MX400 = amplificator audio (seria MX)

[donpetru]

Pentru ca am inteles ca exista un interes din partea voastra pentru cumpararea unui kit de amplificare MX400, va prezint mai jos cateva imagini cu acesta inainte sa fie pus pe radiator. In cursul acestei luni, dupa ce am sa definitivez toate aspectele legate de forma finala a acestui kit de amplificare, implicit a versiunilor MX200 si MX800, am sa va prezint si rezultatele practice obtinute, care dupa ultimile cercetari vor reflecta simularile teoretice prezentate la inceputul acestui an. Deci, in acest topic as dori sa discutam nu numai despre MX400 ci si despre MX200 si MX800.

 

Iata si imaginile:

 

Si varianta 3D "simulata":

 

Tot in acest topic va puteti abona (inca o data) la amplificatoarele audio MX. Reproduc o parte din caracteristicile seriei de amplificatoare audio MX si anume:

 

1. Gama de puteri pentru ambele variante constructive va fi: 200W, 400W si 800W (pe impedante de 4 Ohmi).

2. Kiturile de amplificatoare audio vor contine:

- etaj preamplificator audio cu posibilitatea de preselectare a intrarii: balansata sau nebalansata (kitul va contine standard un amplificator operational NE5532 sau MC33078. Optional, pot include pe kit pentru cei mai pretentiosi alte tipuri de AO-uri, cu majorarea nesemnificativa a pretului de vanzare, ca de exemplu AO: OPA2134).

- circuit de protectie la suprasarcina si scurtcircuit accidental pe iesire.

- circuit de softstart pe iesirea amplificatorului;

- circuit de protectie la componenta continua pe iesirea amplificatorului;

- circuit de protectie la supratemperatura, circuit care va contine posibilitatea comandarii turatiei ventilatorului in functie de temperatura radiatorului pe care se afla finali (ventilatorul nu este inclus in pret, deci va trebui sa-l achizitionati);

- un vumetru indicator a puterii de iesire din 5LED-uri.

Circuitele de protectie: DC si temp vor avea LED-uri de semnalizare aferente incluse.

Circuitul de intrare cu posibilitate de configurare in mod balansat sau nebalansat. Acest lucru reprezinta un avantaj major mai ales cand dorim sa conectam doua astfel de amplificatoare audio in punte - ne putem lipsi de circuitul inversor necesar in astfel de situatii.

 

3. Kiturile prezinta principalele caracteristici tehnice:

- puterii de iesire (pe 4 Ohmi): 200W (alim. la +/-50Vcc); 400W (alim. +/-70Vcc); 800W (alim. +/-95Vcc).

- numarul de tranzistoare finale: 4, 8, 14.

- factorul de distorsiuni armonice la puterea maxima: THD=0,02%;

- distorsiuni armonice de intermodulatie:

- viteza de creste a tensiuni: Slew rate: 30... 50V/us.

- raportul semnal zgomot: > 120dB.

- banda de frecventa reprodusa: 10...100kHz (-3dB).

 

OBS. PCB-urile kiturilor oferite spre vanzare vor avea silkscreen. Ceea ce vedeti in imaginile de mai sus reprezinta doar un prototip.

[releu]

donpetru, toata stima, prototipul a iesit foarte misto. Sa ma treci in cont cu 2 bucati.

 

Interesant, nu mai trebuie circuit inversor daca conectam doua montaje MX in puntea. Super!!!!!!!!!

[donpetru]

Anunt prin intermediul acestui post ca lansarea oficiala a kiturilor seriei MX se va amana pe la inceputul lunii viitoare, cel tarziu pana la data de 15 septembrie. Sper ca pana la acea data sa nu mai apara alte probleme care sa conduca la amanarea lansarii acestor kituri. As fi vrut poate sa fie mai intrebate dar cum pana acum am doar doua comenzi ferme in acest sens, nici nu prea am avut timp si nici nu am stabilit pe care topologie de amplificator din seria MX sa merg. Sunt putin nehotarat - am de ales intre doua topologii - si cel mai probabil, voi opta asupra variantei nr. II, varianta care va contine patru generatoare de curent constant (2 in circuitul de intrare = input stage si 2 in circuitul pilot =VAS) si un vumetru simplu cu doua leduri: SIG si PEAK, plus ledurile aferent de POWER, respectiv cele de protectie: DC si TEMP.

 

Dar pana la prezentarea variantei finale a kiturilor MX, va prezint mai jos, o imagine 3D a cablajului sursei de alimentare a acestui amplificator, pentru varianta "stereofonica" si cu softstart inclus:

Deci pentru constructia un amplificator aveti nevoie de doua module MX si sa realizati placa de alimentare din imaginea de mai sus prezentata. Deoarece, placa de alimentare nu este o schema speciala, am sa prezint in zilele ce urmeaza si fisierele PCB in format PDF pentru executarea acesteia.

