Warum ist die Kollektor-Rückkopplungsvorspannung in Elektret-Mikrofon-Vorverstärkerschaltungen beliebt?

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Ich habe einige einfache Elektretmikrofonmodule und habe mit Audioverstärkern experimentiert. Ich habe gegoogelt, um einige Beispielschaltungen zu finden, und ich habe festgestellt, dass die meisten von ihnen der obigen Schaltung ähneln. Ich habe dieses gebaut und es funktioniert gut. Wenn ich mich nicht irre, wird diese Schaltung unter Verwendung der Kollektor-Rückkopplungsvorspannung vorgespannt.

Auf der Suche nach einer Schaltung habe ich festgestellt, dass die meisten Elektretmikrofonverstärkerschaltungen die Kollektor-Rückkopplungskonfiguration verwenden. Ich frage mich, warum es so beliebt ist, gegenüber anderen normalerweise häufigeren Konfigurationen wie der Spannungsteilervorspannung. Ich verstehe, dass die Verwendung von Rückkopplung in dieser Konfiguration dazu führt, dass der Verstärker stabiler ist, aber hätte eine Spannungsteilervorspannung nicht den gleichen Vorteil?

S. Rotos
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Beachten Sie, dass es keinen Emitterwiderstand gibt. Eine Spannungsteilervorspannung wäre daher aufgrund von Schwankungen der Vbe eine Herausforderung.
Jack Creasey
@JackCreasey Warum also nicht einen Emitterwiderstand einsetzen und weiterhin einen Verstärker mit Spannungsteilervorspannung entwerfen?
S. Rotos
Sie könnten sicherlich. Allerdings stellen Re und Rc jetzt die kleine Signalverstärkung ein und wenn Sie Re umgehen, haben Sie 3 Komponenten hinzugefügt. Haben Sie davon profitiert?
Jack Creasey
Mindestkosten. Mindestmaß.
Russell McMahon
"Weniger Teile, weniger Pannen", lautet das alte Philco-Motto
Phil Freedenberg,

Antworten:

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Die meisten Hobbykreise, die man beim Googeln findet, sind Mist, der aus zweifelhaftem Basteln stammt und dann voneinander kopiert wird. Der Vorspannungspegel dieser Schaltung ist von BJT zu BJT nicht sehr vorhersehbar (was bedeutet, dass er je nach Kapselempfindlichkeit und tatsächlichem Schalldruckpegel auf die eine oder andere Weise auf einem hohen Pegel liegen kann), und die Verzerrung ist relativ schlecht (aufgrund des Fehlens von negative Rückkopplung oder Emitterdegeneration).

Der JFET (innerhalb der Kapsel) ist viel weniger problematisch, da die Signalpegel im mV am Drain liegen, sodass der Signalstrom einen sehr kleinen Prozentsatz der Vorspannung ausmacht.

Suchen Sie nach kommerziellen Vorverstärkerschaltungen oder (im Allgemeinen viel teureren, aber auch leistungsfähigen) Anwendungshinweisen von Unternehmen, die versuchen, Chips zu verkaufen. Zum Beispiel diese Schaltung von Maxim. TI hat auch einige Designs.

Spehro Pefhany
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Diese Schaltung garantiert, dass Vce größer als Vbe ist.

Über den VDD-Bereich von 3V bis 9V.

Egal was der Transistor BETA ist.

Egal wie hoch die Temperatur ist.

Nur ein defekter Transistor oder ein sehr undichter Transistor kann dieses negative Rückkopplungs-Gleichstromverhalten durcheinander bringen.

Beachten Sie, dass die Verstärkung effektiv die Rfb / Rsource ist, es sei denn, die Rfb ist mittig abgegriffen und ein großer Kondensator wird verwendet, um den Centertap zu umgehen.

analogsystemsrf
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Elektreten integrieren einen gemeinsamen Source-Verstärker mit einem Verstärkungs-Drain R wie 10k, der hier für V + verwendet wird. Dies ergibt 1 mV bis 10 mV bei nominaler Verwendung.

Ihr gemeinsamer Emitter-CCT verwendet einen kleinen Sig-Eingang, um eine Verstärkung von fast 20 dB zu erzielen.

Die Open-Loop-Verstärkung Aol ist Rc / Rbe, die für den Basisstrom von Rf (= R2) abhängt. **

Die Verstärkung im geschlossenen Regelkreis beträgt fast = -Rf (100 k) / Rin (10 k) = –10.

Negative Rückkopplung erfordert viel Aol, um die Fehlerschätzungen für die Verstärkung des R-Verhältnisses zu reduzieren. Operationsverstärker haben 10e6 und dies ist eher 10e2. Somit kann ich fast einen Gewinn von 10 sagen. Oder nah genug für die Regierungsarbeit.

Das Hinzufügen von Re ist hier kein Vorteil.

Hinzufügen einen Pull-up - Rb ** auf VCC ist eine Verbesserung gegenüber Ib so Aol und damit höheren ACLs von 30 50 oder sogar 100 ist möglich , durch Design mit entsprechenden Impedanzverhältnissen und Super-Beta - Transistoren wie die alten 2N5088, mit Gold dotiert Elektroden, aber möglicherweise nicht notwendig.

Eine negative Rückkopplungskonfiguration ergibt <0,1 bis 1% THD im Vergleich zu "H-Vorspannung", was ~ 10% THD ist, was leicht durch die Asymmetrie der Spitzenspannungsausgänge der Wechselstrompaare beobachtet werden kann. "! (Eines Sinus-Eingangs)

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
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Nur Kommentar: Die Verstärkung beträgt 38,4 x V_R3, sodass die Verstärkung von 100 bei Vcc-3V-Headroom fast Null ist (als V_r3> = 2,6 V). Mit steigendem Vcc ist mehr Verstärkung möglich.
Russell McMahon
Die Acl-Verstärkung ist ein Impedanzverhältnis von 1 / (Aol + 1) Rf '/ Rin' unter Verwendung äquivalenter Impedanzen, so dass die 10k wichtig sind, aber mit Rb zu
Vcc erhöht werden können
Die Verstärkung beträgt 38,4 (Geben oder Nehmen) x Spannung am Kollektorwiderstand, da die Impedanz des Emitterübergangs 26 / Ie Ohm beträgt. dh 26 Ohm bei 1 mA, 13 Ohm bei 2 mA usw. Die maximal mögliche Verstärkung beträgt also 38,4 x Vcc bei null Headroom, also etwas weniger als im wirklichen Leben und im Idealfall viel weniger.
Russell McMahon
OK, ich verstehe. Wenn ich Rc = 0,5 Vcc / Ic und Rbe = 0,026 / Ie mit Aol = - Rc / Rbe ~ = -0,5 Vcc / 0,026 = 63 lasse, denke ich, dass ich niedrige Vcc vergessen habe und 50 es für Acl mit 1% THD drückt . TY @RussellMcMahon
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75