Verstärken Sie ein Signal mit einer Gleichstromkomponente ohne Verwendung eines Operationsverstärkers

Ich baue einen einfachen modularen Synthesizer. Ich möchte alles einfach halten und lieber diskrete Komponenten als integrierte Schaltkreise verwenden. Mein Ziel ist es, mein Wissen über Elektronik zu verbessern.

Wie kann ich ein Signal mit einer Gleichstromkomponente (z. B. 1 V Gleichstrom + eine Sinuswelle mit 1 V Spitze-Spitze) verstärken, ohne einen Operationsverstärker zu verwenden?

Es ist einfach, ein reines Wechselstromsignal mit einem Transistor, einigen Widerständen und 2 Kondensatoren zu verstärken (um Gleichstrom am Eingang und Ausgang zu entkoppeln). Jetzt möchte ich aber auch die Gleichstromkomponente verstärken, so dass die Entkopplung mit den Kondensatoren nicht möglich ist.

Ich suche nach einer Lösung, die keine DC-Drift mit Temperaturänderung aufweist, aber nicht perfekt linear sein muss.

Um die Drift relativ gering zu halten (sie ist aufgrund der schlechten Anpassung und thermischen Kopplung einem monolithischen Operationsverstärker unterlegen), können Sie ein Differenzpaar verwenden und eine Rückkopplung wie bei einem Operationsverstärker verwenden.

Hier ist ein Beispiel für einen stabilen Verstärker mit Einheitsverstärkung, der aus diskreten Teilen besteht, von dieser Website.

C1 bietet Frequenzkompensation und kann aus Stabilitätsgründen geändert werden. Q1 und Q2 sollten für eine minimale Drift thermisch gekoppelt werden (z. B. Wärmeleitpaste von Angesicht zu Angesicht zwischen die beiden legen und um sie herum schrumpfen).

Die Ausgabe ist Klasse A, daher keine Überkreuzungsverzerrung, aber die Antriebsfähigkeit ist begrenzt. Die Vorspannung ist abhängig von der Versorgungsspannung, daher ist das PSRR schlecht. Sie können damit in LTspice oder auf der Bank spielen.

Die Leistung kommt einem modernen monolithischen Verstärker für Audioanwendungen in den meisten Punkten nicht nahe .

Sie können sicherlich nur einen Transistor verwenden, der in seinem linearen Bereich als Verstärker gehalten wird, aber Ihre Ziele, "alles einfach zu halten" und "diskrete Komponenten zu verwenden", können uneins sein, da Sie schnell feststellen werden, wie schwierig es ist, den Transistor in diesem Bereich zu halten . @ Spehro gibt es schon lange und weiß, was er spricht.

Ich habe 43 Jahre in Broadcast Engineering verbracht. Einige weitere warten große Industriemotoren und Steuerungen. Errichtete mehrere Fernsehsender und arbeitete an AM FM- und Richtantennen-Arrays. Ich habe meinen Teil der Fehlerbehebung auf Komponentenebene durchgeführt. Ausbildung in Vakuumröhren in Radios und Fernsehgeräten und Arbeit an Transistor- und IC-Schaltungen. Ich habe mit diskreten Komponenten gearbeitet, sie funktionieren am besten, wenn sie richtig auf einer PC-Platine angeordnet sind. Punkt-zu-Punkt wäre nicht meine Präferenz.

Es gibt einen Grund, warum Menschen integrierte Schaltkreise verwenden. Diskrete Komponenten, NPN-, PNP-Transistoren und einige FETs wiesen Besonderheiten auf, die eine Temperaturkompensation erfordern, um eine Lawine oder Neutralisation bei einigen Audio- und HF-Frequenzen zu verhindern. Eine Verstärkungseinstellung in NPN oder PNP wird normalerweise durch die Vorspannung des Emitter-Basis-Übergangs eingestellt. Einige Komponenten waren nicht gut genug, um Punkt-zu-Punkt-Verkabelung zu zeigen, Streukapazität und Kopplungsprobleme könnten ein Problem sein. Point to Point war in den 60er Jahren bei importierten Waren beliebt. Nicht alle diskreten Komponenten sind von gleicher Qualität oder Qualität. Natürlich bekommen Sie wie alles, wofür Sie bezahlen .

Diskrete Schaltkreise hatten selten nur die Anzahl der einfachen Teile wie Ihre Beispiel-Wiki-Schaltkreise. Die Werte der Widerstände sind nicht genau und es können Kompensations- und Offset-Einstellungen erforderlich sein, wenn mit diskreten Komponenten gearbeitet wird, die einen TO-5, DIP oder SIP zu einer großartigen Investition machen. Temperaturkompensation und Transientenschutz sind im IC-Gehäuse enthalten. Die Schaltung von Kapitel 12 Wiki zeigt diese Details nicht an. Widerstände haben nicht den genaueren Wert der IC-internen Widerstände.

Was Sie von einem Werkzeug erhalten, ist: Wiederholbare Zuverlässigkeit und schneller, kostengünstiger Austausch . Am besten kaufen Sie die Produkte seriöser Hersteller bei gut sortierten Lieferanten. Mouser, DigiKey, Newark kommen mir in den Sinn, ich bin sicher, ich habe jemanden ausgelassen, vielleicht Alliierte. Es gibt andere, und leider entwerfe ich nicht mehr viel.

Nur ein Vorschlag, Sie könnten Digikey nachschlagen; Sie haben Mitarbeiter, die Ihnen helfen können, wenn Sie wirklich auf das Design mit diskreten Komponenten aus sind.

Ich begrüße Ihre Bemühungen und wünsche Ihnen alles Gute für Ihre Versuche zu lernen und zu wachsen!