 

Dupa definitivarea acestui proiect, inceput acum circa un an, voi incerca sa termin si proiectul invertorului de sudura in comutatie, de mult promis dar in lipsa de timp nu a mai putut lucra la el. Si la acest proiect am doua variante: una inseamna comanda si reglarea automata a parametrilor de iesire printr-un MCU iar a doua, mai simpla si accesibila tanarului electronist amator, este o varianta clasica de reglaj cu porti logice.

[donpetru]

Precum spuneam intr-un post precedent, inainte de a lansa seria MX de amplificatoare audio in clasa AB pe MOSFET-uri in etajul final, am avut de ales intre doua topologii. Cea de a doua varianta, care va fi cea "finala", am prezentat-o in imaginea 3D mai jos:

Dupa ultimile update-uri ale schemei si nenumarate revizii incepand de anul trecut si pana in prezent am ajuns la varianta prezentata in imaginea 3D anterioara. In urma testelor in programe soft dedicate rezultate pe componente neideale de circuit am obtinut urmatoarele rezultate pentru amplificatorul audio MX400:

 

Testul a fost facut atat cu semnal sinusoidal cat si rectangular pe diferite impedante de iesire pentru a testa stabilitatea amplificatorului, implicit performantele acestuia. Iata ce am obtinut (alimentare +/-70Vcc):

 

1. Sarcina noninductiva de 4 Ohmi, semnal sinus 100Hz:

- Sensibilitatea nominala de intrare pe etajul preamplificator: cca. 250mV/10kOhmi (intrare nebalansata);

- Valoarea rms a tensiunii de intrare in etajul amplificator: cca. 2Vef;

- Valoarea rms a curentului prin sarcina: 10.09A;

- Valoarea rms a tensiuni pe sarcina: 40.39V;

- Valoarea THD = 0,0035% ( 0,003% );

- Valoarea TID mai mica de 0,0001%;

 

2. Sarcina noninductiva de 4 Ohmi, semnal sinus 1kHz:

- Sensibilitatea nominala de intrare pe etajul preamplificator: cca. 250mV/10kOhmi (intrare nebalansata);

- Valoarea rms a tensiunii de intrare in etajul amplificator: cca. 2Vef;

- Valoarea rms a curentului prin sarcina: 10,13A;

- Valoarea rms a tensiuni pe sarcina: 40,54V;

- Valoarea THD = 0,009% ( 0,008% );

- Valoarea TID = 0,0001%;

 

3. Sarcina noninductiva de 4 Ohmi, semnal sinus 10kHz:

- Sensibilitatea nominala de intrare pe etajul preamplificator: cca. 250mV/10kOhmi (intrare nebalansata);

- Valoarea rms a tensiunii de intrare in etajul amplificator: cca. 2Vef;

- Valoarea rms a curentului prin sarcina: 10,10A;

- Valoarea rms a tensiuni pe sarcina: 40,41V;

- Valoarea THD = 0,015% ( 0,06% );

- Valoarea TID = 0,00015%;

 

Valoare Slew Rate aprox. 50V/us (rezultata in urma testarii amplificatorului cu semnal rectangular).

Later Edit: Valorile THD din paranteze au fost obtinute utilizand in etajul de intrare a amplificatorului tranzistoare de zgomot redus si raspuns in frecventa ridicat. Aceste tranzistoare se vor utiliza in varianta comercializata a kitului de amplificare. Totodata, pentru obtinerea performantelor de mai sus s-a utilizat in etajul preamplificator audio atat operationalul MC33078 cat si OPA2134, diferente notabile in privinta THD-ului nu s-au obtinut ci mai degraba asupra valori Slew Rate. Valoarea curentului de mers in gol aprox. 100mA

 

In schema finala am inclus o alimentare separata pentru ventilator astfel sa las o libertate mai mare de alegere a tensiunii nominale de alimentare a ventilatorului si implicit sa reduc la minim eventuale incompatibilitatii si/sau perturbatii pe sursa de semnal.

Amplificatorul audio in urma simularilor a fost stabil atat in sarcini de 1 Ohm cat si de jumatate de ohm.

 

Intr-un post precedent am spus ca voi prezenta rezultatele practice in jurul datei de 15 septembrie dar din diverse probleme (personale) care au aparut si pe care nu le-am putut anticipa voi amana prezentarea acestora intr-o data pe care am sa o comunic ulterior in acest topic (posibil peste o saptamana sau doua). Dupa prezentarea acestor rezultate se pot lansa comenziile concrete cu plata anticipata a unui anumit procent din valoarea acestui kit. Tot atunci am sa expun si lista finala de preturi pe fiecare versiune de amplificator din seria MX.

 

Multumesc de intelegere si "tineti aproape".

