La tension fait la loi
RE: La tension fait la loi
Hervé,

les simulations que je fais sur quelques ms ou dizaines de ms donnent des résultats compatibles avec les vôtres, mais si je fais une simu transitoire de 200ms j'obtiens des chiffres de distorsion comparables pour les 3 montages (fichier joint) as tu une explication ?

Avec la copie du spice error log joint, pas immédiatement . Mais peut-être avec le .asc ?

Jean-Marc.
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Hervé.
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RE: La tension fait la loi
Bonjour Hervé,
herve00fr a écrit :Mais je dois dire que je ne suis pas vraiment convaincu par l'aspect "linéarisation" de la résistance d'émetteur.
Le courant du transistor dégénéré contient dix fois moins de distorsion que l'autre, mais il a besoin d'un signal d'entrée dix fois plus important. La transconductance (g) du montage avec résistance est dix fois plus faible que celle du montage sans résistance.
Le rapport distorsion / g est quasiment inchangé.
Ce qui veut dire que pour un signal d'entrée donné et un gain fixé, tu auras grosso modo autant de distorsion avec la résistance de dégénérescence que sans.
Pour avoir une vision plus étendue des choses , j'ai révisé mon schéma en dupliquant le circuit de T2 précédent et en ramenant sa tension d'entrée de 10 mV à 1 mV. Pour l'instant (il est tard...), je n'en tire pas d'autres conclusions que les tiennes.
Je pensais que l'étude de la mise en série d'une résistance avec un émetteur (contre-réaction locale) allait faciliter celle de l'amplification avec contre-réaction globale comportant un simple transistor d'entrée.
Pas si simple...
A+
[Image: attachment.php?aid=27636]


Pièces jointes Image(s)
       
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RE: La tension fait la loi
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Hervé.
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RE: La tension fait la loi
Bonjour Hervé,

J'ai un problème avec tes conclusions d'hier.
Avec les données que j'ai prises pour mes simulations
courant de repos Ic ~ 1 mA,
résistance de dégénération Rg = 0
puis Rg ~ 225 Ω (9 fois le résistance de sortie de l'émetteur),
il faut effectivement, pour retrouver le même courant de sortie qu'avec Rg = 0,
dix fois plus de tension d'entrée quand l'émetteur est avec dégénération de 225 Ω.
Mais dans ce cas, il présente tout de même une distorsion dix fois moins élevée.

Résumé :
gm étant la transconductance du circuit

Vb = 1 mV, Rg = 0 Ω -> Ic = 39.8 µA, gm = 39.8 mA/V, disto = 1.328%
Vb = 1 mV, Rg = 225 Ω -> Ic = 3.97 µA, gm = 3.97 mA/V, disto = 0.013%
Vb = 10 mV, Rg = 225 Ω -> Ic = 39.7 µA, gm = 3.97 mA/V, disto = 0.132%


A+
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RE: La tension fait la loi
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Hervé.
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RE: La tension fait la loi
Bonjour Hervé,

la résistance d'émetteur entraine une diminution de la transconductance totale, mais linéarise le transistor.
Je dirais plutôt que c'est cette transconductance totale diminuée qui est linéarisée, et non (intrinsèquement) le transistor.

En #137, je rappelai le lien entre présence de résistance d'émetteur et étude en schéma bloc d'une contre-réaction locale.
Voici un extrait du livre "Amplificateurs de puissance" de M. Girard qui en partant de schémas bloc, évoque la division de la distorsion après contre-réaction, à même amplitude de fondamental en sortie :
   

Jean-Marc.
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RE: La tension fait la loi
Hello,

La contre-réaction locale par résistance d'émetteur sert également la stabilité thermique. Dans le même ouvrage, avec prise en compte de la loi d'ohm thermique : Re > 0,002·Ualim·Rth. Notamment aux push-pull de sortie de nos conceptions (Rth : résistance de dissipation jonction-ambiant à un transistor).

           

Jean-Marc.
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RE: La tension fait la loi
BOOTSTRAP

Nous reviendrons plus tard sur le comportement d'un circuit transistor+charge résistive d'émetteur
quand on modifie cette dernière.

Mais auparavant, un petit rappel sur ce qu'est une configuration bootstrap appliquée à une résistance.
Cette configuration très astucieuse a, entre autres, été employée dans les circuits amplificateurs
à transistors jusque dans les années 80 pour en augmenter le gain en boucle ouverte.

[Image: attachment.php?aid=27657]

T1, T2 et T3 sont montés en pur émetteur commun.
Une source de tension vbb polarise leur base pour 1 mA de courant de repos
et une tension collecteur moitié de celle de l'alimentation vp

Quand l'interrupteur de bootstrap sw est ouvert, leur collecteur est soumis
à une charge résistive de 20 kΩ constitué de deux résistances en série
R11+R12, R21+R22, R31+R32.

En alternatif,
Pour 1 mV de tension d'entrée vg01, le courant collecteur
Ic d'environ 30 µA et le gain en tension près de 600 fois.

Quand l'interrupteur de bootstrap sw est fermé, le courant collecteur est réduit,
plus de 32 fois pour T1 et T2, 3.7 fois pour T3.
Quant à la tension collecteur Vc, elle est multipliée d'environ 4 fois.

Comme si la charge résistive avait augmenté !
C'est l'effet bootstrap.

Le second transistor de chaque circuit T12, T22, T33 est monté en émetteur suiveur,
il reproduit sur son émetteur les variations de tension de collecteur du premier
transistor Vc1, Vc2, Vc2, avec quelques µV en moins.
La tension émetteur du second transistor est recopiée (via un condensateur de faible
impédance pour les circuits de T1 et T2) à l'extrémité de la résistance R11, R21, R31
opposée à celle reliée au collecteur du premier transistor.
Ces résistances, ne voyant à leurs bornes que des tensions copiées l'une sur l'autre à
quelques µV près, ne laissent donc passer qu'une fraction du courant initial déterminé par Vc.

C'est cette réplique des variations de tension d'un endroit à un autre dans le but de
diminuer les variations de courant qui pourraient en résulter qu'on appelle l'effet bootstrap.
(Définition à revoir).

Dans le premier circuit, l'émetteur suiveur est un NPN comme le premier transistor.
Dans le deuxième circuit, c'est un PNP. Je ne crois pas avoir jamais vu une telle configuration,
c'est dans le livre de Douglas Self "Small signal audio design" 6 ème édition, page 104,
que je l'ai (re-)découverte hier. Je l'ai incluse ici parce qu'elle mène naturellement
au troisième circuit qui ne fait plus appel à des condensateurs.

L'émetteur suiveur reste un PNP, T31, mais son émetteur est relié à l'extrémité
de la résistance R31 opposée à celle reliée au collecteur du premier transistor.
Cette résistance R31 de 678.6 Ω est plus faible que dans les deux premiers cas,
car, en continu, le courant qui la traverse et qui est en même temps le courant de repos
du premier transistor T31 est déterminé par la tension base-émetteur du second, T32.
R32 rétablit à 20 kΩ la valeur de la charge totale du collecteur de T31 sans bootstrap.

La polarité des tensions en divers points est portée sur les figures.
Les valeurs des circuits montrés n'ont pas été optimisées pour une réalisation.

NB : la seconde image en pièce jointe est plus définie


Pièces jointes Image(s)
       
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RE: La tension fait la loi
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Hervé.
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