Amplificator cu reactie in curent

[maxente]

Schema de la acest amplificator o vazusem pe forumul vecin luata dupa site-ul asta http://buildaudioamps.com/project-50/

Cautand mereu sa incerc alta schema mai buna cu mosfeti hexfet am zis sa o incerc si pe asta

Cu mosfeti hexfet am facut doua din variantele nmos, dar nu mi-au placut cum suna, basul mi s-a parut lesinat, mediile prea tipatoare si inaltele sunau metalic. Alte variante de scheme gen nmos, AVxx, FET nu am vrut sa mai incerc

Varianta asta cu reactie in curent e cu totul altceva, suna atat de bine incat daca nu ai vedea ce fel de final e, zici ca e un etaj final cu bipolari, nicidecum cu mosfeti facuti mai mult pentru comutatie

Schema de la care am plecat e asta

Project50_CFA6_Schematic.pdf

Am realizat-o practic pe o placuta de test

Apoi cu ajutorul userului @dudikoff am trecut la teste si modificari in simulator si incercate de mine pe placa de test

Am adaugat generatoare de curent constant in diferential sa se poata alimenta si la tensiuni mai mici fara a modifica altceva in montaj, am renuntat la prefinalii mosfet si am pus bipolari, in felul asta am recuperat vreo 50W care se pierdeau datorita tensiunii de deschidere mai mare pentru mosfeti

Am redus din disipatia la VAS la intrarea in clipping

Una peste alt, schema la care am ajuns pana acum arata cam asa

hexfet.pdf

 

 

Ce parere aveti ?

Editat Mai 24, 2016 de maxente

[gsabac]

@maxente, complexa si interesanta realizare.

Aveti experienta in realizarea de amplificatoare,  se vede din dinamica modificarii

schemei si realizarea circuitului.

Pe forum sunt chituri cu performante  de exceptie de acelasi calibru

cu modelul prezentat. In legatura cu aprecierile negative la sunetele  altor

amplificatoare am rezerve, atit ca termeni cit si ca implementare a modelelor.

 

Daca ati realizat si simulari pentru optimizarea valorilor de circuit este de interes.

Poate postati si ceva diagrame din simulare, poate si fisierele de proiect si librariile,

ca sa fie de ajutor si altor useri.

 

Proiectarea circuitului este destul de buna si se mai poate imbunatati.

Radiatorul din dreapta, mai sus sau mai deplasat fata de traseul de masa,

montarea condensatorilor  suplimentari de decuplare a alimentarii,

renuntarea la lipiturile pe fata, din scurt, ale componentelor, o bobina de soc care sa reziste la curenti mai mari.

In legatura cu masa de intrare sper ca nu este conectata pe dedesubt la masa de filtraj.

Realizarea circuitului imprimat este foarte buna, cred ca la o firma de specialitate,

 se vede dupa trasee si precizia gaurilor fara bavuri.

 

In legatura cu componentele, finalii mosfet complementari nu sunt pereche,

 unii au Rds-sat 0,15 Ohmi altii 0,5 Ohmi.

Tranzistorii din intrari trebuiesc imperechiati, desi din catalog si masuratori proprii am vazut ca sunt

  cu amplificarea la valori foarte apropiate.

Frecventa limita de jos este prea mica si se pot transmite difuzoarelor semnale care le pot degrada in timp.

 

In legatura cu precizia si stabilitatea in timp si la temperatura, a nivelului de zero la iesire si a curentilor de bias,

  schema este mai slaba decit schemele cu reactie negativa pe curent alternativ, care realizeaza si o ridicare

  a frecventei limita de jos. Amplificarea este buna, in jur de 30. Schema nu are protectie la scurtcircuit pe iesire

 si alte gadgeturi auxiliare.

 

In legatura cu titlul "Amplificator cu reactie in current" ne facem de r?s.

Trebuia scris "Amplificator cu reactie in curent continuu".

Pe mine ma atras postarea, mai ales prin titlu, am crezut ca in sfirsit cineva s-a gindit si aplicat o reactie negativa

 de curent prin sarcina (difuzoare), care sa reduca oarecum distorsiunile globale din auditie.

 

Am vazut sonda de osciloscop, poate postati si ceva cu semnalele la nivelul de clipping si cu un nivel de intrare de citiva mV.

Ce fel de redresor folositi si ce difuzoare ?

