หัวข้อ: การป้อนกลับโดยใช้กระแส-เคอเร้นฟีดแบก

[ออดิโอแมน]

VFB  มีข้อจำกัดตรง แบนด์วิธครับ เพราะมันอ่อนไหวต่อ C แฝงในตัวอุปกรณ์

CFB ได้เปรียบตรง speed & แบนด์วิธ  แต่เนื่องจากเอากระแสไปป้อนกลับ ทำให้ คุมออฟเซตยากกว่า VFB

รวมถึง input noise แย่กว่า VFB

ถ้าต้องการ low noise มากๆ VFB จะได้เปรียบกว่า

แต่อย่างแอมป์ เราไม่ต้องการ  low noise  นัก   ออฟเซตก็ยอมให้มีได้

ข้อดีด้าน  speed & แบนด์วิธ เลยน่าสนใจ  ถ้าเอามาทำแอมป์  ข้อเสียก็ลืมๆไปได้

ความจริงน้า Ohm ก็ได้สรุปไปแล้ว แต่ลิงค์ของฝรั่งรายนี้เจาะลงรายละเอียดลึก คงพอเข้าใจ current feed back ดีขึ้นกว่าเดิมนะครับ ถ้าต้องการแอมป์แบบนี้ก็มีมาร้าน ยามาฮ่า ล่ะครับ จัดวงจรแบบสมมาตรด้วย

แต่เอ เคยมีคนวิจารย์ไว้ว่า magnet จัดวงจรแบบสมมาตรอย่างสมบูรณ์ เลยทำให้เสียงออกคม แข็ง ไหง ยี่ห้อของยี่ปุ่นสองยี่ห้อนี้ ไม่ถูกวิจารณ์เสียงว่าเหมือน magnet มั่งล่ะ

[ออดิโอแมน]

รูปที่ 15 แสดงตัวอย่างของวงจรป้อนกลับโดยใช้กระแสของ op amp

            รูปที่ 15 แผนผังวงจรของตัวขยายสัญญาณแบบป้อนกลับโดยใช้กระแส

วงจรนี้เป็นวงจรสมมาตรอย่างสมบูรณ์ เพื่อยกระดับคุณสมบัติของ DC และลดฮาร์โมนิกดิสทอร์ชั่น
ทรานซิสเตอร์ Q1 ถึง Q4 จัดวงจรแบบอินพุทบัฟเฟอร์ A1 มีเกนขยายทางแรงดันประมาณ 1 มากที่สุด ขาเบสของ Q1 และ Q2 ทำให้เป็น non-inverting input ที่มีอิมพีแดนซ์สูง ขาอิมิเตอร์ของ Q3 และ Q4 ทำให้เป็น inverting input ที่มีอิมพีแดนซ์ต่ำ เนื่องจากจัดวงจรแบบสมมาตร กระแส error current i_ ถูกส่งต่อไปยัง current mirrors ทั้งสองชุด (Q9/Q10 และ Q11/Q12) และส่งไปยัง summing point บนขาเบสของ Q5 และ Q6
transresistance RT มีอิมพีแดนซ์สูง ซึ่งสิ่งนี้คืออินพุทอิมพีแดนซ์ไปยังเอ้าพุทบัฟเฟอร์ A2 ประกอบไปด้วย Q5 และ Q8 ดังนั้น ทำให้บัฟเฟอร์นี้มีเกนขยาย สงแรงดันเข้าใกล้ unity gain คือเข้าใกล้ 1 transcapacitance CT เป็นค่าของตัวเก็บประจุแฝงภายในที่อินพุทของ Q5 และ Q6 บวกด้วยตัวเก็บประจุ CD1 และ CD2 สอ่งนี้จะเป็นตัวกำหนด phase margin ที่จำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าตัวขยายมีเสถียรภาพ ณ เกนที่กำหนดและโหลด RL ต่อเข้าที่เอ้าพุท
ตัวต้านทาน RF1 โดยปกติทั่วๆไปแล้วเป็นตัวกำหนดเกน ในขณะที่ตัวต้านทาน RF2 จะถูกเลือกให้มีค่าที่ทำให้ bandwidth และ/หรือ slew rate มีค่าที่เหมาะสมที่สุด

ท้ายที่สุดนี้ พอจะกล่าวได้ว่าวงจรขยายแบบป้อนกลับโดยใช้กระแสถูกใช้บ่อยๆใน inverting mode สิ่งนี้ถูกนำไปใช้สำหรับ inverting conventional op amp (อันซึ่ง ขาเบสของ Q1 และ Q2 ต่อวงกราวน์ ในขณะที่ปลายด้านต้ำของ RF1 ถูกต่อเข้ากับสัญญาณอินพุทแทนที่จะต่อเข้ากับกราวน์) มันทำให้เห็นว่า Q3 และ Q4 ถูก coupled ในแบบคอมม่อนเบส ตามที่ bandwidth มีค่าสูงมากๆ และสูงกว่าสำหรับการจัดวงจรแบบ non-inverting ผลสะท้อนกลับมีว่าอินพุทอิมพีแดนซ์มีค่าต่ำมากๆ (ประมาณเท่ากับ RF1)

[ออดิโอแมน]

บล็อคไดอะแกรมที่มีรายละเอียดเพื่อที่จะใช้ในการอธิบายว่าวงจรขยายแบบนี้ทำงานอย่างไร ได้ถูกแสดงในรูปที่ 13 ตัวต้านทาน RT ใช้แสดงค่า transresistance (น่าจะหมานถึงวงจรขยายแบบเปลี่ยนแรงดันให้เป็นกระแส) ซึ่งมักจะปรากฎในดาต้าชีตบ่อยๆ ปกติจะมีค่าค่อนข้างสูง (มี่าหลายร้อยหลายพันกิโลโอมห์ เป็นเรื่องที่ไม่ผิดปกติ) ตัวเก็บประจุ CT ใช้แสดงค่าตัวเก็บประจุภายในและตัวเก็บประจุที่ถูกใส่เพิ่มเติมเข้ามาในวงจร เพื่อให้มีเสถียรภาพดีขึ้น

        รูปที่ 13 แสดงบล็อคไดอะแกรมของวงจรขยายแบบป้อนกลับโดยใช้กระแส

ค่าของตัวเก็บประจุโดยปกติธรรมดาแล้วจะมีค่าน้อยมากๆ (ประมาณ 2-3 พิโคฟารัด) ค่าของ RT จะมีค่ามาก ถึงจะเพียงพอ
หมายเหตุ กระแส i3 เกิดจากการเก็บประจุและการคายประจุของตัวเก็บประจุ สิ่งนี้เป็นการกำจัดกระแสของตัวกำเนิดกระแสด้วยเป็นไปด้วยกัน มันเป็นคำอธิบายของค่า slew rate ที่สูงด้วย ตัวต้านมาน R_ ในรูปแสดงความต้านทานเอ้าพุทของบัฟเฟอร์ กระแสที่ไหลผ่านตัวมันเป็น mirrored ผ่านวงจรเครือข่าย transconductance (RT, CT) และทำให้เกิดแรงดันอินพุทของบัฟเฟอร์ A2 สิ่งนี้เป็น voltage follower ดังนั้น แรงดันอินพุทและแรงดันเอ้าพุทเกือบๆ จะเท่ากัน
รูปที่ 14 ได้แสดง close loop gain ซึ่งเป็นฟังก์ชั่นของความถี่ โดยแสดงเกนสองเกนที่แตกต่างกัน มันแสดงให้เห็นว่า bandwidth เกือบจะไม่ขึ้นกับค่าของ close loop gain ดังที่ได้กล่าวมาแล้วจ้างต้น มันเป็นความแตกต่างกันอย่างมากกับวงจรป้อนกลับแบบใช้แรงดัน

               รูปที่ 14 เกนที่แตกต่างกันสองค่าของวงจรขยายสัญญาณแบบป้อนกลับด้วยกระแส

[ออดิโอแมน]

             current feedback - การป้อนกลับแบบใช้กระแส

มีการออกแบบวงจรที่มีการป้อนกลับโดยใช้กระแส-current feedback เพิ่มมากขึ้นตามข้อเท็จจริงที่ปรากฎขึ้นว่า current feedback ถูกนำไปใช้แทน voltage feedback อันซึ่งถูกนำไปใช้ในวงจร op amp แบบดั้งเดิมทั่วไป op amp แบบ current feedback ก็เหมือนการป้อนกลับแบบดั้งเดิมทั่วไป คือสามารถนำไปใช้ในวงจรรวม - integrated circuit

