Bene, come ho detto, mi devo prima cimentare sul uso del LTSpice. Altrimenti non riesco a seguire tutti i perche ed i percome. Come detto prima, la mia pretesa non e soltanto avere un oggetto funzionante, ma capire anche tutti gli aspetti e tutte le scelte, per riversargli , all'ocorrenza, su altri eventuali futuri progetti.
Originariamente inviato da jorge toribio - 06/10/2009 : 16:51:27
E` cosa buona e giusta...
Ma occhio: imparare ad usare un simulatore NON serve per imparare a capire come funziona un circuito ed il suo uso NON puo` prescindere dalla comprensione del circuito (altrimenti si rischia di fare castronerie clamorose che funzionano solo sul simulatore...).
Condizione necessaria e sufficente per comprendere qualsiasi circuito e` la conoscenza delle basi dell'elettronica: legge di Ohm, principi di Kirchoff e teoremi di Thevenin e Norton. E` tutto li`, anche il piu` complesso dei circuiti segue sempre le stesse leggi fondamentali.
A questo punto, per essempio, ho dei seri dubbi che questo circuito a due stadi, con quellle valvole, possa diventare un integrato capace di gestire direttamente l'uscita di un CDP...
non vedo perche`. I problemi relativi a guadagno / banda passante / impedenza di ingresso sono assolutamente gli stessi che hai anche con l'altro e sono legati allo scarso guadagno dei tubi finali e quindi alla necessita` di avere molto guadagno "concentrato" su un unico stadio, che e` anche quello di ingresso.
In entrambi i casi l'unica "soluzione" per evitare queste rogne e` aumentare il numero di stadi dotati di guadagno.
Ad esempio, nel "tuo" schema "classico" potresti sostituire il tubo di ingresso con uno dotato di guadagno minore (1) ed aggiungere un driver (bilanciato...) dotato di guadagno (2) a valle dell'invertitore di fase.
Il minore guadagno dello stadio di ingresso (1) ti risolve i problemi di impedenza di ingresso e banda passante, mentre lo stadio driver aggiunto (2) elimina i problemi legati allo swing di tensione richiesto all'invertitore a carico ripartito nonche` gli sbilanciamenti conseguenti al pilotaggio "diretto" delle finali con tale invertitore.
Insomma, semplicemente aggiungendo uno stadio hai ottenuto un circuito che non ha problemi... e che (guarda caso) e` niente altro che il classico schema Williamnson. ; )
Viceversa, nello schema "tutto bilanciato", ti basta aggiungere un altro stadio in ingresso per eliminare i problemi di interfacciamento (impedenza di ingresso / banda passante). Ad esempio, potresti aggiungere un invertitore di fase a carico ripartito... ; ) ed anche in questo caso finiresti con l'avere una configurazione simil-Williamnson! :o
Oppure lo puoi configurare come finale puro e duro (usando un tubo con meno guadagno nel primo stadio...) e poi "aggiungere" un altro stadio (che puo` anche essere un semplice catodo comune) sotto forma di un preamplificatore.
Fare un integrato con due soli stadi di guadagno (poco cambia se Single-Ended o Push-Pull) con tubi finali dotati di basso guadagno e` sempre fonte di limitazioni e compromessi, c'e` poco da fare.
In questo caso, pero`, la soluzione tutto-bilanciato ti permette di eliminare uno stadio (l'invertitore a carico ripartito) nonche` tutte le rogne conseguenti all'uso di tale circuito per pilotare direttamente le finali, limitando rogne e compromessi ai soli problemi di interfacciamento in ingresso... a livelli tutto sommato ancora gestibili (il problema si riduce al dover usare in ingresso un potenziometro da non piu` di 50K, cosi` che l'impedenza vista dalla griglia del tubo di ingresso non superi una 10ina di K e quindi la banda passante si mantenga su valori accettabili).
Insomma, la versione postata ancor prima , quella con soluzioni "tradizionali", so che funziona, e perchè. Questa , "differenziale" con CM e CCS, no, e ci devo masticare sopra ancora un bel pò..
Se sono il CM ed i CCS a "confonderti", puoi tranquillamente "studiare" il circuito in forma semplificata mettendo delle semplici resistenze al posto di entrambi. Ovviamente un circuito siffatto avrebbe prestazioni nettamente inferiori, ma funziona esattamente allo stesso modo. Se capisci quello, la comprensione dell'altro viene di conseguenza.
Un CCS non e` altro che un circuito che si comporta come una resistenza di valore molto elevato nei confronti dei segnali variabili mentre offre una caduta di tensione (cioe` una resistenza) modesta rispetto alla DC. Usando un CCS ottieni cioe` lo stesso identico effetto che avresti mettendo una resistenza di grande valore (da un 100io di K a 10ine di Mohm a seconda del circuito utilizzato...), senza pero` avere la grande caduta di tensione in DC (e quindi l'elevata potenza dissipata) che avresti con la resistenza.
