抵抗を追加してLM324 / LM358のクロスオーバー歪みを低減

私は伝説のボブピースのビデオを見ていました。彼は、通常のLM324 / LM358は低歪みアンプではないと言っていますが、オペアンプの出力から負の電源レールに10Kの抵抗を追加すると、歪みが大幅に減少します。

ビデオではバイポーラ電源を使用しているようですので、私の質問は、LM324 / LM358を単一電源、たとえば9Vとグラウンドで使用している場合、出力からグラウンドへの抵抗を追加すると、歪みも低下しますか？オペアンプの入力に4.5Vバイアスを追加して、出力が4.5Vでアイドルになるように追加する必要があります。次の図は、私がやっていることを示しています

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

ビデオリンクは次のとおりです。とにかく、このゆがみのものは何ですか？

LM324の出力段は、出力電流をソースするとき（プッシュプル段の「プッシュ」半分がアクティブのとき）、および出力電流をシンクするとき（プッシュプルの「プル」半分のとき）に、出力インピーダンスが低くなります。ステージがアクティブです）。出力電流がゼロになるとオフになり（高インピーダンスになります）、伝達特性に「デッドスポット」が発生します。

歪みを低減するために、ゼロ出力段電流を許容してはなりません。

これは、電流をシンクする能力が制限されている負荷と組み合わせたプルアップ抵抗、または電流をソースする能力が制限されている負荷と組み合わせたプルダウン抵抗を意味します。「グランド」への抵抗はどちらの要件も満たさない場合があります。

324の出力トーテムポール段は、低静止電流用にバイアスされています。つまり、出力電流が要求されていない場合、両方のデバイスが低電流になります。これによりゲインが減少し、クロスオーバー歪みが発生します。負荷がバイポーラの場合、出力電流がゼロになることがあります。

電流をソースまたはシンクするだけの負荷は、1つの出力トランジスタをオンに保ち、この歪みの原因を大幅に低減します。

バイポーラ負荷は、十分に小さいプルアップ抵抗またはプルダウン抵抗を介して配置することで、ユニポーラ負荷にバイアスすることができます。

プルアップとプルダウンのどちらを使用する必要がありますか？324個の出力トランジスタは、シンクできるよりも多くの電流をソースします。したがって、より大きな負荷に対処するために、それがプルダウンの場合、より大きなバイアス電流を使用できます。

すべての負荷および信号条件の下で上部出力トランジスタを導通状態に保つグランドへの負荷を追加すると、クロスオーバー歪みが解消されます（ただし、有限のスルーレートや有限ゲインの非直線性などの他の効果は、依然としていくらかの歪みを引き起こします）。

正の電源レールへの抵抗を使用した場合と同じくらいの電圧振幅を得ることができない場合がありますが、より多くの電流を得ることができる場合があります。負荷によっては、抵抗の値を10Kより低くする必要があります。

あなたの答えはあなたの質問の最初の段落にあります。

LM358の内部回路図を見ると、o / pピンから負の電源レールに外部抵抗を追加する理由がわかります。オペアンプは、シングルエンド電源とバイポーラ電源のどちらを使用しているかは関係ありません。

その外付け抵抗を流れる電流により、歪みが低減されます。あなたの場合、抵抗器の両端に4.5V。

データシートでは6,2kの値が推奨されていますが、BOMコンポーネントの数を減らすために、通常は4.7kを使用しています。どちらの値も適切に機能します。