วงจรขยายสัญญาณแบบนี้ถือกำเนิดขึ้นเพื่อเอาชนะปัญหาเกี่ยวกับ banwidth และการที่ขึ้นอยู่กับเกนขยาย ของ op amp แบบดั้งเดิมทั่วๆไป ซึ่งได้ถูกนำมาพูดคุยกันแล้วในย่อหน้าก่อนหน้านี้ ค่าเกนขยายที่สูงขึ้นและรูปแบบการจัดวงจรในตัวของมันเอง ส่งผลให้มีการล่าช้าเกิดขึ้นมาก และทำให้ค่า slew rate ถูกจำกัด

ในรูปที่ 12 ได้แสดงหลักการทำงานของตัวขยายสัญญาณแบบ current feedback

           รูปที่ 12 หลักการทำงานของการป้อนกลับโดยใช้กระแส

buffer ที่ภาคอินพุทมีเกนขยายทางแรงดันเท่ากับ 1 จะบังคับให้แรงดัน V2 มีค่าตามแรงดันอินพุท V1 กระแส i3 ที่วิ่งเข้าออกที่ขั้วจะถูกขยายโดยวงจรขยายแบบ transimpedance - วงจรขยายที่เปลี่ยนแรงดันให้เป็นกระแส ไปยังแรงดันเอ้าพุท Vo
complex transfer function A(s) มีหน่วยเป็นโอมห์ เป็นเช่น domination และ Vo = i3A(s) ปฎิบัติการดังกล่าวสามารถอธิบายได้ดังนี้

         i3 = i1-i2 = V2/R1-(Vo-V2)/R2

เมื่อ Vo = i3A(s) และ V2 = V1 (เพราะว่ามันเป็น buffer) จะได้ว่า

         Vo/A(s) = V1(1/R1+1/R2)-VoR2              สมการที่ 30

แทนค่าในสมการที่ 30 ด้วย Go =1+R2/R1

         G(s) = Vo/V1 = Go/[1+R2/A(s)]             สมการที่ 31

มาพิจารณาดูผลกระทบของ Go ที่มีต่อการตอบสนองความถี่ในลูปปิด-close loop(หรือมีการป้อนกลับโดยใช้กระแส) อีกครั้ง A(s) อาจจะถูกแบ่งออกเป็น A(s) = N(s)/D(s) โดยที่ค่าที่เป็นตัวเลขของ N(s) บรรจุค่า 0 ใน transfer function ในขณะที่ dominator D(s) บรรจุค่า pole สมการที่ 31 จะกลายเป็น

         G(s) = Vo/V1 = GoN(s)/[N(s)+R2D(s)]               สมการที่ 32

ถ้าเราเปรียบเทียบการป้อนกลับโดยใข้กระแสนี้ กับผลกระทบที่เกิดจากการป้อนกลับแบบใช้แรงดันในสมการที่ 29 จะเห็นได้ว่า R2 ถูกแทนที่ด้วย Go ในความถี่ที่ขึ้นกับ มีสาเหตุมาจาก denominator ตราบเท่าที่ R2 มีค่าคงที่ จะไม่มีการขึ้นกับค่าของเกนของการป้อนกลับ (ในขณะที่สิ่งนี้จะเป็นไปไม่ได้สำหรับ Go) มันจะเห็นได้ว่า pole placement และบางทีจะเป็น band width มันอาจจะดูเหมือนว่าคงที่ด้วย

การเปลี่ยนแปลงค่า R1 จะเป็นการเปลี่ยนแปลงค่าเกนขยายด้วย ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงค่า R2 จะเป็นการเปลี่ยรแปลง band width (ถ้าต้องการ) การสบันสนุนส่วนมากแล้วของการออกแบบวงจรขยายแบบรวมแบบมีการป้อนกลับโดยใข้กระแส วงจรขยายแบบนี้ส่วนใหญ่จะปฏิบัติการโดยให้ R2 มีค่าคงที่   ดังนั้น ค่าต่างๆ เหล่านี้จะถูกทำให้มีค่าที่เหมาะสมที่สุด สัมพันธ์กับ capacitance ภายในของวงจรและสำหรับโหลดที่มีเงื่อนไขที่แตกต่างกันไป ในกรณี R2 จะ built in ไปยังค่าการผันแปรที่เหมาะสมที่สุด และเพื่อลดผลกระทบของ parasitic capacitances โดยเฉพาะอย่างยิ่งกรณีที่มีการขนานตัวต้านทาน อันซึ่งในบางครั้ง จะมีผลทำให้เสถียรภาพลดลง

วงจรขยายชนิดนี้ไม่ได้ถูกทำให้เหมาะสมสำหรับความแม่นยำเมื่อเกนสูงๆ ทั้งสำหรับ DC และ DC สิ่งที่มหัศจรรย์ของวงจรขยายแบบนี้ คือ มันมี band width ที่กว้างมากๆ (ขนาดหลายร้อยเมะกะเฮิร์ตเป็นเรื่องปกติธรรมดาๆ) และความเร็ว(ขนาดที่มีความจำเพาะคือหลายร้อยV/us)

[ออดิโอแมน]

          the complete amplifier-วงจรขยายสัญญาณที่สมบูรณ์

เกนขยายแบบลูปเปิด-open loop gain สำหรับวงจรขยายสัญญาณที่เป็นวงจรสำเร็จ ตามรูปที่ 10 สามารถประมาณค่าได้จากสมการที่ 24
   
       Ao = beta4 beta3 Zb gme            สมการที่ 25

สิ่งนี้ สมการนี้อาจจะพบได้จาก หาได้จาก สมการที่ 23 โดยสมมุติว่าวงจร voltage follower มีเกนเป็น unity (คือเกนเท่ากับ 1 หรือไม่มีการขยาย) สมการนี้จะยังคงใช้ได้ก่อนที่จะเอาผลจากตัวเก็บประจุ CD เข้ามาคิดด้วย สิ่งนี้จะเป็นตัวตำกัดเกนขยายแบบลูปเปิดถ้าความถี่มีค่าสูงขึ้น ดังนี้

       Ah = gme/(2nfCD)                      สมการที่ 26

การตอบสนองความถี่ต่อ dominant pole จะมีค่าเป็น

       fD = 1/2nfCDbetaZb                    สมการที่ 27

ตราบเท่าที่การขยายแบบลูปเปิด-open loop gain เป็นการขึ้นกับความถี่ ดังนั้น เกนขยายแบบลูปปิด-close loop gain ก็เป็นไปในแบบนี้ด้วย ถ้าให้เกนขยายแบบลูปเปิดเป็น A(s) แล้ว เกนขยายแบบลูปปิดอาจจะเขียนใหม่ได้เป็น
 
         G(s)  = Vo(S) / V1(s) = Go/[1+Go/A(s)]     สมการที่ 28

โดยที่ Go = 1+ RF2/RF1 มีค่าเท่ากับเกนขยายแรงดันแบบมีการป้อนกลับ เมื่อ A(s) มีค่ามากๆ จนเข้าใกล้อนันต์ ในการที่จะเห็นว่ามีผลกระทบต่อเกนขยาย Go ต่อการตอบสนองความถี่ เมื่อลูปถูกปิด จะต้องมีการแบ่ง A(s) ออกเป็น A(s) = N(s) / D(s)  โดยที่ค่า N(s) มีการบรรจุค่าศูนย์ในทรานสเฟอฟังก์ชั่น ในขณะที่ตัว dominator D(s) มีการบรรจุ pole (รูปถึง dominant ที่กำหนดค่าโดยตัวเก็บประจุ CD สมการที่ 28 จะจัดสมการใหม่ได้เป็น

         G(s)  = Vo(s) / V1(s)   = GoN(s) / [N(s)+GoD(s)]    สมการที่ 29

จะเห็นได้ว่า Go ไม่ได้เพียงแต่กำหนดค่าของ gain module ตามที่คาดหวังไว้ แต่ยังเป็นตัวคูณผลกระทบของ D(s) ต่อการตอบสนองของลูปปิด-close loop respond

ตามรูปที่ 11 ได้แสดงละกษณะเฉพาะของ ทรานสเฟอฟังก์ชั่น เมื่อตัวเก็บประจุ CD เป็นตัวกำหนดค่าdominant pole เป็นไปในทำนองที่ว่า การตอบสรองความถี่จะตกลง 20dB/decade เหนือความถี่ dominant

          รูปที่ 11 ลักษณะเฉพาะของทรานสเฟอฟังก์ชั่นของ op amp ของ dominant pole กับแรงดันป้อนกลับ