 

Succes !

 

@gsabac

Editat Mai 25, 2016 de gsabac

[Dudikoff]

Daca IRFP240 si IRFP9240 nu sint complementare, atunci ne puteti recomanda o pereche de finali verticali MOSFET complementari ?

[maxente]

In legatura titlul, imi cer scuze, nu sunt inginer, doar un simplu amator, asa ca daca m-am facut de ras, va rog sa il corectati dvs. sau cine este moderator pe aceasta sectiune

 

Montajul pe care l-ati vazut mai sus este mai mult de test si e facut de mine cu metoda foto pe un cablaj dublu strat de la Bungard.

Decuplari pe alimentari are, le-am lipit pe dosul cablajului, radiatoarele alea mari am renuntat la ele, prefinalii nu se incalzesc atat de tare incat sa fie nevoie de radiatori mari, am pus unele mai mici ca cele de la vas, e chiar suficient. Cablajul final va fi altul usor modificat

Alimentarea montajului e mai mult de test cu un transformator de la o combina, undeva la 250W cred ca are traful, filtrajul si el e mai mult de test 2x10.000uf. Amplificatorul va fi alimentat dintr-o sursa in comutatie facuta tot de mine.

Poate ar fi buine sa prezint si sursele in comutatie realizate de mine la sectiunea dedicata. Am facut una de putere mai mare pana in 1500W cu SG3525+IR2110 in vreo 5 exemplare si doua variante mai mici cu IR2153 folosind doua trafuri recuperate din sursele ATX si una tot cu IR2153 dar folosind traf ETD39 si evident bobinat de mine

Revenind la acest amplificator am sa va arat cum arata sinusoida 

Prima poza este la 1khz imediat pana in pragul de clipping, la urmatoarea poza am bagat amplificatorul puternic in clipping

  

Dupa ce am redus disipatia in VAS, acum cand bag amplificatorul puternic in clipping sinusoida arata asa

Toate astea le-am facut cu ajutorul simulatorului, practic simulatorul mi-a aratat cum arata forma si in realitate asa a fost si pe osciloscop, asta apropo de el si de scepticismul unora care spun raspicat ca simulatorul e o jucarie prosteasca

Practic toate testele facute de mine pe acest cablaj au fost prima data modelate in simulator

@dudikoff o sa va dea mai multe date despre rezultatele si calitatile acestui amplificator

Pe mine in principal m-a interesat sa fac un amplificator care sa sune bine cu acesti tranzistori ieftin si foarte robusti

Ca protectie ii voi pune niste module care vor proteja boxa la aparitia tensiunii continue pe iesirea amplificatorului, cu alte protectii, menite sa g?tuie amplificatorul in timpul functionarii normale, nu imi bat capul sa fac

Editat Mai 25, 2016 de maxente

[gsabac]

@dudikoff, nu am gasit tranzistori MOSFET pereche la 200 V,

  mai buni ca IRFP240 si IRFP9240, la vinzare.

Pentru 250W sau chiar 300 W, pe 4 Ohmi, sunt tranzistori complementari la 100V.

 

@maxente, scuze pentru afirmatia neinspirata despre titlu. Semnalele arata foarte bine ca forma si simetrie.

Va spun de ce ar fi bine sa vizualizati si semnale mici. Acolo pe undeva se afla o zona de racordare

  a semiperioadelor semnalului audio si ar trebiu sa apreciati care sunt distorsiunile in acea zona.

 

Radiatorul folosit, este foarte mic pentru 200W. Pentru mai mult trebuiesc giganti sau ventilati in tunel.

Faceti probe mai intii cu sursa in comutatie. S-ar putea sa radieze puternic si sa perturbe amplificatorul

 si mai ales preamplificatorii. Poate trebuie blindata.

Cititi si postarea mea cu numarul #6, in legatura cu racirea aamplificatoarelor de putere.

http://www.tehnium-azi.ro/topic/6134-racire-amplificator/

 

Felicitari pentru realizare !

 

@gsabac

[Dudikoff]

Pentru 250W sau chiar 300 W, pe 4 Ohmi, sunt tranzistori complementari la 100V.

 

 

Pentru 300W pe 4 ohmi e nevoie de o alimentare de +/-65V, adica 130V in total. Cum as putea sa folosesc finali de 100V cand excursia tensiuni pe iesire este de 130V ?

