DC-biasering av chipbaserade förstärkare

[ollenorell]

Om man bygger exempelvis en chipamp kan det vara bra att koppla en filmkondensator i serie med signalen på ingången (C1), och sedan ett motstånd till jord efter (R2). Det heter väl första ordningens RC-filter tror jag.
Dels för att blockera eventuell DC, och dels för att få rätt DC-biasering, vad nu det är för något (Och det verkar bero på vad förstärkarkretsen har för sorts ingång, J-Fet eller så...)
Dessutom är det bra med ett högpassfilter med, för ev. radiofrekvenser. (R1 och C2)

Såhär allltså:


Bra DC-biasering kan man ju också uppnå utan seriekondensatorn om man använder DC-servo, men det kan jag tycka är lite väl komplicerat om man bara ska bygga en enkel chipamp.

Följande formel används för beräkning av gränsfrekvens:
f=1/(2*pi*R*C)

Alltså bestäms filtrets undre gränsfrekvens enbart av R och C.
Ju större värden på R och C ju lägre i frekvens kommer förstärkaren nå, alltså närmare mot DC.

Använder man en foliekondensator, exempelvis polypropylen blir de lätt ganska stora på kortet. Redan 1µF är rätt stora.

Då kan man ju använda stort R istället, för det är ju mycket lättare tänker jag

Jag har kollat på två rifa-kondesatorer av polypropylentyp.
Elfa: 65-576-15
Kapacitans: 0.150µF, 250V, 5mm grid, 40 V/µs

Elfa: 65-576-64
Kapacitans: 1,0uF, 250V, 15mm grid 120 V/µs

En liten och en stor, både sett till mått och kapacitans

0.15µF kondensatorn ger en undre gränsfrekvens om 2Hz om man väljer 500kohm.

Med 1µF-kondensatorn kan man istället välja 80kohm för samma gränsfrekvens. (2Hz)

Båda ger runt 2Hz. Frågan är vad som är bäst? Gör det något om man har stort R? Ger det någon nackdel?

Anledningen att jag frågar är att jag gärna vill välja den lilla kondensatorn för att den passar mycket bättre in på ett kort jag caddar.

Edit: Trådtitel

[Michael]

Jag tycker LP filtret bör ligga först. Sedan bör man nog se till så båda sidor om kondingen har motstånd mot jord.

Om det duger med polyester kondingar, så kan du få större värde i liten kapsel. Undvik Rifa's vita hos Elfa (nej, jag kan inte redovisa vetenskapligt korrekt rapport för detta 'tips', men lyssningstester har gjorts (blinda)). Sedan finns ju bipolära kondingar.

//Michael

[faulhund]

Dessutom har du förmodligen en kondensator till jord i motkopplingskretsen, så att DC-förstärkningen blir ett. Därmed behövs i alla klassiska förstärkare inget DC-servo. Men du får ytterligare ett första ordningens högpassfilter vid några hertz.
Och någonstans i förstärkarkedjan behöver man ju ett högpassfilter. Annars skulle man ju försöka återge bucklora i vinylen förstärkta, vilket jag en gång gjorde med brända säkringar i nätdelen som följd: http://www.faktiskt.se/modules.php?name ... 255#754255

[conny_a]

0.15µF kondensatorn ger en undre gränsfrekvens om 2Hz om man väljer 500kohm.

Med 1µF-kondensatorn kan man istället välja 80kohm för samma gränsfrekvens. (2Hz)

Båda ger runt 2Hz. Frågan är vad som är bäst? Gör det något om man har stort R? Ger det någon nackdel?

Anledningen att jag frågar är att jag gärna vill välja den lilla kondensatorn för att den passar mycket bättre in på ett kort jag caddar.

Med stora resistanser är risken att läckströmmar i kapacitansen samt brus och störningar kommer in lättare i din konstruktion. Då blir inte filterverkan alldeles linjär längre.

Sedan vore det trevligt att få se hur det ser ut före ingången och efter amp:en. Man kan optimera ingångsfilter rätt väl om man känner till vad man har för källa resp. vad man lastar med.

[Flint]

Med stora resistanser är risken att läckströmmar i kapacitansen samt brus och störningar kommer in lättare i din konstruktion. Då blir inte filterverkan alldeles linjär längre.

Vad menar du med stor resistans i det här fallet? Hur många ohm?

[conny_a]

Med stora resistanser är risken att läckströmmar i kapacitansen samt brus och störningar kommer in lättare i din konstruktion. Då blir inte filterverkan alldeles linjär längre.

Vad menar du med stor resistans i det här fallet? Hur många ohm?

Det beror på vilken typ av kondingar man väljer och hur kretslösningen ser ut i stort. Med låg läckström kan man ha högre resistans.

I min elektroniska värld från 80-talet var det mesta över 100k högst tveksamt att stoppa in i en konstruktion utan att behöva räkna på kretslösningen lite extra.

[Naqref]

Jag tycker LP filtret bör ligga först. Sedan bör man nog se till så båda sidor om kondingen har motstånd mot jord.

Jag tycker tvärtom att det ser bra ut.

Fördelen med denna ordning är att inimpedansen sätts enbart av R2 och att man inte får den dämpningen som annars bildas mellan R1 och R2.

Och lp-filtret bestäms i princip bara av C2 och R1. Samt hp-filtret bestäms i princip bara av C1 och R2.

Dc-biaseringen blir R1 + R2.

Har man mosar på ingången så kan man i princip strunta i dc-biaseringen. Har man bipolära trissor på ingången så blir det mer relevant att hålla koll på dc-biaseringen och det blir mer viktigt ju högre resistanser man har. Jag tycker man bör hålla sig till ett R2 på max 47k och ett R1 på max 10k.

Sätter man en konding i återkopplingsslingan som drar ner förstärkningen till 1 vid låga frekvenser så kan man räkna ut biaseringen lätt då återkopplingsmotståndet (från utgången till minusingången) ska vara lika med R1+R2.

hp-filtreringskondingarna kan faktiskt vanligen vara gjord med normala icke bipolära ellytar.

[RogerGustavsson]

R1 på 10k är väl i högsta laget? Kan väl ge lite brus om förstärkningen i steget är (olämpligt) hög?

[ollenorell]

Tack för alla bra svar! Nu ska jag tänka igenom vad ni sagt lite ytterligare så det sjunker in ordentligt

[Pabo]

Motstånd till jord innan kondensatorn är till för att hålla kondensatorn urladdad då signalkabel ej är ansluten. Utan detta motstånd kan det uppstå åskknallar när man labbar med kablar. Dessutom finns faktiskt risk för att ta sönder signalkällan.

Två problem med högohmig DC biasering.

- Förstärkarens ingång har en DC bias ström och ju högre resistans desto högre blir denna DC insignal.
- Strömbruset i ingångssteget skapar ett högre spänningsbrus med ett högohmigare biaseringsmotstånd.

Håll dig till 20k, det fungerar alltid. Motståndet innan kondingen kan vara 100k.

[ollenorell]

Tack Pabo, nu har jag något att gå efter! (lite sent svar av mig dock )