มากไปกว่านี้ ยังจะเห็นได้อีกว่า ที่ค่าเกนขยายแบบป้อนกลับที่ค่าต่างๆกัน นั้น banwidth เข้าใกล้ค่าคงที่ เช่น banwidth จะมีค่าลดลงครึ่งหนึ่ง เมื่อเกนขยายมีค่าเพิ่มขึ้น 2 เท่า กล่าวในอีกแบบหนึ่งได้ว่า AofD มีค่าเข้าใกล้ G1f1 = G2f2

         

[ออดิโอแมน]

                the voltage follower-วงจรแรงดันตาม (ภาษาอังกฤษแปลจ่กหลังมาหน้า น่าจะเป็น วงจรผู้ตามแรงดัน555)

ทรานซิสเตอร์ Q5 และ Q6 (แยกกันต่างหาก) ถูกจัดไบอัสให้ทำงานเป็นแบบ emitter follower โดยมีวงจร current generator เป็นตัวกำหนดจุด quiescent ทรานซิสเตอร์ Q7 และ Q8 ก็ถูกจัดไบอัสให้ทำงานคล้ายกันคือเป็น emitter follower และมีตัวต้านทานอีมิตเตอร์ ใช้เพื่อป้องกัน thermal runaway ตราบเท่าที่การ coupling เป็นแบบสมมาตร-completely symmetric มันมีความสัมพันธ์เขิงเส้นกัน ความสูญเสียระหว่างอินพุทและเอ้าพุทมีค่าเล็กน้อย ตราบเท่าที่มี base emitter jungtion 2 ตัว ทำงานในทิศทางที่ตรงกันข้ามกัน


เกนขยายทางแรงดันมีค่าประมาณใกล้เคียงกับ 1 ในขณะที่เกนขยายทางกระแสมีค่าสูงมาก มีค่าประมาณ beta5*beta7 สิ่งนี้มาค่ามากกว่าปกติกว่าการใช้ emitter follower ตัวเดียว รูปแบบการไบอัสจะต้องถูกเพิ่มเข้าไปในที่นี้ ในทางปฏิบัติ บางทีมันมีค่าแปรเปลี่ยนไปได้มากกว่าใน voltage follower ตราบเท่าที่สิ่งนี้ปราศจากการจัดไบอัสที่สำคัญมากกว่า เราจะทำรูปแบบนี้กับตัวอย่างของ voltage follower อย่างเดียว

มีความจริงที่ว่า voltage follower ถูกออกแบบมาให้เป็นแบบ completely symmetric เพื่อยกระดับคุณสมบัติทางไฟตรงและลดทอนการเกิด harmonic distortion

อย่างไรก็ดี สามารถกล่าวได้ว่า op amp แบบใช้ทรานซิสเตอร์แยกเป็นคัสๆ ถูกออกแบบมามห้เป็นแบบสมมาตรอย่างสมบูรณ์ อย่างเต็มที่ ด้วยเหตุผลบางประการ

[ออดิโอแมน]

                       transresister intermediate stage
                       ภาคกลางวงจรที่มีการขยายสัญญาณแบบเปลี่ยรกระแสอินพุทให้เป็นแรงดันเอ้าพุท

ทรานซิสเตอร์ Q3 ถูกจัดวงจรให้ทำงานแบบ emitter follower และ ในการจัดวงจรให้ทำงานแบบนี้มีหน้าที่ในการเพิ่มเกนทางกระแส-current gain ให้เพิ่มขึ้น กระแสเอ้าพุทจะมีค่าเป็นไปตาม beta3ia (เมื่อเบต้ามีค่ามากกว่า 1 มากๆ)

ทรานซิสเตอร์ Q4 มักจะถูกอ้างอิงกำหนดให้ทำงานแบบภาคขยาย-voltage gain-แรงดันเสมอๆ บ่อยๆ สังเกตุว่าสัญญาณอินพุทประกอบไปด้วยกระแส (มันเป็นไปตามที่เป็นภาคขับกระแส-current driven ) ตราบเท่าที่กระแสสงบของคอลเลคเตอร์ ถูกกำหนดค่าโดยตัวจ่ายกระแส-current generator (น่าจะเป็นวงจร constant current source-CCS-วงจรจ่ายกระแสคงที่) แล้ว กระแสเอ้าพุท ib จะมีค่าเท่ากับ beta4beta3ia เพราะว่าตัวต้านทาน RB เป็นเหตุ beta4 จะถูกลดทอนลงเมื่อเปรียบเทียบกับเกนทางกระแส-current gain ถ้าปราศจากตัวต้านทาน ถ้าอิมพีแดนซ์ที่คอลเลกเตอร์ของ Q4 ถูกกำหนดให้เป็น Zb แล้ว แรงดันเอ้าพุทจะมีค่าเป็นไปตามนั้นด้วย โดยมีค่าเท่ากับ

               Vb = beta4beta3iaZb                   สมการที่ 22

แทนค่า Ia แล้วเขียนสมการใหม่ได้เป็น

                Vb = beta4beta3ZbgmeV1          สมการที่23

ถ้า gm ถูกกำหนดให้เป็นค่า transconductance ของ Q4 แล้ว เกนขยายทางกระแสที่ปรากฎจริง-effective current gain, beta4 สำหรับ ทรานซิสเตอร์ตัวนี้อาจจะหาได้ดังนี้

                1/beta4  =  1/betaQ4 + 1/gm4RB        สมการที่ 24

สังเกตุว่า beta4 เป็นค่าที่เท่ากันกับเกนทางแระแสของ betaQ4 ณ จุดกระแสสงบ เมื่อ RB ถูกเอาออก

ในรูปที่ 10 ตัวเก็บประจุ CD เป็นตัวกำหนด dominant pole (ผมไม่รู้ว่าคืออะไร) ถ้าต้องใช้การป้อนกลับ ก็ควรเลือกใช้ค่าที่เหมาะสมกับ phase margin ที่ภูกเบือกใช้งาน การป้อนกลับแบบลบ-negative feedback ถูกเบือกมา ช้งานในตัวขยายนี้(ในวงจรขยายนี้) ในความหมายของตัวต้านทานป้อนกบับ 2 ตัว คือ RF1 และ RF2

[ออดิโอแมน]

           transconductance input stage
           ภาคอินพุทแบบเปลี่ยนแรงดันให้เป็นกระแส

ภาคอินพุทเป็นแบบ differential ซึ่งให้เอ้าพุทแบบเต็มคลื่น 360 องศา ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้นแล้ว ภาค differential นี้จะมีแรงดันอินพุทใกล้ๆกับ 0 ตามแรงดัน offset ที่ค่อนข้างต่ำมาก ในอีกด้านหนึ่งของการที่มีแรงดัน offset ค่อนข้างต่ำมากๆ ทำให้เกิดผลกระทบหักล้างจากแรงดันเบสอิมิตเตอร์ ภาค differential นอกจากนี้ ยังมีคุณลักษณะที่ดีอีกอย่างหนึ่งคือ กระแส quiescent บางส่วนไม่ไหลผ่านส่วนของวงจรป้อนกลับในที่สุด นอกจากนี้ยังมีความเป็นเขิงเส้น-linearity ดีมากกว่าภาคอินพุทที่มีตัวต้านทานตัวเดียว

สังเกตุว่า ตัวต้านทานคอลเลกเตอร์ 2 ตัว ถูกแทนที่ด้วย current mirror ตราบเท่าที่สัญญาณเอ้าพุทยังเป็นแบบเต็มคลื่น 360 องศา การใช้ตัวต้านทานจะเป็นสาเหตุของความไม่สมดุบ-imbalance ระหว่างทรานซิสเตอร์ 2 ตัวนี้ในภาค differential อีกประการหนึ่งของการใช้ current mirror คือ transconductance เป็น 2 เท่าเมื่อเทียบกับการใช้ตัวต้านทานหลายตัว

ถ้าค่า transconductance ของทรานซิสเตอร์คือ gm ค่านี้เมื่อ emitter degeneration คือ gm/(1+gmRe) โดยสมมุติว่าให้ beta มีค่ามากกว่า 1 มากๆ กับแรงดัน differential V2 = -V1 กระแสเอ้าพุทจะเป็น
                 ia = 2gmV1/(1+gmRe)   =  gmeV1         สมการที่ 21

สังเกตุว่า เมื่อมองเข้าไปในทรานซิสเตอร์ Q1  จะมีค่าอิมพีแด้นซ์สูง โดยที่กระแส ia ยังคงไหลต่อไปยัง emitter follower ตราบเท่าที่สัญญาณเอ้าพุทยังเป็นแบบเต็มคลื่น 360 องศา             