[releu]

Intr-adevar, pot sa confirm si eu, pentru ca am vazut schema si simularea acesteia in MultiSim. - Valorile THD sunt reale, demne de amplificatoare audio Hi-Fi de inalta clasa.

Traiasca MX200...400...800 !!!! Cool.

 

De schema sursei de alimentare ce se mai aude ? Radiatoare, cutie etc ?????

[Vizitator blood]

dar cu fiabilitatea cum se prezinta dupa datele tehnice prezentate se comporta mai bine ca un av putem vedea si noi schema?

[donpetru]

dar cu fiabilitatea cum se prezinta dupa datele tehnice prezentate se comporta mai bine ca un av putem vedea si noi schema?

Din experienta proprie, un amplificator audio construit cu piese de calitate, avand DC Offset redus (este de zece ori mai mic ca la seria AV) si care are incluse toate protectiile, este un amplificator audio foarte fiabil. Acelasi lucru il pot spune si despre amplificatoarele audio din seria MX.

In ceea ce priveste schema, aceasta nu o voi da curand publicitatii din considerente de copyright. Totusi, cei care vor cumpara kiturile vor avea un fotoprint cu cablajul si tensiunile electrice din diferite puncte de pe cablaj pentru a face verificarile de rigoare inainte de punerea in functie a montajului.

 

De schema sursei de alimentare ce se mai aude ? Radiatoare, cutie etc ?????

releu, radiatoarele si cutia necesita niste fonduri considerabile pentru obtinerea unui pret per bucata accesibil oricarui posibil cumparator. Din pacate, momentan nu dispun de aceste fonduri, asa ca...

[releu]

De schema sursei de alimentare ce se mai aude ?

[donpetru]

@releu, in cursul zilelor urmatoare am sa-mi fac timp sa postez si schema alimentatorului pentru doua montaje din seria MX. Asa ca... tineti aproape.

 

P.S. Dupa definitivarea acestor amplificatoare audio, voi incerca sa termin si convertizorul de sudura care l-am promis, asta in limita timpului liber disponibil.

Undeva, in cursul anului viitor, voi pregati si varianta de amplificatoare audio in clasa H si/sau G, care se vor alimenta cu tensiunii simterice (simple, duale si triple) pornind de la +/-70Vcc si pana la +/-180Vcc - Asta ca sa acopar tot domeniul de puteri si/sau cerintele tuturor.

[titi]

P.S. Dupa definitivarea acestor amplificatoare audio, voi incerca sa termin si convertizorul de sudura care l-am promis, asta in limita timpului liber disponibil.

Undeva, in cursul anului viitor, voi pregati si varianta de amplificatoare audio in clasa H si/sau G, care se vor alimenta cu tensiunii simterice (simple, duale si triple) pornind de la +/-70Vcc si pana la +/-180Vcc - Asta ca sa acopar tot domeniul de puteri si/sau cerintele tuturor.

sunteti un geniu dl. donpetru. A iesit foarte misto MX400.

Amplific. in clasa H sau G de care vorbiti o sa fie asemnatoare ca cele de la QSC ? Profesorul de electronica de la facult. ne-a spus ca cele de la QSC, prin schema lor, au distorsiuni THD destul de mari la frecvente inalte deoarece curentul de sarcina trece prin condensatoarele de filtraj ? Asa-i?

[donpetru]

Amplific. in clasa H sau G de care vorbiti o sa fie asemnatoare ca cele de la QSC ? Profesorul de electronica de la facult. ne-a spus ca cele de la QSC, prin schema lor, au distorsiuni THD destul de mari la frecvente inalte deoarece curentul de sarcina trece prin condensatoarele de filtraj ? Asa-i?

Topologia de iesire va fi asemanatoare, va diferi doar cea de intrare.

 

Profesorul de facultate v-a informat bine. Totusi THD-ul la frecvente inalte la amplificatoarele audio gen QSC se poate imbunatati conectand in paralel cu condensatoarele de filtraj cate un condensator MKP sau MKT de 100nF la 400V.

Cel care a creat topologia QSC - in persoana lui Pat Quilter - nu a implementat acele condensatoare deoarece introducerea acestora se justifica doar la tensiunii de alimentare reduse, la tensiunii mari apare un fenomen pronuntat de obosire a dielectricului datorat valori mari a curentului de audiofrecventa care il strabate. Acelasi lucru se poate spune si despre condensatoarele de filtraj (bypass) la frecvente joase, topologia in sine cerand utilizarea unor condensatoare de filtraj de calitate pentru a avea o fiabilitate sporita per ansamblu a intregului montaj. De fapt, este cel mai mare dezavantaj al topologiei QSC care se poate combate utilizand condensatoare de by-pass la frecv. inalte de calitate, tensiunii inalte si putere Q mare (LO ESR redus). In amplificatoarele care le voi prezenta voi arata mai exact cum se va face lucru asta. Spre exemplu, topologia QSC poate obtine valori mici THD si SlewRate mare - rezultate comparabile cu cele obtinute in urma simulari amplificatorului audio MX400 - doar daca etajul final este polarizat cu un curent de mers in gol corespunzator clasei A de functionare. Personal am testat experimental mai demult acest lucru si acest curent este undeva pe la 500mA.

