Zaloguj się
Wszystkie
14 sierpnia 2023
242
Rezystory są źródłem głównie szumu termicznego, w półprzewodnikach dominuje szum śrutowy i tak dalej. W stosownych podręcznikach opisano te zjawiska wystarczająco dokładnie, wyprowadzono wzory pozwalające oszacować wartość skuteczną napięcia szumów. Producenci podzespołów w swoich notach katalogowych udostępniają odpowiednie tabele i wykresy. Symulatory potrafią nawet zaproponować rozkład widmowej gęstości szumów w danym punkcie układu.
Teoretycznie wszystko wiadomo, lecz i tak czasem zdarzają się banalne błędy. Na swoim przykładzie pokażę, że chcąc uczynić układ eleganckim pod względem układowym, można go kompletnie zepsuć. Na tyle mocno, że klient, po dokonaniu odsłuchów na swoim sprzęcie audio (bardzo wysokiej jakości), wyrzucił ze złością prototyp przez okno – miał być przedwzmacniacz audio wysokiej jakości, wyszedł generator szumu.
Na szczęście prototyp przeżył krótki (acz nieuwzględniony w wymogach projektowych) lot, sprawę udało się pomyślnie rozwiązać, ja zaś mam nauczkę na przyszłość. Postanowiłem się nią podzielić, może pozwoli to zaoszczędzić komuś podobnych doświadczeń.
Głównym bohaterem dzisiejszego Notatnika Konstruktora będzie różnicowy wzmacniacz napięciowy. Co do zasady działania nie ma w niej niczego odkrywczego: dwa identyczne tranzystory bipolarne, znajdujące się na jednym podłożu, połączone ze sobą emiterami. Wzmocnienie tego układu można regulować poprzez zmianę transkonduktancji tych tranzystorów, a to z kolei odbywa się za pośrednictwem regulowanego źródła prądowego, które pobiera prąd z ich emiterów. Im większy prąd płynie przez emitery, tym większa transkonduktancja – ot, podręcznikowa reguła.
Aby jednak utrzymać potencjał kolektorów tranzystorów układu różnicowego na tym samym poziomie, zdecydowałem się na układ współbieżnie regulowanych źródeł prądowych. Ich zadaniem jest przejęcie składowej stałej prądu kolektorów, w wyniku czego przez rezystory kolektorowe (R1 i R2) niemal nie płynie składowa stała prądu. Niemal, bo niewielkie rozbieżności w działaniu źródeł prądowych są nieuniknione. To i tak jest znacznie lepsze rozwiązanie niż godzenie się na zmienną dynamikę sygnału wyjściowego, zależną od aktualnego natężenia prądu IEE.
Gdzie zatem leżał problem? Niedaleko, bo w źródle napięciowym, które ustala potencjał węzła z rezystorami R1 i R2. Oszacowałem, że napięcie stałe o wartości około 5 V będzie wystarczające do zapewnienia prawidłowych parametrów sygnału wyjściowego. Ponieważ górne źródła prądowe są zasilane napięciem o wartości 15 V, zatem logiczne byłoby użycie zwykłego, liniowego stabilizatora dla obniżenia tego napięcia. Wtedy potencjał kolektorów tranzystorów układu różnicowego będzie niezmienny, punkt pracy zostanie dobrze ustalony – same plusy! Pobór prądu jest niewielki (teoretycznie zerowy), więc użyłem znanego i lubianego LM317 w obudowie SO8.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