[ออดิโอแมน]

                            ตัวขยายสัญญาณเชิงปฎิบัติการ - the operational amplifier

หมายเหตุ operational amplifier ย่อว่า op amp อ่านว่า โอพี แอม  แต่บ้านเราอ่านว่าอ๊อฟแอม

ต่อไปเราจะไปต่อด้วยการออกแบบ op amp พร้อมด้วยคุณลักษณะจำเพาะ ที่สมบูรณ์  ทางเลือกหนึ่งของการออกแบบวงจรถูกแสดงในรูปที่ 10 มันควรจะถูกบ่งชี้ไปว่าการออกแบบควรจะถูกใช้ในวงจรการทำงานอื่นๆ ด้วย เช่น เป็นการออกแบบเพื่อให้สามารถเพิ่มปริมาณกระแสขึ้น และเพื่อแรงดันของภาคจ่ายไฟ  การออกแบบอาจถูกนำไปใช้ในวงจรขยายเสียง

รูปที่ 10 ลักษณะจำเพาะของ op amp ที่มีการป้อนกลับโดยใช้แรงดัน

การออกแบบดังแสดงในรูปที่ 10 อาจจะมองว่าถูกแบ่งออกเป็นสามส่วน
1 ภาคอินพุท ถูกออกแบบมาเพื่อ กระแสเอ้าพุท ia ซึ่งมีสัดส่วนไปยังความแตดต่างของแรงดัน V1-V2 ซึ่งส่วนนี้ของวงจรถูกเรียกว่า ภาคอินพุทแบบ transconductance (ภาคอินพุทที่รับแรงดันเข้ามาแล้วได้กระแสออกทางเอ้าพุท)
2 ภาคถัดมา ถูกออกแบบมาเพื่อ แรงดันเอ้าพุท Vb มีสัดส่วนที่เปลี่ยนแปลงสัมพันธ์กันกับกระแสอินพุท ia ซึ่งส่วนนี้ของวงจรถูกเรียกว่า transresistor intermediate stage-ภาค transresistor ที่อยู่ตรงกลางของวงจรทั้งหมด (ภาคที่ทำหน้าที่เปลี่ยนกระแสให้เป็นแรงดันที่อยู่ตรงกลางของวงจร)
3 ภาคสุดท้าย ถูกออกแบบมาเพื่อขยายกำลัง-power amplification ในรูปแบบของการขยายกระแส-current amplification ถ้าแม้นว่าแรงดันเอ้าพุทเกือบๆ จะเท่ากับแรงดันอินพุท ซึ่งส่วนนี้ของวงจีถูกเรียกว่า voltage follower

[ออดิโอแมน]

http://www.wikiwand.com/th/ตัวขยายสัญญาณ

ระหว่างนี้เข้าไปอ่านเวบนี้นะครับ เค้าจะพูดถึงตัวขยายสัญญาณ ซึ่งได้พูดถึงว่าตัวขยายสัญญาณมี 4 แบบ คือ
1. อินพุทเป็นกระแส เอ้าพุทเป็นกระแส
2. อินพุทเป็นแรงดัน เอ้าพุทเป็นกระแส
3. อินพุทเป็นกระแส เอ้าพุทเป็นแรงดัน
4. อินพุทเป็นแรงดัน เอ้าพุทเป็นแรงดัน

ประเภทตัวขยาย
ตัวขยายมีความหมายตามคุณสมบัติของ input และ output[2]. ซึ่งมีบางชนิดของเกนหรือปัจจัยการคูณที่เชื่อมโยงขนาดของสัญญาณเอาต์พุตกับสัญญาณอินพุท เกนอาจจะระบุเป็นอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตกับอินพุท(เกนแรงดัน), กำลังที่ออกกับกำลังที่เข้า(เกนกำลัง) หรือผสมกันของทั้งกระแส, แรงดันและกำลัง ในหลายกรณีที่ input และ output มีหน่วยเดียวกัน เกนจึงไม่มีหน่วย (มักแสดงในหน่วยเดซิเบล) แต่บางเกนก็มีหน่วย ตัวอย่างเช่น ตัวขยายแบบ transconductance เกนมีหน่วยเป็น conductance (กระแสเอาต์พุตต่อแรงดันอินพุท)

เครื่องขยายเสียงมีสี่ประเภทพื้นฐาน[3] ดังนี้ :

1 แอมป์แรงดันไฟฟ้า - นี้เป็นชนิดที่พบมากที่สุด แรงดันไฟฟ้าที่ถูกป้อนเข้าจะถูกขยายให้ได้แรงดันเอาต์พุตที่มีขนาดใหญ่ขึ้น อินพุตอิมพีแดนซ์ของตัวขยายจะสูงและเอาต์พุตอิมพีแดนซ์จะต่ำ
2 แอมป์กระแส - แอมป์ชนิดนี้เปลี่ยนกระแสอินพุทให้เป็นกระแสเอาต์พุตที่มีขนาดใหญ่กว่า อินพุตอิมพีแดนซ์ของตัวขยายจะต่ำและเอาต์พุตอิมพีแดนซ์จะสูง
3 แอมป์ transconductance - แอมป์นี้ตอบสนองต่อแรงดันที่เปลี่ยนแปลงโดยการส่งกระแสที่สัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงออกไป
4 แอมป์ transresistance - แอมป์นี้ตอบสนองต่อกระแสอินพุทที่เปลี่ยนแปลงโดยการส่งแรงดัน เอาต์พุตที่สัมพันะกับการเปลี่ยนแปลงนั้นออกไป ชื่ออื่นๆสำหรับอุปกรณ์ประเภทนี้คือตัวขยาย transimpedance และตัวแปลงกระแสให้เป็นแรงดันไฟฟ้า(อังกฤษ: current-to-voltage converter)

input output     Dependent source                             Amplifier type
I       I        Current controlled current source CCCS   Current amplifier
I       V        Current controlled voltage source CCVS   Transresistance amplifier
V       I        Voltage controlled current source VCCS   Transconductance amplifier
V       V        Voltage controlled voltage source VCVS   Voltage amplifier


Amplifier type   Dependent source   Input impedance   Output impedance
Current                   CCCS                      0                                ∞
Transresistance           CCVS                      0                                 0
Transconductance   VCCS                       ∞                                 ∞
Voltage                    VCVS                       ∞                                0

[ออดิโอแมน]

หมดยังครับ รออ่านอยู่

จวนแล้วครับมีศัพท์ที่ไม่เข้าใจ ค้นหาความหมายอยู่ครับ

[LEXS]

หมดยังครับ รออ่านอยู่

[ออดิโอแมน]

         ตัวขยายสัญญาณเชิงปฎิบัติการ - the operational amplifier

[ออดิโอแมน]

         คุณลักษณะ/คุณสมบัติหลายประการของสัญญาณขนาดเล็ก-small signal properties

ต่อไปเราจะเข้าไปดูคุณลักษณะ/คุณสมบัติของสัญญาณขนาดเล็กของภาค diff. stage อย่างใกล้ชิด
ประการแรกเราจะพิจารณาดูการตอบสนองของสัญญาณ differential
ประการที่สองเราจะพิจารณาดูสัญญาณอินพุทที่มีโหมดร่วม-common mode differential input signal
ตามรูปที่ 9 ได้แสดงแผนผังวงจรของภาคที่เราต้องการพิจารณา


   รูปที่ 9 ภาค diff. พร้อมด้วย emitter degeneration

ภายใต้สมมุติฐานว่าทรานซิสเตอร์และตัวต้านทานในภาพเท่ากัน จะได้ว่า ทั้ง tranconductance และ อัตราการขยายกระแส-current gain ก็เท่ากันด้วยสำหรับทรานซิสเตอร์ทั้งหลายในภาพ

