크로스오버 왜곡
Crossover distortion |
크로스오버 왜곡은 부하를 구동하는 디바이스 간의 전환에 의해 발생하는 왜곡의 일종입니다.이것은 다른 유형의 회로에서도 종종 볼 수 있지만, 보완적인 Class-B 앰프 스테이지에서 가장 많이 볼 수 있습니다.
크로스오버라는 용어는 장치 간에 신호가 "크로스오버"되는 것을 의미합니다. 이 경우 상위 트랜지스터에서 하위 트랜지스터로 또는 그 반대도 마찬가지입니다.이 용어는 오디오 라우드스피커 크로스오버 필터(멀티웨이 스피커에서 별도의 드라이버를 구동하기 위해 오디오 신호를 주파수 대역으로 나누는 필터링 회로)와는 관련이 없습니다.
왜곡 메커니즘
이 이미지는 일반적인 클래스B 이미터 팔로어의 상보적인 출력 스테이지를 나타내고 있습니다.신호 조건이 없는 경우 출력은 공급기 사이의 정확한 중간(0V)입니다.이 경우 두 트랜지스터의 베이스 이미터 바이어스는 0이므로 트랜지스터가 전도하지 않는 컷오프 영역에 있습니다.
양의 방향의 스윙을 고려합니다.입력값이 상부 NPN 트랜지스터의 필요한 순방향BE V 드롭( 0 0.65V)보다 작은 한, 오프인 채로 있거나 도통하는 것은 거의 없습니다.이는 기본 회로에 관한 한 다이오드 작동과 동일하며 출력 전압이 입력을 따르지 않습니다(기본 이미터 다이오드가 양의 입력에 의해 역바이어스되므로 낮은 PNP 트랜지스터는 여전히 꺼집니다).이는 하부 트랜지스터에도 동일하게 적용되지만 음의 입력에도 적용됩니다.따라서 약 ±0.65V의 입력 사이에서 출력 전압은 입력의 진정한 복제 또는 증폭 버전이 아니며, 0V(또는 한쪽 트랜지스터가 도선을 멈추고 다른 한쪽이 시작하는 경우)에 가까운 출력 파형의 "킹크"로 볼 수 있습니다.이 꼬임은 크로스오버 왜곡의 가장 뚜렷한 형태이며 출력 전압의 변동이 감소하면 더욱 뚜렷해지고 간섭이 발생합니다.
이 회로에서도 덜 뚜렷한 형태의 왜곡이 관찰될 수 있습니다.이미터 팔로어의 전압 게인은 1을 조금 밑돌고 있습니다.표시된 회로에서는 일반적으로 NPN 이미터 팔로어와 PNP 이미터 팔로어의 전압 이득은 매우 약간 다르므로 지상 및 지하에서의 이득은 약간 다릅니다.PNP 디바이스와 NPN 디바이스 간의 약간의 차이에서 기인하는 다른 미묘한 형태의 크로스오버 왜곡도 존재합니다.
생각할 수 있는 해결책
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대부분의 왜곡과 마찬가지로 크로스오버 왜곡을 줄일 수 있는 또 다른 방법은 피드백을 사용하는 것입니다.출력을 원하는 출력과 비교하여 입력을 조정하여 오류를 수정함으로써 왜곡을 크게 줄일 수 있습니다.이는 아래와 같이 OP 앰프를 사용하거나 이산 회로를 사용하여 수행할 수 있습니다.
표시된 예에서는 operative amplifier를 사용하여 푸시풀쌍의 왜곡을 줄입니다.OP 앰프는 게인이 매우 높은 차동 전압 증폭기입니다(무한 게인으로 모델링되기도 함).이상적인 모델에서 opamp의 출력은 opamp의 두 입력이 정확히 동일한 전압이 되도록 유지됩니다.이 경우 반전입력이 출력에 직접 접속되어 있기 때문에 비반전입력의 전압은 항상 출력시의 전압 및 반전입력의 전압과 동일하므로 왜곡이 해소된다.보다 정밀한 Op 앰프 모델(비무한 게인)을 사용하면 Op 앰프의 게인과 동일한 계수만큼 왜곡을 줄일 수 있습니다.
대부분의 최신 파워앰프(하이파이(hi-fi)에 사용되는 앰프 포함)는 출력 단계에서 클래스 AB를 사용하는 기술과 피드백을 모두 사용하여 합리적인 효율성과 양호한 왜곡 수치를 제공합니다.
