Diskuzní fórum Elektro Bastlírny

Pro začátek na zkoušení třídy "A"?

Nejsem si vůbec jistej, jestli "áčko" jako čistě a svrchovaně lineární aplikace je zrovna vhodným použitím pro typ, určenej pro extra rychlý spínací účely, jakým jsou v automotive vstřikovače a zapalování motorů nebo aktivátory airbagů.

MOSFET tranzistory ve třídě A jsou vlivem jejich kvadratické převodní charakteristiky zdrojem harmonického zkreslení druhého řádu, což z něj dělá zesilovač s "elektronkovým" zvukem. Velká výhoda je, že negenerují žádná jiná zkreslení (třetího a vyšších řádů), jako třeba bipolární tranzistory na které je lidské ucho zvlášť citlivé, čehož využívají audiofilové.
Aby se zkreslení druhou harmonickou odstranilo musí pracovat tranzistory ve třídě A v push-pull zapojení, kdy se zkreslení při přesném vyvážení úplně eliminuje.
Například takto:

Pracovní předpětí musí být samozřejmě posunuto do třídy A.

Uf, to znie jak ťažká ezoterika. Vieš mi to s tou kvadratickou charakteristikou bez skreslenia vyšších radov vyjadriť matematicky?

Proč raději nepostavit zesilovač ve třídě H?
Zkreslovací efekty se dnes dají postavit s menším příkonem.

H je složitý. Myslel jsem to jen tak na zkoušku A. Malý výkon.

Jo, ale ne s ryze spínacíma MOS-FETama. Na "Áčko" potřebuješ laterální FET(y). ne spínáky s co největší strmostí.

V pondělí to proberem. Doufám, že si uděláš dost času

samec píše:Uf, to znie jak ťažká ezoterika. Vieš mi to s tou kvadratickou charakteristikou bez skreslenia vyšších radov vyjadriť matematicky?

Samozřejmě, ukážeme si to na vzorci pro převod vstupního napětí na výstupní proud uJFETu:

ID=IDss*(1-Ugs/UGgs(off))^2

Přičemž:
Ugs je vstupní napětí na hradle
ID je výsledný proud

Potřebujeme k tomu pouze tyto dvě konstanty, které se dají jednoduše změřit:
IDss je proud při napětí na hradle Ugs=0
Ugs(off) je napětí na gate při kterém se tranzistor právě uzavře

Například strmost (zesílení) tranzistoru lze jednoduše spočítat také z těchto změřených konstant:

Gfs=-2*IDss/Ugs(off)

A zesílení v pracovním bodě:

Gm=-2*sqrt(IDss*ID/Ugs(off))

Uvedl jsem vzorec pro JFET, pro MOSFET je to podobné, ale vzorec je složitější, výsledek je však stejný - kvadratická závislost.

U bipolárního tranzistoru je výsledná závislost exponenciální,

Ic = alpha*Ies*(exp(Vbe/Vt)-1)

která jde aproximovat vyšším polynomem a to znamená, že ve výstupu budou všechny harmonické, liché i sudé.

Ale asi to nebudeme více rozebírat, myslím, že to nikoho nezajímá, podrobnosti se dají dohledat třeba na Wikipedii.

Ale když už se toto téma nakouslo, tak zde je pro ukázku odkaz na radioamatérskou konstruci, kde se vyžívá výhodných vlastností tranzistorů řízených polem pro konstrukci s nízkým šumem a vysokou odolností.

Nízkošumový transceiver SSB

samec píše:Uf, to znie jak ťažká ezoterika. Vieš mi to s tou kvadratickou charakteristikou bez skreslenia vyšších radov vyjadriť matematicky?

Které harmonické vznikají na kvadratické charakteristice?
EDIT: Lader byl rychlejší, já jsem mezitím přepis vzorců vzdal.

OK, tak asi to nie je ezoterika, ale komunikačný šum.
Asi sme chodili na inú školu. Ja som sa s pojmom "skreslenie druhého rádu" nestretol. Pojem "skreslenie" mám spojený len s prívlastkami "lineárne" a "nelineárne", pričom "nelineárne" by ešte mohlo mať prívlastok "kvadratické", či "exponenciálne". Prívlastok "druhého rádu". či "vyšších radov" mám asociovaný skôr s pojmom "harmonická zložka", skrátene "druhá harmonická" atď...

Tvrdenie, že kvadratická prevodová charakteristika unipolárneho tranzistora "negenerují žádná jiná zkreslení (třetího a vyšších řádů)" je minimálne zavádzajúce. Totiž okrem vzniku druhej harmonickej dochádza aj k intermodulačnému skresleniu, teda vzniku súčtových a rozdielových frekvencii.