        สัญญาณอินพุทของ diff.- differential input signal
เมื่อ ig = ib1 = -ib2 จะได้ว่าแรงดันอินพุทของ diff.- differential input signal เมื่อ beta>> 1 (เบต้ามีค่ามากกว่า 1 มากๆ) จะได้ว่า
        Vd = 2ig(rbe+betaRe)           สมการที่ 8
ที่แรงดันคอลเลกเตอร์ทั้งสอง Vc1 และ Vc2 จะมีค่า
        Vc1 = -beta igRc                   สมการที่ 9a
        Vc2 =  beta igRc                   สมการที่ 9b
สังเกตว่าสัญญาณทั้งสองนี้ มีเฟสตรงกันข้ามกันหรือกลับเฟสกัน ดังนั้น ก็เท่ากับว่า ภาค diff. นี้ อาจจะมองว่าได้ถูกแบ่งออกเป็นสองส่วน ถ้าให้ ณ ตำแหน่งจุด A อยู่ในตำแหน่งเทียบกับกราวน์เสมือน-vertual ground จะได้ว่าสัญญาณเอ้าพุท diff.
         Vod = Vc2-Vc1 = 2beta igRc       สมการที่ 10
differential gain (ถูกกำหนดโดยสมดาร 1) จะกลายเป็น
         Ad = Vod/Vd = beta Rc/(rbe+beta Re)      สมการที่ 11
ถ้าสัญญาณเอ้าพุทเป็น single end (คือหมุนได้ครบ 360 องศา) เช่น Vc2 จะได้ว่าเกนมีค่าเท่ากับ
         Asd = Vc2/Vd = beta Rc/2(re+beta Re)   สมการที่ 12
ตราบเท่าที่เราได้คาดหวังไว้ เราจะได้ครึ่งหนึ่งของเกนของ Ad ความต้านทานขาเข้าทางไฟสลับ-diff. input resistance เมื่อมองจากตัวจ่ายต้นกำเนิด-generator จะถูกกำหนดให้มีค่า
          Rid = Vd/ig = 2(rbe+beta Re)                สมการที่ 13

         สัญญาณอินพุทโหมดร่วม  - common mode input signal

เมื่อมองจาก common mode generator จะเห็นว่าขาเบสของทั้งสองเชื่อมต่อกันแบบขนาน ดังนั้น generator current-กระแสของตัวจ่ายต้นกำเนิด จะเป็นผลบวกของกระแสเบสทั้งสอง ig = ib1+ib2 เมื่อสมมุติให้ทรานซิสเตอร์ทั้งสองเท่ากัน common mode input voltage (เมื่อเบต้ามีค่ามากกว่า 1 มากๆ) จะถูกกำหนดให้มีค่า
              Vcm = ib(rbe+beta Re)+ 2ib beta Ro        สมการที่ 14
แรงดันที่คอลเลกเตอร์ทั้งสอง Vc1 และ Vc2 จะมีค่า
              Vc1 = Vc2 = -beta ig Rc                          สมการที่ 15
สังเกตุว่าสัญญาณทั้งสองนี้มีเฟสเดียวกัน ดังที่ได้เห็นแล้วว่า ภาค diff. นี้อาจจะถูกแบ่งออกเป็นสองส่วนเท่ากัน แต่ ณ จุดนี้ ที่เราได้ติดตามดูสัญญาณกันมา สัญญาณ diff. output อาจจะเป็นดังนี้
              Vod = Vc2 - Vc1 = 0                                สมการที่ 16
สำหรับ diff. amp. ในอุดมคติ สมการที่จะได้ดังต่อไปนี้จะยังคงใช้ได้ (ถูกกำหนดโดยสมการที่ 2.1)
              Acm = Vc2/Vcm = -beta Rc/2(rbe+beta Re+ 2beta Ro)  สมการที่ 2.18
เมื่อนำมาเปรียบเทียบกับ differential gain จะเห็นว่า common mode gain มีค่าน้อยกว่า differential gain ซึ่ง สิ่งนี้เป็นคุณสมบัติของ differential amplifier ที่ต้องการ ในกรณีเดียวกันกับสมการที่ 2.18 ได้แสดงให้เห็นนั้น ถ้าให้ Ro มีค่ามากๆ Asm จะมีค่าน้อยมากๆ ในทางที่เป็นจริง กรณีนี้หมายความว่า Vcm จะถูกกดลงอย่างมากๆ โดยการใช้ current generator แทน Ro (ดังเช่นที่ได้แสดงในรูปที่8) มันเป็นไปได้ที่จะบรรลุตามความต้องการ

Ad และ Acm ทั้งคู่นี้ เดี๋ยวนี้ เราก็ได้แสดงให้รู้จักวงจรแล้ว common mode reject tion ratio ของภาคนี้ถูกคำนวณค่าได้ CMMR สำหรับ differential output ถูกหาได้โดย
                 CMMR = 20 log |Ad/Acm|                จากสมการที่ 2.3
แทนค่า Asd และ Ascm  ลงไปจะได้
         CMMR = 20 log [(re+beta Re+2beta Ro)/(rbe+beta Re) ]     m สมการที่ 20
ถ้าต้องการให้ค่า CMMR มีค่าสูงๆ ค่า Ro จะต้องมีค่ามากๆ สิ่งนี้ ดังที่ได้พิจารณาไว้แล้ว สามารถทำให้เป็นไปได้โดย การเปลี่ยน Ro ให้เป็น cuurent generetor - ตัวจ่ายกระแส นอกจากนี้แบ้วยังมีข้อดีอีกอย่างหนึ่งได้ถูกทำให้บรรลุแล้ว กล่าวคือ จุด quiescent point และ CMMR บรรลุความเป็นอิสระ ไม่ขึ้นกับสิ่งอื่นใด

นอกจากนี้ยังมีอีกด้านหนึ่งซึ่งก่อนหน้านี้ไม่ได้มีการพิจารณา คือ คุณสมบัติของตัวขยายสัญญาณที่พบได้บ่อยครั้ง คือ ผลลัพท์ที่ได้จากการใช้แหล่งจ่ายไฟ ตัวขยายสัญญาณอาจจะถูกออกแบบให้เป็นตัวจ่ายไฟไม่อิสระ หรือมันถูกออกแบบมาให้กดสัญญาณรบกวนที่ไม่ต้องการที่ถูกผลิตขึ้นที่ภาคจ่ายไฟ ที่เรียกว่า power supply rejection ratio - อัตราส่วนที่ภาคจ่ายไฟจะขจัดสัญญาณรบกวนออกไป จะเป็นตัวบ่งชี้ว่าตัวต่ายไฟได้ถูกออกแบบมาให้ดีอย่างไรในการที่จะป้องกันสัญญาณรนกวนจากภาคจ่ายไฟ ไปตลอดจนถึง amplifier output - ภาคสุดท้ายของวงจรขยายสัญญาณ

current generator - ตัวจ่ายกระแส โดยการเปลี่ยน Ro เป็นที่ปรารถนาอย่างมากตราบเท่าที่มีความต้องการให้ตัวขยายสัญญาณมีค่า PSRR สูงมากๆ มากกว่าที่จะใช้ตัวต้านทานตัวเดียว 

[ออดิโอแมน]

           ภายใต้เงื่อนไขสภาวะไฟตรง - dc condition
ต่อไปเราจะเจาะลึกลงไปใน diff. amp ภายใต้สภาวะเงื่อนไขไฟตรง ดูรูปที่ 7 ถ้าให้ hfe >> 1 (ให้ hfe มากกว่า 1 มากๆ) เราสามารถที่จะละเลยกระแสเบสได้ เหมือนครั้งก่อนๆ เราจะสมมุติให้ทรานซิสเตอร์เท่ากันทุกประการ เช่น hte1 = hfe2 และ Vbe1 = Vbe2

        รูปที่ 7 วงจรสมมูลทางไฟตรงของภาค diff. amp

เราจะหากระแสอิมิเตอร์ Ie ทั้งหมด ได้จาก
        Io = (Vee-Vbe-IeRe)/Ro                สมการที่ 4

ถ้าทรานซิสเตอร์เท่ากันทุกประการ Io จะถูกแบ่งเท่าๆกัยด้วย Q1 และ Q2 จะได้
        Ic1 = Ic2 = Io/2                           สมการที่ 5
เมื่อตัวต้านทานคอลเลกเตอร์ทั้งสองเท่ากัน จะได้
         Vce1 = Vce2 = Vcc+Vbe-IcRc       สมการที่ 6

จริงๆแล้วทรานซิสเตอร์ทั้งสองตัวจะมีค่า hfe ไม่เท่ากัน และจะมี Vbe ที่ต่างกันด้วย ผลลัพท์ที่ได้แน่นอนว่ากระแส Ic1 และ Ic2 ไม่เท่ากันด้วย

ถ้าปล่อยสัญญาณ common mode ที่มีความสูงของคลื่นขนาดใหญ่เข้าไปวงจรตามรูปที่ 7 แรงดันตกคร่อม Ro ที่เปลี่ยนไปจะมีขนาดใหญ่ตามไปด้วย นี้หมายถึงว่า กระแส Ic1 และ Ic2 จะเปลี่ยนแปลงไปมากจนถึงกรณีที่ Q1 และ Q2 ตกอยู่ในสภาวะที่แย่ที่สุด คือ Q1 และ Q2 อิ่มตัว ดังนั้น Ro จะถูกแทนที่ด้วยตัวจ่ายกระแสคงที่-constant current generator การดำเนินการนี้อาจดำเนินการได้ง่ายๆ ดังที่แสดงในรูปที่ 8

