Wie reduzieren Dioden und Kondensatoren Crossover-Verzerrungen?

Ich habe dieses Diagramm über Class AB-Verstärker und die Reduzierung von Crossover-Verzerrungen gefunden:

http://www.electronics-tutorials.ws/amplifier/amp_7.html

Diese Vorspannung entweder für einen Transformator oder eine transformatorlose Verstärkerschaltung bewirkt, dass der Q-Punkt des Verstärkers über den ursprünglichen Grenzwert hinaus bewegt wird, so dass jeder Transistor für etwas mehr als die Hälfte oder 180 ° in seinem aktiven Bereich arbeiten kann jeder halbe Zyklus. Mit anderen Worten 180 ° + Vorspannung. Der Betrag der am Basisanschluss des Transistors vorhandenen Diodenvorspannung kann durch Hinzufügen zusätzlicher Dioden in Reihe um ein Vielfaches erhöht werden. Dies erzeugt dann eine Verstärkerschaltung, die üblicherweise als Klasse-AB-Verstärker bezeichnet wird, und ihre Vorspannungsanordnung ist unten angegeben.

Ich verstehe die Erklärung nicht, wie die Dioden und die Kondensatoren die Crossover-Verzerrung reduzieren. Jeder Transistor (npn und pnp) sollte einen Sinus von 180 Grad abdecken. Warum entfernt eine Vorspannung von 180 + nicht die vollständige Verzerrung? Was haben die Kondensatoren und Dioden damit zu tun? Ich habe über die Dioden gelesen, die den Transistorspannungsabfall von zweimal 2 × 0,6 V kompensieren. Wie funktioniert das genau? Wie glättet der Kondensator das Signal?

Überkreuzverzerrung eines Verstärkers der Klasse B: -

Die obere Hälfte der Wellenform stammt von TR1 und die untere Hälfte von TR2. Irgendwann wechselt ein Klasse-B-Verstärker von der Verwendung des oberen Transistors zum unteren Transistor. In diesem Fall reicht die Spannung zwischen Basis und Emitter nicht aus, um einen der beiden Transistoren zu aktivieren. Daher gibt es eine Totzone: -

Die Dioden verwandeln ein Design der Klasse B in eine Klasse AB. Jetzt ist keiner der Transistoren vollständig ausgeschaltet, daher ist die Totzone nicht mehr vorhanden.

Die Kondensatoren sind zufällig - sie ermöglichen es dem Eingangssignal, sich an beide Basen zu koppeln, ohne dass die neue Vorspannungsanordnung beeinträchtigt wird.

Die Dioden kompensieren den Basis-Emitter-Spannungsabfall der Transistoren. Jeder Transistor wird als Emitterfolger betrieben. Für den oberen (NPN) Transistor ist der Ausgang der BE-Abfall kleiner als der Eingang, und für den unteren (PNP) Transistor ist der Ausgang der BE-Abfall größer als der Eingang.

Dies bedeutet, dass es eine Eingangstotzone von zwei BE-Tropfen gibt, in der sich der Ausgang nicht ändert. Wenn Sie eine Sinuswelle in den Eingang einfügen, sind die Sinuswellen der Ausgang, wobei jede der Wellenhälften einen BE-Abfall weniger in der Amplitude aufweist, mit einem flachen Punkt, an dem der Eingang zwischen dem Ansteuern eines Transistors zum anderen übergeht. Dieser flache Punkt ist eine Überkreuzungsverzerrung . Dies geschieht, weil die Schaltung nicht linear ist, wenn sie zwischen der Verwendung des oberen Transistors, um den Ausgang zur Verwendung des unteren zu treiben, "überkreuzt" oder umgekehrt.

Die Dioden addieren einen Versatz zur Eingangsspannung, um jeden Transistor anzusteuern. Der BE-Übergang eines Transistors sieht für die Schaltung wie eine Diode aus und hat ungefähr die gleiche Spannung wie eine Diode, wenn er in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist. In diesem Fall werden die Dioden als Nebenschlussreglerspannungsquellen verwendet, um die BE-Spannungen des Transistors auszugleichen. Sie werden nicht als Gleichrichter verwendet, was wahrscheinlich zu Verwirrung führt.

