ridica tensiunea din colectoarele diferentialelor ( ignorand cascodele ) la 2 jonctiuni BE de ramurile de alimentare, in timp ce etajul VAS este darlington, deci baza lui se afla tot la 2 jonctiuni de ramurile de alimentare. Deci simplist spus, caderea de tensiune de pe rezistentele de degenerare ale oglinzilor de curent din diferentiale se regaseste pe degenerarea VAS, adica tensiunea la bornele R10 si respectiv R23 se regaseste si la bornele R34 si respectiv R38, simplu...

 

Sursele diferentialelor ofera aproximativ 1,9mA, deci cam 950uA prin R10 si respectiv R23 inseamna 142mV, care pe R34 si respectiv R38 din VAS dau cam 9,5mA. 

Cu alte cuvinte tinand cont de valorile din schema, curentul de echilibru din VAS este aproximativ de 10 ori curentul din fiecare brat al diferentialului.

[Akos]

 

16 hours ago, Marian said:

...Deci simplist spus, caderea de tensiune de pe rezistentele de degenerare ale oglinzilor de curent din diferentiale se regaseste pe degenerarea VAS, adica tensiunea la bornele R10 si respectiv R23 se regaseste si la bornele R34 si respectiv R38, simplu...

 

 

Pe asta de unde ai mai scos-o ? Intrarea in vas il faci din doua colectoare (Q14-Q44) al caror potential este nedefinit rezultind un curent nedefinit prin vas. Simplu...

[Marian]

Nu stiu la care schema te-ai uitat dar o pun aici din nou ca sa fiu sigur ca vorbim despre acelasi lucru:

 

Iesirile catre VAS sunt in colectoarele tranzistorilor dubli din oglindele diferentialelor, respectiv jumatatile lor Q14 si Q3.

Q44 este colectorul cascodei dinspre plus, rolul sau acolo este reducerea tensiunii maxime CE pe care tranzistorii dubli din diferential o vad, n-are legatura cu comanda pentru VAS.

 

Potentialul colectorului Q14 nu este nedefinit, din contra daca te uiti atent in schema.

Am amintit anterior de Q13 si Q16, par sa-ti fi scapat, scopul lor este tocmai asta, definirea unui potential in colectoarele oglinzii din diferential ce comanda VAS.

Q16 fixeaza colectorul Q15 la 2 jonctiuni de ramura pozitiva plus caderea de pe degenerarea de 150R de acolo.

Colectorul Q14 copiaza potentialul colectorului Q15 ( sunt oglinda de curent ), deci iesirea catre VAS este la 2 jonctiuni de ramura de alimentare.

R25 este acolo pentru a ajuta la o si mai buna echilibrare, ea conduce doar eventuala diferenta de curent dintre cele 2 brate ale diferentialului, conduce doar atunci cand colectoarele oglinzilor tind sa aiba potentiale diferite. Principalul dezavantaj al prezentei R25 este o usoara reducere a buclei deschise, dar asta este alta discutie.

 

PS: Credeam ca toate astea s-au lamurit demult...
Sunt chestiuni discutate teoretic de pe la inceputuri, probate si virtual in simulari, si practic la teste.

[Akos]

"...Colectorul Q14 copiaza potentialul colectorului Q15 ( sunt oglinda de curent )..." 

 

O oglinda de curent face ce-i spune numele: oglindeste curent. Nu tensiune.

 

Si sa te citez "...Ori este o eroare de exprimare la tine, ori una de intelegere..."

 

Curentul prin vas este  cam 40mA fiind limitat de Q23 si omonimul lui. De aici rezulta ca vas-ul nu lucreaza in contratimp, cand una este in zona liniara, cealalta este pe post de generator de curent constant si invers. Asta inseamna ca, configuratia simetrica este numai decor.

[Marian]

Imi pare rau dar te inseli!

Adica da, oglinda de curent copiaza curentul, dar efectul este tocmai replicarea tensiunilor de colector, chestie asistata foarte eficient tocmai de acele 2 rezistente.

Limitarea aia data de Q23 este una redundanta, nu intervine in regim normal de functionare.

La echilibru lucrurile stau asa cum am explicat deja, am dovedit asta deja demult prin multitudinea de simulari si prin testele practice, totusi mai pun o data simularea:

 

Diferenta aia de cateva zeci de mV este cauzata de impedanta de intrare in VAS care nu-i infinita, deci curentul de intrare in VAS nu-i zero ci exista ( sigur, e foarte mic, dar exista ).

 

Ne lamuriram acum?

Nu de alta dar repet, chestia asta am verificat-o demult la testele practice...

 

LE: Sa pun un citat dintr-un personaj celebru in audio care confirma intocmai asta?
 

