Pérdida de ganancia del amplificador del emisor

Estoy diseñando un órgano de color y tengo problemas con mi etapa de preamplificación. Mi circuito hasta ahora:ingrese la descripción de la imagen aquí

Para frecuencias bajas, mi sistema funciona bastante bien. Mi voltaje de entrada es de aproximadamente 200 mv pk-pk, y mi voltaje de salida del amplificador del emisor es de aproximadamente 4v pk-pk.

Mi problema es que cuando aumento la frecuencia, la ganancia se reduce drásticamente. Cuando llego al punto de corte de aproximadamente 3 KHz para mi filtro de paso alto, el voltaje de salida de mi amplificador es solo de aproximadamente 800 mv pk-pk y no es suficiente para encender el mosfet.

Todavía estoy aprendiendo sobre la mayoría de estas cosas, entonces, ¿qué estoy haciendo mal? ¿Quizás hay una mejor manera de hacer esto?

Cualquier ayuda es apreciada, gracias!

Respuestas (1)

El problema es que su amplificador tiene una impedancia de salida distinta de cero (como suelen hacer los amplificadores reales), y la carga de los dos filtros (LP y HP) están causando que el voltaje de salida caiga.

Para solucionar esto, ajuste los valores de su filtro para que las frecuencias permanezcan iguales pero la impedancia a tierra sea mayor. Por ejemplo, intente aumentar la resistencia en los filtros por un factor de 10 o 100 y disminuya la capacitancia por la misma cantidad.

Esta modificación cargará menos el amplificador de búfer y le dará una respuesta de prefiltro mucho más plana.

Debido a que me gusta mucho LTSpice, aquí están las simulaciones relevantes (ignoré el MOSFET, no debería cambiar demasiado las cosas. Sin embargo, cambiará las cosas un poco y debería verificar eso):

El circuito original:Simulación original

La respuesta de frecuencia. No tan bien.Respuesta original

Aumentando las impedancias del filtro (aumentando las resistencias, disminuyendo los capacitores), pero manteniendo las frecuencias del filtro original (que ahora deben ajustarse, por cierto, ahora que la carga en la etapa del búfer ha cambiado. Sugiero cambiar C3 a ~47nF para tirar de la esquina del filtro hacia abajo).Simulación mejorada

Como dije anteriormente, deberá reajustar las esquinas del filtro. Debido a los cambios de impedancia (las impedancias del filtro interactuaban con la tapa de salida y otras cosas), las esquinas del filtro se han movido.Respuesta mejorada

Más ediciones:

Después de inspeccionar el análisis de transitorios, es evidente que su amplificador de transistores está recortando (no quiere esto, obtendrá armónicos desagradables en los filtros y conducirá a un órgano de color no tan bueno).

Querrás ajustar esa primera etapa para que no tengas tanta distorsión. (O vaya por la ruta fácil y use un amplificador operacional).

¡Muchas gracias por tu profundo análisis! Agregaré un poco más de impedancia a mis filtros y veré si eso lo mejora. Estaba al tanto del recorte, pero como solo estaba en el ciclo negativo y por falta de tiempo, opté por ignorarlo. Me encantaría usar un LM741 o algo así, pero creo que necesita un Vcc negativo. No estoy seguro de cómo implementar eso porque solo tengo 5v y tierra. ¿Cómo podría obtener -5V?
Manténgase alejado del LM741, es un amplificador operacional antiguo, no tan bueno. Puede usar un amplificador operacional de riel a riel (que no requiere un suministro negativo) y sesgar la entrada hasta 2.5V (y acoplar capacitivamente la salida), o puede crear un suministro negativo. Si todo lo que tiene es un riel de +5 V, hay inversores de capacitores conmutados (660 es la parte más común) que le darán un riel de -5 V sin demasiado problema. Pero necesitan mucha capacitancia.
Ok gracias por la información y toda su ayuda! Lo investigaré.
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