Ohne die Dioden sind die Transistoren ausgeschaltet, wenn der Eingang zwischen +0,6 und -0,6 V liegt (nicht genügend Vbe an den Transistoren), was zu einem 0 V-Ausgang führt, der die Überkreuzungsverzerrung verursacht.

Die hinzugefügten Dioden spannen die Q-Punkt-Spannung für die Schaltung vor, wodurch die Transistoren eingeschaltet werden können, wenn die Eingangsspannung zwischen -0,6 + 0,6 V liegt, wodurch das Problem der Überkreuzungsverzerrung behoben wird.

Die Erklärung der ursprünglichen Stelle ist insofern zweifelhaft, als der kondensatorgekoppelte Eingang kein typischer Anschluss ist. (OK, vielleicht eine Kappe, aber nicht zwei. Außerdem zeigen sie, dass die Last geerdet ist, der Eingang jedoch negativ ist.) Sie zeigen eine IV-Kurve und eine Lastlinie, und das lernen Sie in der Schule. Aber ich hätte eine zweite Zeichnung gezeigt, die das VAS (Spannungsverstärkungsstufe) mit den Vorspannungsdioden hinzufügt. Typischerweise liefert diese Stufe einen Teil der Spannungsverstärkung, ist jedoch, was noch wichtiger ist, direkt mit der letzten "Folger" -Ausgangsstufe gekoppelt. Die VAS-Stufe macht zwei Dinge: Verstärkung und Gleichstromvorspannung der Ausgangstransistoren. Stellen Sie sich die Dioden als Batteriespannung vor. Wenn Strom durch die Dioden fließt, beispielsweise 5 mA, wird für die beiden Ausgangstransistoren ein DeltaV von ~ 1,4 V erzeugt. Um die Vorspannung zu variieren, Typischerweise wird ein Vorwiderstand verwendet (einige zehn Ohm). Es gibt tatsächlich einen dritten und sehr wichtigen Aspekt, den die Dioden auf den Tisch bringen - die Temperaturkompensation. Der NPN / PNP-Ausgang gibt viel Wärme ab, wenn er viel Arbeit leistet. Nur ein paar Watt Leistung erzeugen einen Temperaturanstieg in den Transistoren. Bipolare Bauelemente sind für ihre thermischen Durchgehenseigenschaften bekannt, und die Vorspannung der Dioden nimmt bei erhöhten Temperaturen ab, wodurch die Temperatureigenschaften der Ausgangsgeräte kompensiert werden. Die Dioden müssen in thermischem Kontakt mit den Ausgängen stehen, um die Temperatur der Ausgänge zu erfassen. Andernfalls zerstören sich die Ausgänge selbst, da sie sich weiter erwärmen. Die erforderliche Vbe-Spannung sinkt und wird härter eingeschaltet, bis die SOA des Gehäuses überschritten wird. Es ist tatsächlich ein dritter und sehr wichtiger Aspekt, den die Dioden auf den Tisch bringen - die Temperaturkompensation. Der NPN / PNP-Ausgang gibt viel Wärme ab, wenn er viel Arbeit leistet. Nur ein paar Watt Leistung erzeugen einen Temperaturanstieg in den Transistoren. Bipolare Bauelemente sind für ihre thermischen Durchgehenseigenschaften bekannt, und die Vorspannung der Dioden nimmt bei erhöhten Temperaturen ab, wodurch die Temperatureigenschaften der Ausgangsgeräte kompensiert werden. Die Dioden müssen in thermischem Kontakt mit den Ausgängen stehen, um die Temperatur der Ausgänge zu erfassen. Andernfalls zerstören sich die Ausgänge selbst, da sie sich weiter erwärmen. Die erforderliche Vbe-Spannung sinkt und wird härter eingeschaltet, bis die SOA des Gehäuses überschritten wird. Es ist tatsächlich ein dritter und sehr wichtiger Aspekt, den