O par diferencial, e daí?

      Post 6   O par diferencial, e daí?

  Muitas vezes em que se procura entender a configuração amplificador em par diferencial se obtem a seguinte explicação: Amplifica a diferença de tensão aplicada na entrada 1 pela entrada 2. Po! mas que raio é isso. Ai voce decide ir a fundo no estudo de par diferencial e entra num emaranhado de contas e ainda entra de quebra mais uns transistores formando a configuração espelho de corrente junto, e no final voce não sabe o que que faz com o circuito, pra que que ele serve exatamente e como tirar proveito dessa configuração.

  Ai inventam uma porção de nomes, “modo comum, modo incomum, modo não sei o que, long tail (rabo longo)”, e eu adiciono o nome “modo não me interessa o nome”. Eu quero saber é como se usa na prática, pra que que serve, o que que acontece, aonde eu uso.

  No meu modo de entender são simplesmente dois transistores polarizados igualmente um de frente pro outro dividindo em comum o mesmo resistor de emissor (em em alguns casos o mesmo de coletor também).

  Um sinal aplicado na entrada do transistor Q1 passa para Q2 pelos emissores, assim temos a saida do sinal no coletor de Q1 naturalmente com a fase invertida e também no coletor de Q2 porém sem inverter a fase.

  Quando se diz amplifica a diferença de tensão quer dizer que se emendarmos os dois coletores juntos e tirarmos a saida do sinal nessa emenda, teremos ali a diferença das tensões. Porém os sinais ali têm fases invertidas e a diferença seria zero (teoricamente, na prática nunca é).

  É assim que cheguei a conclusão do que seria essa diferença de tensão pois nunca vi uma explicação prática da coisa.

  Mas e daí? ou se usa as saidas separadas independentes (como nos amplificadores de potência) ou não tem utilidade nenhuma ter saida zero de sinal. Para ter algum efeito prático temos que analizar que vantagem podemos ter em se gastar dois transistores pra fazer a mesma função de um só.

  Se na entrada de Q1 e na entrada de Q2 aplicarmos o mesmo sinal mas com a fase invertida em um deles (precisaríamos de algum tipo de circuito extra só pra inverter a fase), nas saidas dos coletores de Q1 e Q2 teríamos os sinais com mesma fase, ou seja temos o sinal balanceado (com fases inversas) entrando cada um num transistor e saindo com a mesma fase nos dois.

  Agora se juntarmos os dois coletores teríamos teoricamente a soma dos sinais (o dobro da amplificação mas não temos).

  As bandas das ondas coincidem de estarem agora do mesmo lado mas a onda saindo de um dos transistores está atrasada em 180 graus em relação ao outro e o que ocorre é que temos uma retificação do sinal em onda completa (como se tivesse 4 diodos retificando), isso faz o sinal distorcer.

  Pode acontecer de nas entradas entrarem ruidos provenientes do próprio circuito, da linha de alimentação, etc, estes ruidos entrarão nas bases de Q1 e Q2 porém com a mesma fase, então a tendência será estes ruidos se anularem nas saida dos coletores juntos porque sairão com fases invertidas um em relação ao outro, o sinal que queremos amplificar estará com mesma fase e se juntam, e os ruidos se anulam. Essa é uma das vantagens de usar esse tipo de configuração, tem-se um baixíssimo nivel de ruido.

  Esse circuito pode ser visto no famoso pedal de distorção Univox super fuzz e no pedal Fender blender, o univox farei a análise em outra ocasião e como montar um clone melhorado.

  Algumas analises do circuito deste pedal afirmam que este retificador de onda completa formado pelo par diferencial com as saidas juntas, faz com que o sinal tenha um reforço de uma oitava acima (seja um oitavador), realmente acontece (por causa da retificação) mas não é tanto assim e acho que a ideia de quem projetou o pedal inicialmente era diminuir o ruido porque sabemos que os altos ganhos de distorções dá uma ruideira só.

  No desenho, para o inversor de fase foi usado um transistor só, retirando os sinais do coletor e do emissor (assim temos os sinais com fases inversas), mas poderia ter sido usado um outro par diferencial apenas para inverter a fase (sem juntar os coletores).

  Os transistores usados num par diferencial devem ter o seu beta (hfe) iguais ou pelo menos muito próximos, os resistores de valores iguais dos dois lados devem ter uma mínima margem de erro ou do contrário o circuito funcionará todo desequilibrado e não apresentará nenhuma vantagem. O nó de emenda do resistor de emissor nos emissores forma uma especie de terra virtual para a tensão AC (ou seja só para o sinal) independente do terra e isso ajuda ainda mais a amenizar o ruido.

Futuramente quando eu entrar no assunto de amplificadores (as unidades de potência) será visto diferente uso para um par diferencial.