Editat Ianuarie 31, 2019 de Marian

[Akos]

Cred ca in sinea ta si tu simti ca ceva nu e in regula acolo dar preferi sa-l bagi sub covor. E optiunea ta personala. In locul tau totusi as aprofunda acest fenomen. De ce crezi ca @sk24bpo te-a tot avertizat asupra acestei topologii ? 

[Sharky]

Puteti dezbate aici in liniste acest subiect pentru a nu polua discutiile cu privire la proiectul comun.

Proiectul respectiv exista si gata, merge mai departe. Aici putem discuta in voie ce ar fi daca, cum putem imbunatati, etc.

 

Spor!

[franzm]

Cordell, Designing audio power amplifiers, ISBN: 978-0-07-164025-1, ISBN: 978-0-07-164024-4, pag. 137 - 139, Complementary IPS with Current Mirrors, fig.7.10.

[Marian]

Intamplarea face ca azi am terminat de asamblat si testat un modul audio MPA300.V2 parte dintr-o comanda a cuiva din afara forumului, si MPA300.V2 foloseste aceeasi oglinda de curent, deci am facut un test scurt care confirma intocmai tot ce am afirmat. 

 

Am masurat cu acelasi multimetru tensiunea vazuta intre ramura pozitiva de alimentare si pe rand colectoarele oglinzii de curent.

Aici colectorul dinspre inversoare:

 

Aici colectorul dinspre neinversoare:

 

O diferenta intre cele 2 colectoare in acelasi tip si directie ca si la simulare ( deci simulatorul poate reproduce macar atata lucru ), n-o mai explic, am facut-o deja.

In concluzie, potentialul tensiunii de comanda a VAS la echilibru nu este deloc incert ci este usor calculabil dupa metoda pe care am explicat-o.

Tocmai asta este ideea prezentei acelui asazis "helper transistor", de aia l-am si introdus in schema, ca nu m-ar fi interesat o anulare a erorii distributiei curentului in oglinda introdusa de Ib, aia e fix pix... 

 

PS: O sa fac poate daca o sa am timp ( si chef ) o mica prezentare pe tema asta in topicul cu teoria audio, ca un soi de continuare al oglinzilor de curent, poate si ceva teste pe breadboard care sa confirme ceva simulari...om vedea.

Editat Ianuarie 31, 2019 de Marian

[Akos]

Multumesc d-le @franzm, articolul a fost edificator. Nu stiam de solutia asta. Se pare ca am lipsit de la cursuri cand s-a predat asta. Cele bune.

[Bebelu]

 De ce Q14 preia tensiunea B-C a lui Q15 ? Prin ce fenomen se intampla asta ? Ca preia curentul e usor de inteles dar de ce si tensiunea ?

[Akos]

On 1/31/2019 at 10:36 AM, franzm said:

Cordell, Designing audio power amplifiers, ISBN: 978-0-07-164025-1, ISBN: 978-0-07-164024-4, pag. 137 - 139, Complementary IPS with Current Mirrors, fig.7.10.

 

[Marian]

Probabil n-am fost cel mai inspirat atunci cand am folosit termenul "copiaza", speram ca este totusi destul de simplu sa se inteleaga ce si cum.

Acea "copiere" a tensiunii de colector este indirecta, tranzistorul ala ajutator fixeaza colectorul dinspre inversoare la 2xVbe fata de ramura de alimentare, in timp ce VAS este darlington, deci tot 2xVbe fata de ramura de alimentare, de aici apare echilibrul la aproximativ aceeasi tensiune de colector, pentru ca niciunul dintre ele nu poate cobora mai jos de 2xVbe, prin urmare echilibrul se creeaza la o tensiune predictibila de intrare in VAS si implicit la un curent de mers in gol calculabil in VAS, iar acele rezistente ajuta la atenuarea eventualelor diferente dintre tranzistori, asa cum degenerarea in emitor o face...

 

Nu stiu cum sa explic mai simplu de atat, dar e deajuns sa vedeti masuratoarea si sa va convingeti ca principiul functioneaza.

[Bebelu]

On 1/31/2019 at 8:40 AM, Marian said:

 

 

 Imi cer iertare ca am capul greu dar eu nu ma prind. Bob Cordell nu lamureste deloc cum se stabileste tensiunea. Haideti sa ne uitam pe schema asta ca e mai usor de urmarit. Am inteles ca potentialul colectorului lui Q10 este stabilit de baza lui Q9. Pina aici am inteles perfect, este foarte usor. Intrebarea este de ce colectorul lui Q11 se stabileste la acelasi potential cu cel al colectorului lui Q10 ? De ce potentialul colectorului Q11 n-o ia de nebun in jos ? Cine il tine fix acolo ? De ce n-ar putea sa coboare iar din cauza tensiunii astfel create intre ramuri, rezistenta R16 sa preia o parte din curentul lui Q10 injectandu-l in Q38 si Q1, vaduvind astfel Q39 si Q7 de o parte din curent ?