[gsabac]

Intradevar, este o intrebare incuietoare.

Sunt 2 metode, una foloseste tranzistori in punte iar a doua foloseste redresori stabilizati

 pentru finali si o tensiune mai mare cu 5V pina la 10V pentru prefinali si driver.

In acest fel se obtine o cadere de tensiune de sub 1V pe tranzistori

si rezistentele din emitori si se foloseste mai eficient puterea debitata prin sursa.

 De exemplu sursa in comutatie stabilizata cu randament de 90%.

Considerind ca puterea de iesire se da la 10 % distorsiuni, dupa unii producatori

de amplificatoare, se obtine o putere de iesire de circa 300W.

 

Nu am simulat sau experimentat niciodata o asemenea schema, dar puteti incerca dvs.

o simulare ca sa vedeti rezultatul.

Schema am vazut-o extrem de rar si numai la unii producatori de component, dar idea este clara.

 

@gsabac

Editat Mai 25, 2016 de gsabac

[donpetru]

Din multitudinea de scheme de amplificatoare audio "cu reactie in c.c" testate de mine, cam la 99,00% a fost nevoie de un circuit de reglare automata a OFF-SETULUI. Acesta concluzie am subliniat-o si in topicul proiectului MicroSOUND-100 (vers. cu reactie in c.c.).

http://www.tehnium-azi.ro/topic/5588-microsound-100-un-proiect-complet-de-amplificator-audio/page-4

Acum, asa cum se prezinta schema din prima postare a acestui topic (ma refer la fisierul hexfet.pdf), tare ma indoiesc ca nu ar avea nevoie de un "dc servo circuit" !!! De fapt, chiar compania Marantz a ajuns la concluzia asta (rasfoiti manualele de service audio marantz pentru lamuriri suplimentare ca sa vedeti de unde s-a nascut in mediul diyaudio topologia de amplificator discutata cu micile particularitati de rigoare adaugate de diversi utilizatori din forumuri).

[maxente]

In legatura cu offset-ul treaba e in felul urmator: fara acel semireglabil, la pornirea amplificatorului offset-ul pleaca de la -26mV catre -55mV si apoi usor se linisteste undeva la -30mV 

Deci, in timpul functionarii variaza intre -30 si -40mV. In momentul in care pun semireglabilul pot trage de offset pana aproape de 0mV si singura variatie este de cativa mV, nu sare mai mult de 5mV

Am mai incercat o alta chestie cu pompa de aer cald, am incalzit tranzistorii din fata. Aici offset-ul a sarit pana pe la 100 si un pic de mV inspre plus sau spre minus in functie de cum incalzeam ramurile, si am dat cu aer destul de cald, statia era data la 480 de grade dar tineam mai departe sonda si estimez eu ca am incalzit tranzistorii din fata undeva pana in 40 de grade

In functionarea normala a amplificatorului, chiar daca in interiorul carcasei se va ridica temperatura, tranzistorii din intrare se vor incalzi toti la fel si as zice ca e ok

In opinia mea, in cazul de fata, nu mi se pare necesar un dc servo, dar daca imi scapa ceva, va rog sa imi explicati.

Editat Mai 25, 2016 de maxente

[Dudikoff]

Donpetru,

Asta cu offsetul e o mare enigma si s-a discutat si pe celalalt forum. Intradevar, chiar si mie in simulare imi da un offset de 2V adica exact cum spune si teoria, dar se pare ca montajul real pe care l-a facut Maxente sfideaza legile fizicii. Adica nu are offset. Acei 50mV nu-i putem numi offset, mai alesc ca il poate trage chiar la zero cu acel semireglabil.

[gsabac]

Fata de un amplificator cu  reactie totala pe curent continuu si cu o amplificare de 30, de ex. pe curent alternativ,

acesta are o deriva de tensiune a iesirii de 30 de ori mai mare.

La functionarea timp mai indelungat, parametrii componentelor pot varia spre cel mai defavorabil caz si atunci,

 deriva termica poate fi importanta. La teste de laborator poate merge, la serie si anduranta pot apare probleme.

Totul se leaga de ultimele tendinte in materie de amplificatoare,

care le fac mai atractive si mai bune de realizat sau de comercializat. Un pic de mister in plus nu strica .               

