Estou tentando fazer um pequeno amplificador de fone de ouvido e comecei simples: estou usando um opamp LM358 para conduzir um estágio push-pull com um par de transistores BD.
Comecei tentando um único canal (apenas um dos lados do fone de ouvido) para verificá-lo e dobrá-lo para o outro canal.
Aqui está o diagrama do circuito que construí:
A impedância de carga (meu alto-falante do fone de ouvido) é de 32 ohms.
Na entrada, adicionei um resistor de 1K ao terra (antes do capacitor) apenas para fornecer alguma impedância de entrada relevante, pois a saída de fone de ouvido espera um pouco.
O circuito mantém todos os pontos DC onde deveria estar: a tensão na saída do opamp é VCC / 2, a tensão na saída push-pull (antes do capacitor) também é VCC / 2 e há uma tensão constante de 0,2V no resistores de emissor (que fornecem uma corrente de repouso de 10mA).
No entanto, há uma distorção estranha. Quando toco algo em um volume muito baixo, o som é perfeito. Se eu aumentar o volume, ele começa a distorcer muito repentinamente, especialmente nas frequências baixas a médias, e se eu continuar aumentando, a distorção fica mais fraca e o som parece melhor novamente (mas ainda distorcido).
É claro que, se eu aumentar ainda mais, ele começará a distorcer novamente quando o balanço da tensão de saída atingir o pico máximo e começar a cortar, apenas o overdrive clássico.
Se eu tocar uma onda senoidal (quieta) e começar a aumentar o volume, a impressão que tenho é que, em algum momento, uma onda quadrada da mesma frequência é subitamente "misturada" no som, mas como continue aumentando o volume, a onda quadrada não fica mais alta no mesmo ritmo da onda senoidal; portanto, a distorção fica menos perceptível em contraste.
Não soa como distorção cruzada (quero dizer, é semelhante ao som real, mas o cenário não aponta para isso), os transistores são bem tendenciosos, mesmo demais, 0,2V é um pouco demais para o tensão através dos resistores de saída. E se assim fosse, também haveria problemas em volumes mais baixos, mas o som é perfeito.
Talvez o estágio de saída esteja exigindo muita corrente da saída lm358?
Mas, se for, por que essa distorção não fica cada vez pior?
Não consigo entender isso e as simulações não ajudam, elas mostram apenas recorte após a amplitude de saída atingir + -2,4V, mas com essa amplitude devo obter algo próximo a 80mW RMS no alto-falante do fone de ouvido, que deve ser bastante alto .
Isso soa como a amplitude que recebo nos altos volumes antes do overdrive, então meu palpite é que essa distorção que estou recebendo não aparece na simulação.
Alguma ideia?
Obrigado!
Ps .: Se alguém viu meu problema com o lm358 no meu último post, apenas o ignore, era uma falha no simulador, funciona bem na realidade. Quando digo que as coisas funcionam na simulação, é porque simulei-a com um opamp 741 e um opamp ideal, e o resultado é o mesmo, que a distorção não aparece.
Usando um 741 no lugar deste LM358 na simulação e usando uma fonte de tensão AM com uma portadora de 100Hz e modulação de 1Hz (apenas para ter uma tensão senoidal de amplitude crescente na entrada), plotei a tensão de saída e você pode ver que nenhuma distorção aparece, exceto no overdrive quando ele corta:
Plote na faixa de baixo volume, a escala horizontal é 20ms / Div e a escala vertical é 100mV / Div:
Plote na mesma janela de tempo, mas agora com uma escala vertical de 1V / Div:
Plote com a mesma escala vertical de antes, mas com o tempo (quando a tensão da fonte CA aumenta e atinge a ultrapassagem)
Como você pode ver, nenhuma distorção aparece antes do overdrive
Aqui está a tensão diferencial da plotagem acima de R5 na mesma janela de tempo da primeira plotagem e com uma escala vertical de 200mV / Div:
Como é visível aqui, nessa janela de tempo, o transistor PNP atinge o ponto de corte total, mas isso não causa distorção na saída push-pull real, como mostra o primeiro gráfico.
fonte
Respostas:
Eu suspeito que o seu problema é distorção cruzada, mas vindo do amplificador operacional em vez dos transistores de saída. A folha de dados do LM358 diz: -
Eu construí seu circuito e ele exibiu distorção de cruzamento aproximadamente 0,2V abaixo da linha central do sinal, o que explica por que ele aparece repentinamente à medida que o volume aumenta. Consegui mover a distorção para a parte superior ou inferior da forma de onda (onde ela é quase imperceptível no volume máximo) conectando um resistor de 1kΩ da saída do amplificador operacional a Vcc ou Ground.
Inclinar o amplificador operacional para a classe A reduz a tensão de pico de acionamento em uma direção, o que faz com que o amplificador se encaixe assimetricamente, mas ainda é capaz de produzir saída sem distorção de pico acima de 2V em 32Ω.
fonte