             รูปที่ 8 ภาค diff. stage กับตัวจ่ายกระแสคงที่

Q3 จะทำตัวเป็นตัวจ่ายกระแสคงที่ ขาเบสของมันมีแรงดันตกคร่อมคงที่ ในความหมายของตัวแบ่งแรงดันแบบ stiff- stiff voltage divider ของ R1 และ R2 แรงดันตกคร่อม R3 จะขึ้นอยู่กับกระแสที่ไหลผ่านขาคอลเลกเตอร์ของ Q3

ตามที่ได้ว่ามานี้ จึงคงที่ และ เกือบจะไม่ขึ้นกับ แรงดันอินพุทคอมม่อนโหมด -common mode input voltage จึงเห็นได้ว่า Ic3 = Io
การออกแบบการไบอัสไฟตรงจะต้องทำไปเพื่อ ทางเลือกของแรงดันที่ตกคร่อม R3 เพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันที่ตกตร่อมขาคอลเลกเตอร์กับขาอิมิตเตอร์ของ Q3 มีค่าน้อยที่สุด และในสภาวะที่แรงดันอินพุทคอมม่อนโหมดจะสวิงไปถึงไฟลบที่มากที่สุด

เอ้าพุทอิมพีแดนซ์แบบพลวัต-dynamic output impedance ของตัวจ่ายกระแสคงที่มีค่าสูงมาก ตราบเท่าที่ Q3 ทำงานใน common base mode ซึ่งมีสาเหตุมาจากตัวเก็บประจุ C ด้วยเหตุนี้ จะได้ว่า
              Ro = rce          สมการที่ 7

[t43_noi]

ขอทำความเข้าใจ  สักสองวันครับ   

[ออดิโอแมน]

มีใครอ่านแล้วเข้าใจมั่งครับ   

[ออดิโอแมน]

                ภาคขยายความแตกต่าง-diff. amp stage
รูปที่ 6 แสดงลักษณะเฉพาะของภาค diff. amp ภาคนี้ใช้แรงดันไฟเลี้ยงวงจรแบบสมมาตร ในภาคนี้ต้องการแรงดันไฟตกคร่อม Ro ขนาดใหญ่

          รูปที่ 6 ภาคขยายความแตกต่าง-diff. amp stage

ตัวต้านทานเบส RB1 และ RB2 เป็นตัวเทียบศักดาให้ใกล้เคียงกับของกราวน์ บ่อยครั้งที่มีความต้องการให้ต่อตรงกับแหล่งกำเนิดสัญญาณและทำการขยายโดยตรง เพื่อหลีกเลี่ยงการเชื่อมต่อด้วยตัวเก็บประจุ(และตัวต้านทานขาเบส)
      emitter degeneration โดยความหมายของ RE1 และ RE2 มีความจำเป็นต้องใช้ทรานซิสเตอร์แยกเป็นตัวๆ สัญญาณอินพุทขนาดใหญ่ และหรือ สัญญาณอินพุทที่ทำงานที่ความถี่สูง (เช่นสัญญาณ video)
      ตามรูปที่เห็น มีหลายวิธีการที่จะนำสัญญาณเอ้าพุทออกไปใช้งาน ทั้งโดยการใช้แรงดัน differential voltage Vod = VC2-Vc1 ที่อยู่ระหว่างขาคอลเลคเตอร์เป็นเอ้าพุท
      diff. amp ในอุดมคติ ทรานซิสเตอร์แต่ละตัวจะต้องเหมือนกันทุกประการ

           Ic1 = Ic2 , hfe1 = hfe2 , Vbe1 = Vbe2 , beta1 = beta2 (gm1 = gm2)

นี้เป็นความต้องการอย่างยิ่ง อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ว่าจะเป็นสิ่งที่เป็นไปไม่ได้ที่จะมี แต่มันมีความเป็นไปได้ที่จะหาที่ใกล้เคียงกันใน chip ไอซี ตัวเดียวกัน
          การอธิบายการทำงานของ diff. amp นั้น เป็นอะไรที่ง่ายมาก โดยจินตนาการว่า Vd นั้นมีขั้ว polarity บวก ตามที่ปรากฎในภาพ ขาเบสของทรานซิสเตอร์ Q1 มีขั้วบวก ในขณะที่ขาเบสของทรานซิสเตอร์ Q2 มีขั้วเป็นลบ ดังนั้น กระแส Ic1 จะเพิ่มขึ้น และ กระแส Ic2 จะลดลงด้วยค่าเดียวกัน
          ผลลัพท์ที่ได้มีค่าเท่ากัน แต่ตรงกันข้าม แรงดันที่ขาคอลเลคเตอร์ Vc1 และ Vc2 เปลี่ยนแปลง ถ้าสัญญาณเอ้าพุทคือสัญญาณที่แตกต่างกั-Vod แรงดันเอ้าพุทที่สวิงมีค่าเป็นสองเท่าได้
         กระแสคอลเลคเตอร์ที่เปลี่ยนแปลงใน Q1 และ Q2 มีค่าเท่ากันแต่คนละขั้วกัน ดังนั้น กระแสที่ไหลผ่าน Ro จะคงที่ มองในอีกมุมหนึ่ง คือ ไม่มีกระแสไหล โดยมีสาเหตุมาจากความแตกต่างของแรงดันอินพุท Vd ในตัวต้านทานนี้
         ป้อนสัญญาณ common mode - Vcm เข้าไป เมื่อ Vo = 0 ที่เบสทั้งสองจะดำเนินการขึ้นกับอีกตัวหนึ่ง แรงดัน Vcm จะถูกโอนถ่ายตรงๆ ไปยัง Ro และกระแสของสัญญาณจะวิ่งผ่านตัวต้านทานนี้ กระแสจะถูกแยกเป็นสองกระแสที่เท่ากันไปยังขาอิมิตเตอร์ทั้งสอง
         ผลลัพธ์คือ แรงดันคอลเลตเตอร์สองสัญญาณเปลี่ยนแปลง   ด้วยการใช้แรงดัน  differential output -Vod ที่เป็น 0 เป็นเหมือนว่า Vcm ถูกกดที่ขาออก ด้วยสัญญาณเอ้าพุทแบบ single end ดังที่ได้กล่าวเอาไว้แล้ว เป็นการแสดงออกของสัญญาณที่ขาคอลเลคเตอร์ทั้งสอง Vc1 และ Vc2
       

[ออดิโอแมน]

กำหนดให้ differential gain ตามรูปที่ 1 มีค่า
           Ad = Vo / Vd                สมการที่ 1

กำหนดให้ common mode gain มีค่า
           Acm = Vo / Vcm           สมการที่ 2

ความต้องการคือ Acm ให้มีค่าเข้าใกล้ 0 ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่ในความเป็นจริง Acm จะมีค่ามากกว่า 0 แต่น้อยกว่า 1 ดังนั้น คุณภาพของตัวขยายความแตกต่าง-diff. amp จึงถูกกำหนดด้วยค่าตัวเลขรู้จักกันในชื่อ common mode rejection ratio - CMMR - อัตราส่วนการกำจัดสัญญาณรบกวนเมื่อต่อวงจรอินพุทในแบบโหมดร่วม (แปลเป็นลิเกไปเลย) ค่านี้ถูกกำหนดให้มีหน่วยเป็น เดซิเบล- dB มีสูตรเป็น
     CMMR = 20 log |Ad/Acm|    สมการที่ 3

การตรวจวัดค่า CMMR ต้องตรวจวัดตามรูปที่ 5 ซึ่งจะเป็นการตรวจวัดค่า Ao และ Acm ในอีกแง่หนึ่งเป็นที่ปรารถนาว่าค่า CMMR จะต้องมีค่ามากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
 
         รูปที่ 5 การเตรียมการวัดค่า Ad (ก) และ Acm (ข)

CMMR เป็นค่าที่สำคัญมากสำหรับ op amp และนี่คือภาคแรก ภาคขยายความแตกต่าง- diff. amp ซึ่งให้ค่าตัวเลขค่าหนึ่งออกมา ค่านี้ปกติจะมีค่าอยู่ระหว่าง 90-100 dB สำหรับ op amp โดยทั่วๆไป
 

[ออดิโอแมน]