 

In practica, amplificatoarele QSC sunt polarizate in clasa H sau "true class B" (curentul de polarizare a finalilor in "true class B" este nul). Deci, QSC pune un mare accent pe eficienta, coroborata cu o greutate redusa a amplificatoarelor produse decat pe calitate Hi-Fi - de fapt, un lucru specific tuturor producatorilor de echipamente audio PRO. Oricum, daca ar fi sa ne raportam la standardul DIN 45.500 care impune limita max a THD de 1% pentru un echipament audio Hi-Fi si amplificatoarele QSC se pot incadra usor ca fiind amplificatoare audio Hi-Fi.

[releu]

THDul nu este chiar foarte mare la frecv. inalte la amplifurile QSC (undeva pe la 0,1...0,5% real, daca simulati amplificatorul va da mai putin). Sunt niste amplificatoare bune.

[donpetru]

In fine, asa cum am promis, prezint mai jos schema alimentatorului seriei MX de amplificatoare audio:

Sursa_de_alimentare_MX.pdf

PCB-ul acestuia o sa-l prezint o data cu rezultatele practice. Totodata, daca sunt utilizatori interesati, as putea sa realizez si varianta alimentatorului cu sursa in comutatie, dar asta in cursul anului viitor.

[releu]

Ce se mai aude de amplifuri MX ?

Din ultimile discutii si ce am mai vazut ca ai scris pe forum, se pare ca deja, dupa teste, ai mai umblat la schema!!!! Sa fie versiunea III ? Ultima ? Si de ce a fost nevoie de schimbarea schemei pe ici pe colo ?

[donpetru]

Citez un alt raspuns care l-am dat si in alt topic:

Kiturile vor fi gata dar din cauza timpului liber disponibil redus pentru realizarea acestora, nu am avut timp sa le termin. Am avut de ales intre doua scheme. Nici acum nu stiu exact asupra careia sa ma hotarasc. Momentan testez din punct de vedere fiabilistic prototipul amplificatorului MX400 si fac pe ultima suta de metri ajustarile necesare pentru garantare si maximizarea performantelor. Deci, pana la lansarea oficiala a acestor kituri, mai este, nu pot sa dau o data exacta. Vreau sa iasa ceva special iar pentru asta trebuie mult timp si rabdare.

 

Un lucru as dori sa mai adaog la finele acestui post: kiturile le voi realiza doar daca va exista un numar de comenzi ferme cel putin egal cu 10. Pretul va fi destul de mare pentru acest numar de bucati, cred ca asta a fost una din cauzele care m-au facut sa nu prea imi dau silinta pentru definitivarea acestora, numarul posibil de clienti fiind foarte redus. Dar vom vedea. Tineti aproape!

 

Completez: Schema a doua a fost definitivata mai bine de o luna. Totusi, in urma testelor efectuate a fost necesar ajustarea unor componente si introducerea unui etaj nou, care este destul de scump. Schema este foarte fiabila, scumpa si foarte greu de realizat in regim DIY deoarece necesita sortarea unor componente electronice dintr-un lot destul de mare. Acest lucru presupune achizitionarea unei cantitati mari de componente electronice, actiune ce nu se justifica pentru realizarea numai a 4 sau chiar 10 exemplare (prea scump!). Din aceasta cauza am hotarat sa fac versiunea nr.III cu care sa ating un THD la puterea nominala de cca. 0,001%, avand la baza o schema putin diferita fata cea prezentata in imaginea 3D cu vers. nr.2. Mentionez ca circuitele de protectie, softstart si temp nu au fost modificate si ca drept urmare le voi aplica si la vers.3.

 

In concluzie, intentionez sa proiectez nu numai o schema performanta ci si accesibila din punctul de vedere a constructiei practice tanarului electronist amator. Aici voi tine cont atat de pret cat si de performante. Nu este un lucru chiar asa usor de facut si mai ales o schema construita de la 0.

 

Totodata, finalizarea acestui proiect nu s-a putut face foarte rapid datorita timpului disponibil redus - numai sambata - au fost si sambete cand nu am avut timp. Din pacate, nu mai am timpul necesar asa cum il aveam odinioara, pe cand eram student. Aceste aspecte m-am facut sa aman acest proiect. Din pacate, o data precisa in privinta terminarii acestuia nu pot sa mai dau, dar imi doresc foarte mult sa fie anul acesta.