La distorsión cruzada regresa cuando se aplica carga

Construí un pequeño amplificador de audio usando un OPA2134PA como preamplificador para controlar un par complementario de Mosfets ( IRF9540NPBF e IRF540NPBF ). He polarizado mis Mosfets usando dos resistencias de 10k y 6 diodos. También alimenté parte de mi salida Mosfet combinada a la entrada inversora del OpAmp. La salida se ve muy bien en todo el rango audible de 20 Hz a 20 000 Hz hasta que le coloco una carga de baja impedancia (8-10 ohmios).

Mi pregunta es: ¿ Se espera el regreso de la distorsión cruzada cuando se aplica una carga y hay alguna forma de mitigarla?

Amarillo : Señal de entrada del generador
Azul : Señal de salida combinada de Mosfets.

Sin carga, la salida se ve bien: ingrese la descripción de la imagen aquí

Con una carga de 10 ohmios, la distorsión vuelve: ingrese la descripción de la imagen aquí

Representación bastante precisa de mi etapa de salida:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Se necesita más polarización o un opamp mucho más rápido o ambos.

Respuestas (3)

Eso no es completamente irrazonable. Su distorsión parece durar alrededor de 3 usec.

Primero, su voltaje de polarización (3 caídas de diodo) es de aproximadamente 2 voltios. Tenga en cuenta que la hoja de datos proporciona 2 voltios como umbral mínimo de puerta, y podría ser tanto como 4. A altas impedancias de carga, los FET están lo suficientemente cerca como para encenderse y no ve nada, pero eso no es suficiente a baja impedancias

Una cosa obvia para intentar es agregar un par de diodos más. Esto posiblemente tendrá un serio inconveniente: la disipación excesiva de energía. YMMV.

Otro tema a considerar es el amplificador operacional. Su unidad parecería tener una velocidad y velocidad de giro adecuadas, pero recuerde que está alimentando una capacitancia de compuerta MOSFET combinada bastante grande (~4000 pf), por lo que puede tener dificultades para mantenerse al día en la transición cero.

Le sugiero que vuelva a ejecutar las mediciones de su osciloscopio, pero esta vez también mire el voltaje de salida del amplificador operacional. Puede que te sorprenda lo que ves.

Es mejor abordar el rendimiento de bucle abierto antes de que entre el opamp. El aumento de la corriente inactiva es bueno. Ejecuto alrededor de 600 mA en los circuitos de radio de mi automóvil. Esto significa que la operación es principalmente de clase A. Coloque una tapa de 1 microfaradio entre las puertas para reducir distorsión a corrientes de ralentí reducidas.

¿Quieres decir entre las puertas mismas o de cada puerta al suelo?
Yo siempre he puesto la gorra puerta a puerta.

Muchos amplificadores utilizarán esta técnica para superar la distorsión cruzada: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

La etapa del controlador de los MOSFET también alimenta la salida, pero a través de algo así como 100 ohmios. Esto significa que hace el trabajo de bajo nivel alrededor del punto de cruce y los MOSFET solo entran en juego cuando el nivel de salida requerido está fuera del par medio de voltios del rango de la fuente de alimentación.

Si su controlador puede producir (digamos) +/- 15 voltios pico, entonces puede, en una carga de 10 ohmios (y a través de una resistencia de alimentación de 100 ohmios), entregar +/- 15 x 10/110 voltios = +/- 1.36 voltios, es decir suficiente para lidiar con el cruce.

Este sería mi método preferido, pero una mayor polarización de MOSFET es algo que también debe considerarse, así como un circuito de controlador más rápido.