Nie je náhodou prevodová charakteristika stupňa s tranzistorom T2 definovaná rezistorom R7? Prvý stupeň s tranzistorom T1 je zjavne napäťový sledovač. Otázne je, jak bol myslený T3 s konštantným napätím na vstupe, či ako prúdový zdroj, alebo ako výkonový odpor. Ale je možné, že z tej kvadratickej prevodovej charakteristiky tranzistora sa vo výslednej prevodovej charakteristike celého zosilňovača veľa neuplatní.

Pokud platí hodnoty uvedené na prvním obrázku (a není to jen nějaký nesmysl, pajcovaný po internetu), tak přes fety teče klidový proud 1,26 A - tzn. přes 30W příkon naprázdno. Tak na to je potřeba dimenzovat chlazení a R6.

Zkreslení druhou harmonickou se dá nejlépe představit asi na starém telefonním sluchátku. Tom celokovovém, které se dalo rozšroubovat. Na tomtéž principu pracovaly i vysokoohmová sluchátka. Plechová membrána je přitahována k magnetickému pólu, na něm že navinutá cívka, ale nedotýká se ho. Když se magnetické pole cívky sčítá s magnetickým polem jádra, membrána je k pólu přitahována víc, tedy se přiblíží. Když magnetické pole cívky působí proti zmagnetizovanému jádru, výsledné pole slábne, membrána je přitahovaná méně a vzdálí se. Na první pohled OK. Ovšem magnetické pole na membránu působí tím víc, čím je membrána pólům blíže. To znamená, že ta "spodní" půlvna, kterou membrána vykoná když je pólu blíže, bude mít větší amplitudu než "horní" půlvna, kterou membrána vykoná, když je magnetickému pólu více vzdálená.
Když si tento průhyb membrány představíme jako sinusovku, bude mít tato průběh jako by v okamžicích, kdy sinusovka stoupá, někdo současně její amplitudu snižoval (ubíral hlasitost), zatímco ve chvílích, kdy sinusovka klesá, "hlasitost" přidával. Tím vlastně mění její tvar. Sinusovka při vzrůstu jakoby zpomaluje, při poklesu zrychluje (v porovnání s jejím nezkresleným tvarem). Její tvar se tedy různě odchyluje od základní frekvence, na které kmitá. Kromě toho, že kmity mají nějakou amplitudu, jsou tedy zároveň i frekvenčně trošku modulované no a to je to zkreslení.

Edit: Ještě to raději upřesním. Frekvence bude nejvyšší v okamžiku, kdy je membrána pólům nejblíže (sinusovka dole), nejnižší když je pólům nejdál (sinusovka nahoře).

To máš teda divnú predstavu. S lacným telefónnym slúchadlom bez polarizácie permanentným magnetom je ten problém, že elektromagnet vždy priťahuje kovovú membránu bez ohľadu na polaritu elektrického signálu, nikdy neodpudzuje. Sila je výsledkom súčinu magnetického poľa elektromagnetu závislého od prúdu I a magnetického poľa kovovej membrány zmagnetovanej tým istým poľom závislým od prúdu I. Teda vo výsledku sila závisí od druhej mocniny prúdu I. Závislosť sily od vzdialenosti, ktorú ty popisuješ, je od prevrátenej tretej mocniny vzdialenosti. To je úplne iný typ nelinearity.

Kremik píše:...Edit: Ještě to raději upřesním. Frekvence bude nejvyšší v okamžiku, kdy je membrána pólům nejblíže (sinusovka dole), nejnižší když je pólům nejdál (sinusovka nahoře)...

Frekvence je jednou daná, výchylka membrány na ni nemá vliv (je to přece frekvence proudu do cívky).
Že elektromagnetické sluchátko je nelineární měnič, v tom máš pravdu, i když zde bych to jako vhodný příklad ani pro představu neoznačil: v praxi se membrána stejně seřizuje tak, aby se ani při značném přebuzení nepřilepila na magnet, ale jen tak daleko, aby příliš neklesla citlivost sluchátka. Se vzdáleností membrány od magnetu se nelinearita také zmenšuje, ale to se neřeší: telefonní (a vůbec spojařská) sluchátka jsou stejně určená pro použití tam, kde je určitá míra zkreslení přípustná.
Mimoto v maximu výchylky je rychlost pohybu membrány zrovna nulová.
Ostatní popsal Samec.