Lo specchio di corrente e` una cosa analoga: sono due "resistenze" che si comportano diversamente a seconda del segnale che ci passa. Per cominciare, ciascuno dei due rami assume valori maggiori o minori di resistenza a seconda della corrente che passa nell'altro: se le due correnti sono uguali, le due resistenze assumono valori bassi. Se viceversa la corrente in un ramo "cerca di crescere" (o decrescere) piu` dell'altra, la resistenza del ramo in cui la corrente tende ad aumentare cresce in modo da contrastare la variazione (differenziale) ed in definitiva mantenere quindi ancora uguale la corrente che scorre nei due transistors. Il circuito invece NON reagisce a variazioni "contemporanee" di entrambe le correnti nella stessa direzione (cioe` alle variazioni di "modo comune").
Quando metti una cosa del genere "sopra" un LTP ("Long Tail Pair" , cioe` differenziale) che ha un CCS "sotto" cio` che accade e` che, a riposo, le "resistenze" dei due rami del CM "si aggiustano" in modo che le correnti DC nei due "rami" (tubi, in questo caso) del differenziale siano uguali tra loro (supponendo che il carico sia accoppiato in AC, ovviamente ciascuna sara` pari alla meta` della corrente che scorre nel CCS... diversamente ci sono da considerare le eventuali correnti DC che vanno verso il carico).
Il CM "non si oppone" ("non reagisce", offre poca resistenza) alle variazioni di corrente "di modo comune" (sbilanciate, in fase). Cioe` a quelle che avvengono allo stesso modo in entrambi i rami (ad esempio eventuali variazioni della corrente del CCS, se queste fossero possibili). Rispetto a tali variazioni, e` come se sugli anodi ci fossero due resistenze di valore molto basso. In pratica,
per tali segnali, e` come se gli anodi fossero collegati all'anodica con resistori di valore molto basso.
Viceversa, il CM "si oppone con tutte le sue forze" ("reagisce", offre molta resistenza) a qualsiasi variazione di corrente "di modo differenziale", cioe` bilanciata, in controfase. Cioe` a quelle che avvengono in senso opposto nei due rami del differenziale. Rispetto a tali variazioni e` come se sugli anodi ci fossero due resistenze di valore molto elevato (e` come se ci fossero due CCS).
Quindi, poiche` la corrente "sotto" (nel ramo comune) non puo` cambiare a causa del CCS e quella "sopra" (attraverso il CM) non puo` cambiare in modo differenziale, cosa succede se si "modula" (si applica segnale alla grglia di) un tubo?
Semplice, tutta la corrente di segnale (di uscita) e` costretta a richiudersi sul carico!
Ricorda lo schemino (in ASCII-art
) del circuito equivalente in AC... per l'AC il CCS sotto e` (quasi) un circuito aperto e quindi e` (quasi) come se non ci fosse. I due catodi sono uniti insieme, e la corrente di segnale non puo` che attraversare un tubo e poi l'altro. Sugli anodi, il CM "blocca" qualsiasi variazione differenziale... e quindi anche il CM e` come se non ci fosse: gli anodi vedono "solo" il carico offerto dallo stadio successivo.
Quindi, in un certo senso puoi vedere il primo tubo come un invertitore a carico ripartito (con carichi dinamici elevatissimi costituiti dal CM sopra e dal CCS sotto) accoppiato direttamente ad uno stadio di guadagno con griglia a massa, il cui carico anodico e` costituito dall'altro ramo del CM.
Poiche` l'uscita risultante (sull'anodo del tubo con la griglia a massa) ha fase invertita rispetto a quella dell'anodo del primo tubo, il CM NON si lascia attraversare da tali variazioni di corrente... che quindi non possono che andare verso i rispettivi carichi (stadio successivo) e di li` richiudersi su se` stessi (cioe` andare dall'anodo del primo tubo a quello del secondo) attraverso la connessione comune di massa dell'ingresso dello stadio successivo - cioe` attraverso le due Rg dello stadio successivo che di fatto costituiscono le Ra del primo stadio! (per la sola AC di modo differenziale).
Spero di essere riuscito a spiegare la cosa in modo piu` o meno comprensibile...
se hai dei dubbi, chiedi!
BTW: un'altra trattazione semplice degli amplificatori differenziali (e proprio a tubi, sebbene non cambi nulla) la trovi e.g. su
TubeCAD.
Ciao,
Paolo.
Ciao, Paolo.
«Se tu hai una mela, e io ho una mela, e ce le scambiamo, tu ed io abbiamo sempre una mela per uno. Ma se tu hai un'idea, ed io ho un'idea, e ce le scambiamo, allora abbiamo entrambi due idee.»
si`, sei gia` "al pelo" con 50K! (Req ~= 12.5K)
per cui occhio comunque! 