Hur dödar man lågfrekventa oscillationer?

[Spisblinkaren]

Hej!

Jag har fått ett problem med min JFET gitarrförstärkare för batteridrift (KJA).

Första trissan har en BJT strömgenerator för att kunna få lite gain för mikrofon, tänkte jag.

Dock visade det sig att jag var tvungen att trimma Rs också för annars gick drain-potentialen i botten, till slut fick jag ändå Vcc/2 ut på drain och uppmätte 100ggr i gain hos första steget/trissan.

Men dessa gain pulsas med typ 1Hz, dvs det ser fint ut en liten stund men sen rycker det i skåpet.

Krämar man på lite med insignal så släpper denna oscillation (samtidigt som signalen blir fyrkant) men utan insignal får man 1Hz.

Så hur kompenserar man bort en VLF-oscillation?

Hade det varit HF hade man ju bara kunnat sätta en konding på lämpligt ställe, men VLF?

Bifogar schema.

MVH/Roger
PS
Över R13 har jag alltså satt en 1k trimmer, bäst resultat fås när total resistans är runt 57 Ohm och detta tror jag har att göra med att bias förstärks vilket gör att BJT går i botten om inte rätt Rs finns (vars potential bestäms av strömmen från BJT).

[Synesthesia]

En gissning skulle vara att det blir återkoppling genom drivspänningen. Du kan testa med separat drivspänning (eller använda regulator) för de 2 första förstärkarstegen/transistorerna (Q1 och Q2) och se om det slutar. Eller koppla bort den första transistorn (Q1) och kanske även den andra transistorn (Q2) och se vad som händer.

[Icecap]

Problemet kallas ofta "motorboating" och är nästan alltid en återkoppling genom spänningen pga. förstärkarsteg med låg CMRR.

[Spisblinkaren]

Jag var också inne på motorboating som jag känner till i samband med rörslutsteg men jag förstår inte mekanismen, tror det handlar om (global) återkoppling med för tidiga nollställen (jämfört med trafon) som ger en ofördelaktig fas, hos mig finns dock ingen global återkoppling (bara lite lokal motkoppling, avkoppling av Rs hjälper f.ö inte).

Först skall tilläggas att jag har 1mF över matningen numera.

På bussen nyligen kom jag annars på ett eventuellt trick, jag stabiliserar Q1 mha feedback från drain till gate, samtidigt ändrar jag gate-motståndet till 10k och sätter en 1M trimmis mellan dran och gate (samt en ingångskonding på gate för nu finns det DC där, behövs dock bara vid signaltest samtidigt som jag bara har problem utan insignal) och trimmar, eftersom jag mätt upp 100 i gain så borde 1M räcka för att kunna dra ner förstärkningen så att utspänningen återigen hamnar på Vcc/2 eller mindre.

Det lilla jag tror mig förstå är att Q1 nu stabiliseras för om drainspänningen skulle driva uppåt då blir netto Vgs mindre negativ och strömmen ökar vilket drar ner drainspänningen, driver spänningen neråt så blir netto Vgs mera negativ och strömmen stryps vilket gör att drainspänningen ökar.

Kan detta funka?

Vad jag egentligen laborerar lite med här är "Early Voltage" dvs att I/V-linjerna om man säger lutar och därmed har BJT en resistans (rp) om än mycket hög, det tycks alltså gälla att förse den här höga lastimpedansen med ström(?) av stor tolerans för annars tippas BJT till endera ändläget, samtidigt är det känt att emittermotstånd ger ännu större resistans ut från en strömgenerator än rp, och då tappar jag bort mig

Tydligt är i alla fall att bias (Vgs) förstärks c.a 100ggr pga BJT som strömgenerator så det gäller alltså att pricka ett Vgs som ger en drainpotential på Vcc/2 och det är det jag gjort med motoboating som resultat.

Tack för era kommentarer!

MVH/Roger
PS
På nåt sätt verkar det gälla att båda strömmarna måste mötas, dvs den ström som BJT ger den ska även JFET ge och möts dom inte hamnar drainspänningen i endera ändläget, annars undrar man ju vart BJT-strömmen tar vägen om inte JFET-levererar samma, jag tror att det då blir "Triode Region" hos respektive trissa som bestämmer, dvs arbetspunkten hamnar i endera ändläget.

[Spisblinkaren]

En gissning skulle vara att det blir återkoppling genom drivspänningen. Du kan testa med separat drivspänning (eller använda regulator) för de 2 första förstärkarstegen/transistorerna (Q1 och Q2) och se om det slutar. Eller koppla bort den första transistorn (Q1) och kanske även den andra transistorn (Q2) och se vad som händer.

Intressant, tack!

