Amplificatore di Bob Cordell

[Federico80]

Salve, facendo riferimento al testo (citato fra i consigliati in questo sito) di Bob Cordell "Designing Audio Power Amplifier", ed. 2011, che ho cominciato a leggere di recente, vorrei fare un paio di domande sul primo diagramma completo di amplificatore audio che si trova a pagina 42 (e ne riporto in allegato la scansione).

1.
Il secondo current source presente nello schematico (quello da 10mA, Q6/Q7) mi genera qualche perplessità (o meglio incomprensione). Intanto noto che la corrente erogata da quella coppia di BJT è esattamente uguale alla corrente che verrebbe prodotta dalla resistenza da 22 in assenza del current source (cioè se al posto del current source ci fosse un banale carico resistivo); infatti lo stadio precedente fa si che (dopo la caduta dei 0.7V della giunzione B-E) ci siano ai capi di detta resistenza, proprio 0.22Volt. Cosa succederebbe a quel ramo di circuito (cui appartiene il cosidetto VAS, ovvero Q4) se ci fosse un mismatch delle suddette correnti ? cioè se il current source imponesse una corrente un po' diversa dai 10mA che si ottengono da 0.22Volt/22 ? e perché ?

ampli.jpg (103.68 KiB) Osservato 1778 volte

2.
Ho implementato il circuito nel simulatore ltspice. Ho notato che il transistor dello stadio VAS (Q4) rimane in regione attiva fintantoché c'è la rete di feedback (R3/R2). Se metto la base di Q2 a massa, Q4 entra in saturazione (il tutto osservato eseguendo la sola direttiva ".op" quindi analisi in DC). Qualcuno sa spiegarmi il perché ?

Fede

[carloc]

Se ci fosse un carico resistivo al posto di Q6/Q7 si avrebbero vari effetti negativi.

Intanto il guadagno dello stadio amplificatore di tensione Q4 sarebbe minore in quanto al carico "ineluttabile" Ro -quello che si vede nella base del finale attivo Q8/10 oppure Q9/11- andrebbe in parallelo appunto la resistenza di polarizzazione Rc.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Questo ancora ancora potrebbe essere sopportabile, il vero problema è che la corrente di base disponibile per i finali NPN Q8/10 diminuirebbe all'aumentare della tensione di uscita diminuendo drasticamente la dinamica positiva, la massima tensione/corrente erogabile al carico.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

in pratica e quindi e si vede che proprio quando servirebbe più corrente ( elevata) ho in realtà minor possibilità di pilotare i finali.

Con generatore di corrente invece la corrente di base disponibile è praticamente costante fino a quando c'è tensione sufficiente a far funzionare correttamente il generatore Q6/7... praticamente fino a circa 1V dall'alimentazione positiva.
Un'altra soluzione che poi è un po' un'altra faccia della stessa medaglia sarebbe il boot-strap...probabilmente sarà trattato altrove nel libro che hai...

Il fatto poi che la corrente generata da Q6/7 sia esattamente uguale a quella assorbita da Q4 non è frutto della divina provvidenza ma neanche dei valori delle resistenze e dei parametri dei BJT, come hai già notato è la reazione negativa che "costringe" Q4 ad assorbire esattamente la corrente necessaria ad avere l'uscita a zero volt sbilanciando/bilanciando opportunamente lo stadio differenziale in ingresso e tenendo tutto l'amplificatore in linearità.

Ad anello aperto puoi simulare una DC-sweep all'ingresso e vedere per quale tensione l'uscita cambia saturazione da positiva a negativa. Nel mondo reale molto difficilmente riusciresti invece a tenerlo bilanciato ad anello aperto a causa delle derive.