die Dioden auf den Tisch bringen - die Temperaturkompensation. Der NPN / PNP-Ausgang gibt viel Wärme ab, wenn er viel Arbeit leistet. Nur ein paar Watt Leistung erzeugen einen Temperaturanstieg in den Transistoren. Bipolare Bauelemente sind für ihre thermischen Durchgehenseigenschaften bekannt, und die Vorspannung der Dioden nimmt bei erhöhten Temperaturen ab, wodurch die Temperatureigenschaften der Ausgangsgeräte kompensiert werden. Die Dioden müssen in thermischem Kontakt mit den Ausgängen stehen, um die Temperatur der Ausgänge zu erfassen. Andernfalls zerstören sich die Ausgänge selbst, da sie sich weiter erwärmen. Die erforderliche Vbe-Spannung sinkt und wird härter eingeschaltet, bis die SOA des Gehäuses überschritten wird. Nur ein paar Watt Leistung erzeugen einen Temperaturanstieg in den Transistoren. Bipolare Bauelemente sind für ihre thermischen Durchgehenseigenschaften bekannt, und die Vorspannung der Dioden nimmt bei erhöhten Temperaturen ab, wodurch die Temperatureigenschaften der Ausgangsgeräte kompensiert werden. Die Dioden müssen in thermischem Kontakt mit den Ausgängen stehen, um die Temperatur der Ausgänge zu erfassen. Andernfalls zerstören sich die Ausgänge selbst, da sie sich weiter erwärmen. Die erforderliche Vbe-Spannung sinkt und wird härter eingeschaltet, bis die SOA des Gehäuses überschritten wird. Nur ein paar Watt Leistung erzeugen einen Temperaturanstieg in den Transistoren. Bipolare Bauelemente sind für ihre thermischen Durchgehenseigenschaften bekannt, und die Vorspannung der Dioden nimmt bei erhöhten Temperaturen ab, wodurch die Temperatureigenschaften der Ausgangsgeräte kompensiert werden. Die Dioden müssen in thermischem Kontakt mit den Ausgängen stehen, um die Temperatur der Ausgänge zu erfassen. Andernfalls zerstören sich die Ausgänge selbst, da sie sich weiter erwärmen. Die erforderliche Vbe-Spannung sinkt und wird härter eingeschaltet, bis die SOA des Gehäuses überschritten wird. Die Dioden müssen in thermischem Kontakt mit den Ausgängen stehen, um die Temperatur der Ausgänge zu erfassen. Andernfalls zerstören sich die Ausgänge selbst, da sie sich weiter erwärmen. Die erforderliche Vbe-Spannung sinkt und wird härter eingeschaltet, bis die SOA des Gehäuses überschritten wird. Die Dioden müssen in thermischem Kontakt mit den Ausgängen stehen, um die Temperatur der Ausgänge zu erfassen. Andernfalls zerstören sich die Ausgänge selbst, da sie sich weiter erwärmen. Die erforderliche Vbe-Spannung sinkt und wird härter eingeschaltet, bis die SOA des Gehäuses überschritten wird.

Wenn Sie die Möglichkeit haben, eine SPICE-Simulation auszuführen und nicht nur Spannungen, sondern auch STRÖME zu prüfen, wird alles klar. Sie werden sehen, dass NPN und PNP die Arbeitslast abwechseln, wenn die Tendenz von nicht genug (Klasse B) zu gerade genug (Klasse AB) zu wohl zu viel (Klasse A) geht. Wenn das Ausgangssignal hoch geht, erledigt der NPN die ganze Arbeit, wenn niedrig, erledigt der PNP die ganze Arbeit (Klasse AB oder B). Wenn Sie die Dioden deltaV prüfen, sehen Sie eine konstante Spannung (mit geringem Wechselstrom aufgrund der endlichen Impedanz der Dioden).