Jag har noterat att redan vid Q1 så svänger det och eftersom jag inte har nån feedback så vågar jag tro att det är bara där jag har problem, kopplingen är dessutom lite speciell så kanske man tigger om problem?

Återkoppling via drivspänningen låter intressant men jag resonerar som så att då BJT har i det närmaste horisontella I/V-linjer (mycket högt rp) så borde inte nån mV i variation hos matningen spela nån roll, det måste vara nåt annat som spökar.

Fast det är ett bra tips, en annan gång kanske jag bygger in ett RC-filter för BJT också.

Observera slutligen att jag fläskat på med 1mF över matningen utan framgång.

MVH/Roger
PS
Jag ska dock göra ett test tack vare ditt trevliga tips, just nu har jag tillfälligt anslutit ett par 18R/5W på utgångarna, som värst går det då 1A (en kort stund för dom blir naturligtvis varma), men så fort jag får fram en snygg sinus så går nästan samtidigt utgången i botten och med dessa 1A som jag dessutom inte riktigt vet hur dom tar vägen på kortet (eftersom jag inte varit så noga med caddningen) så kan jag ha problem, jag avser nu byta till 2X1k istället och börja min felsökning där.

[Nerre]

Även om du inte har nån avsiktlig återkoppling kan det ju finnas återkoppling via "spökvägar".

När man designar en förstärkare så utgår man ju ofta från ideella komponenter, men verkligheten är ju lite annorlunda, strökapacitanser, ledningsresistanser, ledningsinduktanser etc kan ställa till med problem.

[Spisblinkaren]

Jag tror att man ganska säkert kan utesluta alla dom där aspekterna förutom eventuellt ledningsresistanser när det gäller mitt VLF-problem.

MVH/Roger

[Nerre]

Just de sakerna jag räknade upp kanske kan uteslutas, men du har nån form av återkoppling nånstans eftersom självsvängningar inte kan uppstå utan återkoppling.

[SM7CZR]

Vilken uppgift har darlingtontrissan Q5 ? Är det någon typ av spänningsstab?
Löd loss C4 för att kolla om återkopplingen upphör!

[SM6XUN]

Jag tror att C1 och C7 är på tok för stora, lågfrekvensresponsen tillåter lågfrekventa svängningar, "motorboating" som Icecap nämnde.
Prova att gå ner till kanske 220nF och se om fenomenet försvinner.

[Spisblinkaren]

Okej, men jag mäter ju redan vid Q1 att det självsvänger så hur kan då C1/C7 påverka?

Observera att jag inte har nån (avsiktlig) återkoppling.

Fast ditt tips är ändå intressant för jag är rådvill

MVH/Roger

[Spisblinkaren]

Vilken uppgift har darlingtontrissan Q5 ? Är det någon typ av spänningsstab?
Löd loss C4 för att kolla om återkopplingen upphör!

Bra tips!

Q5 är en strömgenerator som med sin höga utresistans ger högre förstärkning hos Q1 än vad som är resistivt möjligt.

Finns gott om dylika i opampar.

MVH/Roger

[Spisblinkaren]

Just de sakerna jag räknade upp kanske kan uteslutas, men du har nån form av återkoppling nånstans eftersom självsvängningar inte kan uppstå utan återkoppling.

Bra poäng!

MVH/Roger

[lillahuset]

Varför inte försöka rita ett korrekt schema först?

Jag tvivlar på att du använder en SFH482 i strömgeneratorn. Om du gör det är det inte ett speciellt bra val. Varför en darlington?
Är utgångstrissorna 2SK175 eller 2N3055?
Varför så högohmiga motstånd?
Hur tänkte du koppla högtalaren?

[Synesthesia]

Q5: det är en konstantströmsgenerator. Fast ganska små förändringar över D1 ger förhållandevis stora förändringar av utsignalen från Q1 då även Q1 fungerar som en konstantströmsgenerator. Om det skulle visa sig vara här du får återkoppling via drivspänningen på Q1/Q5 så hjälper det liksom inte att ha en stor fet avkopplingskondensator (C3) i steget efter.
Dessutom har du ju 3 kondensatorer (C1 och C7 räknar jag här som en) som utgör varsitt högpassfilter med en brytfrekvens i storleksordningen någon/några Hz så du kan mycket väl få en fastförskjutning på 180º vid någon/några Hz som tillsammans med återkopplingen med 180º fasvändning utgör en oscillator.

Edit: eftersom det också går genom en transformator som gissningsvis har en brytfrekvens där på kankse 10-20Hz, tror jag det är mindre sannolikt att återkopplingen + fasförskjutningen på alla kondensatorer tillsammans är det som får det att självsvänga.