รูปที่ 3 แสดงสัญญาณ earth loop-Vcm ที่ไม่ต้องการ อันซึ่งมีสาเหตุมาจากความแตกต่างของความต่างศักดิ์ระหว่างแรงดัน ground อ้างอิง สัญญาณนี้อาจถูกตรวจวัดระหว่างขั้วอินพุทขั้วที่ 2 ของตัวขยายและ ground สัญญาณนี้ถูกแสดงด้วยความถี่ 50Hz (แสดงออกมาของ main hum) ให้สังเกตุความสูงของสัญญาณ

             รูปที่ 3

รูปที่ 4 แสดงผลลัพท์ของสัญญาณ V1 อันซึ่งอาจถูกตรวจวัดระหว่างขั้วอินพุทที่ 1 ของตัวขยายและ ground มีข้อสังเกตุว่าแรงดันของสัญญาณรบกวนเป็นส่วนสำคัญของรูปผลลัพท์

             รูปที่ 4

[ออดิโอแมน]

             ตัวขยายความแตกต่างของสัญญาณ - differential amplifiers
      เราจะมาพิจารณาตัวขยายความแตกต่างของสัญญาณ-diff. amp ที่ขยายสัญญาณขนาดเล็ก กล่าวโดยทั่วไปแล้ว ฟังก์ชั่นการทำงานของวงจร diff. amp คือ การขยายความแตกต่างระหว่างสัญญาณ หลักการของ diff. amp แสดงในภาพที่ 1

       
                ภาพที่ 1 differential amplifier และสัญญาณขาเข้า

      เราต้องการขยายสัญญาณที่มีแรงดัน Vd ซึ่งสัญญาณขาเข้านี้ไม่ได้ต่อกับกราวน์โดยตรง มันถูกเรียกว่า differential input voltage
      ไม่น่าอภิรมย์นักเมื่อสัญญาณนี้มักถูกซ้อนทับหรือปนด้วยสัญญาณที่ไม่ต้องการ-noise เรียกว่าแรงดันรบกวนโหมดร่วม-common mode noise voltage -Vcm สัญญาณรบกวน Vcm นี้ ในทางเป็นจริงเป็นผลมาจาก ground loop , การเหนี่ยวนำ-inductive , การเก็บประจุ-capacitive ควบรวมผสมปนกัน และตลอดจนเกิดจากสาเหตุต่าง ๆ ปรากฎการณ์นี้แสดงให้เห็นในรูปที่ 3 ซึ่งในตัวอย่างนี้ สัญญาณรบกวนมีแรงดันมากกว่าแรงดันของสัญญาณที่ต้องการขยาย

      diff. amp ในอุดมคติ จะมีเกนขยายที่สูง สำหรับแรงดันที่ต้องการขยาย Vd แต่จะลดทอนสัญญานรบกวน-Vcm อย่างมากจนถึงอนันต์-infinity รูปที่ 2 แสดงสัญญานที่ต้องการขยาย-Vd สัญญาณนี้อาจจะถูกจัดระหว่างขั้วขาเข้าของตัวขยายสัญญาณ 1 กับ 2 สัญญาณมีความถี่ 1KHz


         รูปที่ 2      สัญญาณที่ต้องการขยายมีแรงดัน Vd

[ออดิโอแมน]

http://www.evensaudio.com/market/product/100324/

 ที่เห็นทำวงจร CFA ขายเจ้านี้ครับ เป็นชุดปริ๊นลงอุปกรณ์เรียบร้อยครับป๋า...

เล็งไว้อยู่เหมือนกันครับ

[Almond]

http://www.evensaudio.com/market/product/100324/

 ที่เห็นทำวงจร CFA ขายเจ้านี้ครับ เป็นชุดปริ๊นลงอุปกรณ์เรียบร้อยครับป๋า...

[ออดิโอแมน]

มาถอดบทความกันต่อครับ
         ตัวขยายสัญญาณเสียงที่เชื่อมต่อตรงในแต่ละภาค-dc coupled amplifiers for audio
                   บทนำ
     เราจะมาพิจารณาตัวขยายสัญญาณเสียงที่ใช้การเชื่อมต่อตรงในแต่ละภาคโดยจะเริ่มต้นที่ภาคขยายความแตกต่าง-differential stage และต่อด้วยการป้อนกลับโดยใช้แรงดัน-voltage feedback amplifier-VFB ของ op amp สุดท้ายเราจะพิจารณาตัวขยายสัญญาณเสียงแบบใช้การป้อนกลับด้วยกระแส-current feedback amplifier-CFB
     วงจรขยายความแตกต่าง-diff. amp เป็นภาคการขยายที่มีความสำคัญมากภาคหนึ่ง ซึ่งมีอยู่ในทฤษฎีวงจรเชิงเส้น-linear circuit theory มันมีคุณสมบัติหลายอย่างซึ่งทำให้มันถูกใช้ในวงจรภาคอินพุท-input stage ของวงจรขยายสัญญาณเสียงได้เป็นอย่างดี และมีคุณสมบัติอื่นๆ อีก มันถูกใช้ใน op amp เสมอ พร้อมด้วยการป้อนกลับแบบใช้แรงดัน -voltage feedback-VFB
      นอกจากนี้ ต้องกล่าวถึงความสามารถในภาคการขยายความแตกต่าง- diff. amp ในการกดสัญญาณรบกวน-noise ขนาดใหญ่ที่ซ้อนทับหรือปนเข้ามากับสัญญาณอินพุทที่อ่อนๆ
      นอกจากนั้น ภาคขยายความแตกต่าง-diff. amp นี้มีความสัมพันธ์เกี่ยวโยงกับ small dc driff (อันนี้ไม่รู้ว่าหมายถึงอะไร) ซึ่งทำให้มันเหมาะเจาะกับ dc amplifier-ตัวขยายสัญญาณแบบเชื่อมต่อตรงในแต่ละภาค
      เมื่อเพิ่มวงจรขยายความแตกต่าง-diff. amp นี้ลงในวงจร balance mixer และวงจร modulator มันมีความลงตัวพอดี สิ่งหนึ่งที่เรามองเห็นคือ วงจรนี้สามารถใช้งานได้อย่างกว้างขวาง
      op amp ที่ป้อนกลับด้วยกระแส มีความสัมพีนธ์กับนวัตกรรมใหม่มันถูกปรุงแต่งให้มีบุคลิกเฉพาะ โดยมีความเร็วขนาดใหญ่ (มีค่า slew rate ที่สูงมาก) และมี banwidth (แถบกว้างของความถี่ที่ขยาย) ที่ใหญ่ (กว้าง) เมื่อเปรียบเทียบกับ op amp ที่ป้อนกลับด้วยแรงดัน อย่างไรก็ตาม มันมีส่วนด้อยในเรื่องของความแม่นยำ-accuracy ซึ่งส่วนใหญ่มาจากสาเหตุที่อิมพีแดนซ์ด้าน inverting input มีขนาดต่ำ

[ออดิโอแมน]

ขนาน 2 ก็ได้ 100W พอดีเลยครับ  อัดไปถึง 120W น่าจะได้อยู่นะครับ

[ohm]

VAS มันรับกระแส 15 mA

ผมว่าซัก 2 คู่พอได้ 

จริงๆมอสเฟตมันขนานง่ายมากเลยนะ  แต่อาจต้องดูกระแสภาคหน้ามันนิดนึง

[ออดิโอแมน]

ถ้าทำได้จริงๆ ก็น่าสนใจครับ น่าลอง น่าเล่น  แต่ ขอขนานเพาเวอร์ได้ไหมครับ ขนานเต็มที่ได้กี่ตัวครับ

[ohm]

วงจรนี้กระทู้ต้นฉบับ ทำเสร็จออกมาเรียบร้อยครับ

ก็เล่นกันง่ายๆแบบนี้นี่แหล่ะ ไม่ต้องเล่นท่ายาก 

เป็นวงจรสำเร็จที่ทำออกมาได้จริงครับ

เวอร์ชั่นเพิ่มนู่นเพิ่มนี่ก็มีครับ  แต่เค้าเอาเข้าเครื่องวัดแล้ว

ปรากฎว่าได้อย่างเสียอย่าง

[ออดิโอแมน]

ตัวนี้ครับ วงจรง่ายสุดๆ 

เค้าจัด "ไบอัส" (หลีกเลี่ยงการใช้คำว่า  "ออกแบบ") เสร็จแล้วเหรอครับ มีอยู่สามสเตจ
ภาคแรกอินพุทและบัฟเฟอร์
ภาคที่สองไดร์เวอร์
ภาคที่สามเพาเวอร์ แล้วป้อนกลับ เคอเร้นฟีดแบก ไปภาคแรก