 

@gsabac

[Dudikoff]

Dar daca pun un condensator in serie cu rezistenta din reactie de 100R ce vine spre masa, are ceva ? Am testat asa in simulator si offsetul a disparut. Ba chiar si Maxente a testat real pe placa lui si merge perfect amplificatorul. Dar as vrea sa stiu din punct de vedere teoretic daca e ok asa ceva.

[maxente]

Da, am uitat sa specific ca am incercat si varianta cu un electrolitic de 470uF inseriat cu rezistenta de 100R catre masa si offsetul sta undeva la 12mV. In rest nu am sesizat nici-o diferenta in functionarea amplificatorului cu sau fara acel condensator pus in reactia negativa

Editat Mai 25, 2016 de maxente

[gsabac]

Citeva idei am postat mai jos, dar numai dvs. detineti cheia realizarii amplificatorului.

Nu doresc sa va influentez in modificarea schemei daca functioneaza bine.

 

Daca masurati tensiunea continua C-E la Q1 si Q2 veti gasi in jur de 0,7V, si tensiunea B-E cam la fel.

Acesti tranzistori sunt la limita saturatiei. Grupul Q1-Q4 si Q2-Q5, sunt NPN-PNP, repeata in emitori tensiunea de intrare,

dar nu au rolul de intrare diferentiala. Cind creste tensiunea datorita  grupului Q1-Q4, creste si datorita grupului Q2-Q5.

Ceea ce determina un comportament diferential este R15 si R42. Influenta rezistentei R15 este mai mica decit a

  gruplui R12-R13 conectat la emitori ( unde este impedanta foarte mica).

In fapt scoaterea rezistentei R15 de la masa, micsoreaza amplificarea globala, deoarece reactia negativa este ceva mai puternica.

Aceasta se remarca in scaderea amplificarii pe CA si marirea stabilitatii pe CC, dar nu cu mult.

 

La acest amplificator, la simulare, ar fi interesanta harta cu tensiunile de curent continuu. Amplificarea fara reactie negativa nu are sens,

 deoarece R42 este intriseca pentru functionarea ansamblului.

 

O idee pentru masurarea si simularea derivei termice. Se porneste de la o tensiune de offset de 50mV de exemplu, obtinuta din reglaje si

modificarea temperaturii sistemului.

Eu am realizat amplificatori de osciloscop de pina la 2mV/cm. Acolo se folosesc tranzistori pereche pe acelasi chip,

amplificare diferentiala si o amplificare la modul comun subunitara. Nu sunt permise reactii negative decit pentru un etaj

 de amplificare cu diferential simplu. Uneori in practica, am masurat mai multi tranzistori pentru imperechere si i-am cuplat termic prin 

 alaturarea carcaselor de plastic, pasta si un inel exterior de fixare.

 

Micsorarea condensatorului de intrare pentru circa 15Hz..20Hz este necesara pentru elimnarea timpilor mari de suprasolicitare a difuzoarelor.

Difuzoarele sunt extrem de scumpe si merita protejate.

 

@gsabac

[gsabac]

Pentru studiu am desenat o schema de principiu simplificata, cu o singura aripa,

  ce ilustreaza jumatate din amplificatorul dvs.

Rezistenta R5 se poate cupla prin condensator sau la o sursa de tensiune convenabila.

In ambele cazuri amplificarea pe CA este aceeasi.

Stabilitatea de DC cu condensator este mult mai buna, datorita reactiei negative, 

 parallel la iesire-serie la intrare, mai puternice. In celalalt caz, amplificarea de DC

fiind mult mai mare, face amplificatorul mai instabil.

 

Reactiile la amplificatoare se pot defini astfel:

 

Paralel la iesire- Paralel la intrare

Paralel la iesire- Serie la intrare

Serie la iesire- Paralel la intrare

Serie la iesire Serie la intrare

 

De la intrare sau iesire se pot folosi numai tensiunile sau sau numai curentii. 

 sau o combinatie intre ele.

 

Dupa mine problema componentei continue pe difuzoare se pune astfel:

- Incalzeste in exces o ramura a amplificatorului

- Deplaseaza membrana difuzoarelelor si dau o remanenta de pozitie

- Distruge difuzoarele cuplate pe DC daca este de valoare mare.

 

 Pentru 100mV/4Ohmi = 25 mA, la difuzoare de la citiva wati in sus nu este nici o problema.  

 

 

 

@gsabac

Editat Mai 26, 2016 de gsabac