หรือเปล่าครับ

ไม่เอา เคอเร้นไมเร่อ ไม่เอาคอนสแต้นเคอเร้นซอส เลยหรือครับ

[ออดิโอแมน]

อินติเกรตแอมมาร้าน ตะกูล PM 5003 ก็ใช้เคอเร้นฟีดแบค

[nong]

น้าลองบ้างรึยังครับ

[ohm]

วงจรข้างบน ได้กำลังเท่าไหร่ครับ

49 วัตต์ครับ  จากการซิม ฝรั่งซิมนะไม่ใช่โผม   

[nong]

วงจรข้างบน ได้กำลังเท่าไหร่ครับ

[ohm]

ถ้าข้อดีมีมากมาย ตาม คต.7 ทำไมยังทำแอมป์ VFB อยู่ครับ  และทำกันมากมายด้วย

ค่าความเพี้ยนครับ ยังเอาเป็นจุดขายไม่ได้

อีกอย่างคือออฟเซตที่สูง จะใช้วงจรdc servo คุมก็ไม่ได้

เคยอ่านคอมเม้นของนักออกแบบเเอมป์ไฮเอน

เค้าบอกว่าเปิดแอมป์แล้วมีเสียงตุ้บนิดนึงก็ไม่ได้  จะมีออฟเซตให้เห็นก็ไม่ได้

ไม่งั้นลูกค้าไฮเอนด์ไม่สบายใจครับ

[ออดิโอแมน]

ถ้าข้อดีมีมากมาย ตาม คต.7 ทำไมยังทำแอมป์ VFB อยู่ครับ  และทำกันมากมายด้วย

[ohm]

ตัวนี้ครับ วงจรง่ายสุดๆ 

[nong]

CFB มีตัวไหนน่าทำเล่นบ้างครับ

[ohm]

แบนวิธของเสียง 20 - 20,000 Hz   มันกว้างหรือว่าแคบครับ ถ้ามองในมุมของ VFB กับ CFB คือให้เจ้าสองตัวนี่มอง
มันไม่ใช่ความถี่ของโทรคมนาคมซึ่งนั่นไปถึง Mega Hz

ถ้าแอมป์สมัยนี้ทำได้แค่  20 - 20,000 Hz  ถือว่าแคบครับ 

อีกอย่างมันเป็นแง่มาเก็ตติ้งด้วย  ที่พยายามเข็นสเป็คมาแข่งกัน

VFB  สมมุติว่าปล่อยเกนเต็มที่  ไม่ป้อนกลับ แบนวิธอาจถึงแค่ 10KHz

แต่การใช้งานจริง คุณก็ต้องใส่ป้อนกลับมาจำกัดเกนให้พอดี  ยิ่งป้อนกลับเยอะ แบนวิธยิ่งกว้างขึ้นได้ความเพี้ยนลดลง

ทีนี้จะไปถึงหลายร้อย KHz ได้   แต่ยังไงมันก็เกิดจากการป้อนกลับซึ่งถึงจุดหนึ่ง การป้อนกลับจะได้รับผลจากค่า C แฝง   

กลายเป็นการป้อนกลับทำให้วงจรออซซิเลตซะเองอีก  กลายเป็นต้องมาใส่วงจรจำกัดแบนวิธ ชดเชยเฟสฯลฯ

*************************************************************

พอเป็นCFB  speed & แบนด์วิธ มันมาเต็ม  พอป้อนกลับ  แบนด์วิธลดลงน้อยมาก  ได้รับผลจากค่า  C แฝงของอุปกรณ์ต่างๆน้อยกว่า 

ผลคือพอต่อเป็นวงจรจริงๆ  แบนวิธมันกว้างกว่า  VFB   

ก่อนป้อนกลับ speed & แบนด์วิธ มันสูงมากอยู่แล้ว  ป้อนกลับลดแบนด์วิธลงไปนิดนึงด้วยซ้ำ ทำให้มันเสถียรมากที่ความถี่สูงๆ


ไม่เหมือน VFB ที่สเปคสวยๆ พองมาจากการป้อนกลับล้วนๆ

[DIY C]

ไม่มีอะไรทำครับ บอร์ดก็เงียบ สงวนท่าทีกันหรือเปล่าไม่รู้  หรือว่ารู้ไปหมดทุกอย่าง จนไม่มีเรื่องจะคุย

มาคุยเรื่องเกี่ยวกับการป้อนกลับโดยใช้กระแส - เคอเร้นฟีดแบก มันเป็นยังไง อยากรู้ครับ มีบางยี่ห้อยกมาเป็นจุดขายด้วย
เรื่องนี้ไม่ได้ใหม่ ถือกำเนิดมาหลายปีแล้ว เปเป้อ pdf ก็มีหลายฉบับ แบบที่เขียนลงในเวบก็แยะ แต่ภาคภาษาไทยมีน้อย หาอ่านไม่มีเลย ใครมีก็ชี้ช่องด้วยนะครับ

อย่างน้อยนัก diy อย่างเราๆ ที่ไม่ได้จบอิเลคทรอนิก จะได้รู้ประดีบสมองบ้าง

สำหรับผมแล้วอ่านภาค technic แล้วมึนไปไม่เป็นครับ

[ออดิโอแมน]

แบนวิธของเสียง 20 - 20,000 Hz   มันกว้างหรือว่าแคบครับ ถ้ามองในมุมของ VFB กับ CFB คือให้เจ้าสองตัวนี่มอง
มันไม่ใช่ความถี่ของโทรคมนาคมซึ่งนั่นไปถึง Mega Hz

[ohm]

VFB  มีข้อจำกัดตรง แบนด์วิธครับ เพราะมันอ่อนไหวต่อ C แฝงในตัวอุปกรณ์

CFB ได้เปรียบตรง speed & แบนด์วิธ  แต่เนื่องจากเอากระแสไปป้อนกลับ ทำให้ คุมออฟเซตยากกว่า VFB

รวมถึง input noise แย่กว่า VFB

ถ้าต้องการ low noise มากๆ VFB จะได้เปรียบกว่า

แต่อย่างแอมป์ เราไม่ต้องการ  low noise  นัก   ออฟเซตก็ยอมให้มีได้

ข้อดีด้าน  speed & แบนด์วิธ เลยน่าสนใจ  ถ้าเอามาทำแอมป์  ข้อเสียก็ลืมๆไปได้

[pansak]

หวยสามสิบล้านก็มีคนเข้าคุกไปแล้วสองคน ไม่มีเรื่องจะติดตาม

เสือ+กระทิง(ดำๆ แดงๆ)

     พันธุ์ศักดิ์

[ออดิโอแมน]

http://www.andiha.no/articles/audio/dcamp.htm#1.Intro

เจ้านี้บรรยายอย่างย่อๆ  แต่สำหรับคนที่ไม่ได้จบอิเลคทรอนิคมรมันยากมากเลยครับ
จะลองถ่ายทอดออกมาเป็นภาษาไทยดู จะรู้เรื่องไหม

พูดถึงการแปล จำได้ว่านิตยสารกับหนังสือพิมบางฉบับ เมื่อนานมาแล้ว แปล oxigen free copper ว่า สายสัญญาน/สายไฟนี้นำเข้าจากต่างประเทศ ทำจากทองแดง อ๊อกซิเจ่นอิสระ อันนี้ฮากันทั้งประเทศ ความจริงน่าจะแปลว่าทำจากทองแดงบริสุทธิ์ไม่มีอ๊อกซิเจ่นเจือปน

[ออดิโอแมน]

หวยสามสิบล้านก็มีคนเข้าคุกไปแล้วสองคน ไม่มีเรื่องจะติดตาม

[ออดิโอแมน]

ไม่มีอะไรทำครับ บอร์ดก็เงียบ สงวนท่าทีกันหรือเปล่าไม่รู้  หรือว่ารู้ไปหมดทุกอย่าง จนไม่มีเรื่องจะคุย

มาคุยเรื่องเกี่ยวกับการป้อนกลับโดยใช้กระแส - เคอเร้นฟีดแบก มันเป็นยังไง อยากรู้ครับ มีบางยี่ห้อยกมาเป็นจุดขายด้วย
เรื่องนี้ไม่ได้ใหม่ ถือกำเนิดมาหลายปีแล้ว เปเป้อ pdf ก็มีหลายฉบับ แบบที่เขียนลงในเวบก็แยะ แต่ภาคภาษาไทยมีน้อย หาอ่านไม่มีเลย ใครมีก็ชี้ช่องด้วยนะครับ

อย่างน้อยนัก diy อย่างเราๆ ที่ไม่ได้จบอิเลคทรอนิก จะได้รู้ประดีบสมองบ้าง