Protectii pentru amplificator

[Dudikoff]

Va salut !

 

M-am apucat sa fac un montaj cu toate protectiile utile unui amplificator audio.

Inatai am sa va arat lista cu ce protectii m-am gandit sa fac (cele bifate sint deja facute, schema fiind in pdf-ul atasat mai jos) :

 

[x] decuplare la DC pe iesire (cu latch)
[ ] decuplare la RF (cu latch)
[ ] decuplare la suprasarcina si scurt pe iesire (cu latch)
[x] decuplare la parazitii de pornire si oprire
[x] semnalizare la intrare in clipping (poate si decuplare la clipping persistent)
[ ] decuplare la depasirea temperaturi maxim admise si cuplare automata la racire (cu schmitt trigger)

 

Daca mai stiti si altele puteti sa-mi ziceti.

O sa astept putin ca sa-mi ziceti o prima impresie, dupa care as vrea daca puteti sa ma ajutati sa le adaug si pe celelalte. :)

 

 

[donpetru]

Ideea este in felul urmator: studiati proiectul TA1000PS si o sa vedeti un exemplu de rezolvare la problema de mai sus care este mai mult decat suficient pentru aplicatii audio PRO uzuale.

 

In cazul in care cautati ceva custom, pornind de la schema prezentata, eu nu as incepe chiar asa. As incerca sa inglobez problemele descrise mai sus intr-un MCU-ul (spre ex. ARM STM32 sau chiar un MCU Atmel) pentru ca suntem in secolul 21 si daca tot dorim sa creem ceva care sa sa fie un exemplu a zilelor noastre, atunci ar fi bine sa acumulam cunostinte sa dezvoltam asa ceva. Daca totusi tineti mortis sa dezvoltati schema prezentata, o sa vedeti ca o sa va intoarceti (cel putin la cateva protectii / facilitati) tot la schema TA1000PS, unde, spre exemplu, protectia la DC este una dintre cele mai ieftine si eficiente deopotriva daca alegem un releu de calitate si cu caracteristici tehnice corespunzatoare. Fiti sigur ca la schema TA1000PS am ajuns dupa ce am mancat pe paine cam tot ce circula pe piata in materie de protectie amplificatoare audio si acolo am incercat sa inglobez ce este mai simplu si mai bun. 

[Dudikoff]

Unde gasesc schema TA1000PS ?

 

P.S: Nu vreau MCU-uri in amplificator. Vreau totul analogic.

Editat Iulie 23, 2016 de Dudikoff

[donpetru]

http://www.tehnium-azi.ro/topic/5482-ta1000ps-sursa-de-alimentare-cu-softstart-si-protectii-pentru-amplificatoare-audio/

 

Traim in secolul digitizari si da, cu un MCU se pot face lucruri la care momentan poate doar visati cu partea analogica. Ce-ar fi, spre exemplu, sa dezvoltati o aplicatie cu MCU care sa inlocuiasca toata problema descrisa de dvs. mai sus, si sa va redea pe un display LCD de 3 inch starile de functionare a amplificatorului si chiar sa verifice la pornire daca: tensiunea de off-set e OK, tensiunile de alimentare sunt OK etc. Cam asa ceva ar trebui sa dezvoltam acum in materii de protectii de amplificatoare audio daca dorim sa iesim in evidenta ca "meseriasi romani". Daca dorim sa facem ceva simplu analogic, nu e rau, am facut-o chiar eu nu numai prin proiectele prezentate aici, dar depinde ce anume dorim sa obtinem la final:

1. un proiect home PRO D.I.Y care sa fie reprodus de tot poporul;

2. un produs comercial (mai sunt utilizatori in toate forumurile de profil care au ca scop principal conturarea unui produs de piata chiar daca nu spun lucrul asta in mod direct sau se ascund dupa un subiect D.I.Y - nu zic ca ar fi cazul dvs., nu as crede dar ma rog... e bine de subliniat).

[zal]

Dac? e musai cu componente discrete, varianta asta destinat? unui amplif de 100W/8 Ohmi asigur? temporizarea la pornire, deconectarea la tensiune cc sau supramodulare ca, deconectarea la suprasarcin? ?i scc, la temperatur? mare, la dispari?ia tensiunii de re?ea ?i semnalizarea de stare. Aten?ie: ptr fiecare amplif trebuie bibilite valori de piese, e valabil la orice alt? protec?ie, nu exist? unele universale.

Rez notat? cu * trebuie adaptat? rez bobinei releului de 24V, astfel ?nc?t s? func?ioneze la 22V f?r? s? se ?ncing?.

...........

P.S. S?nt adeptul progresului universal ?i ce am realizat ?n timp e public.

Editat Iulie 23, 2016 de zal

[Dudikoff]

Donpetru, eu nu vreau sa ies in evidenta ca "meserias roman" si nici ca nimic. Eu vreau sa fac aceasta protectie pentru mine, nu pentru vanzare, deci nu ma intereseaza nici sa iasa ieftina; eu am bani destui.

 

Zal, stiu schema aia dar nu-mi place.

[gsabac]

@Dudikoff, am studiat sumar schema, este interesanta si promite.

Multe modele cu asemenea latch sunt de la Rod Elliot.

Pentru inceput am o nelamurire pe care am sa o studiez.

Nu inteleg pe deplin cum se amorseaza  tensiunea pozitiva simultan,

pe grilele ambilor tranzistori MOSFET si care este regimul tranzitoriu. 

 

@gsabac

Editat Iulie 23, 2016 de gsabac

[Dudikoff]

Nu inteleg ce ma intrebati. Puteti formula cu alte cuvinte mai pe intelesul tuturor, va rog ?

 

Schema de comanda a mosfetilor am luat-o de aici : http://hifisonix.com/wordpress/wp-content/uploads/2012/08/Speaker-Relay-V1.03.pdf

Nici eu nu inteleg prea bine cum functioneaza partea asta dar se pare ca functioneaza chiar bine.

 

Daca va pricepeti la LTSpice va pot da fisierul cu simularea.

Editat Iulie 23, 2016 de Dudikoff

[gsabac]

Stiu LTspice, dar nu la nivel de expert. Pot simula orice fel de amplificator sau convertor, modulator, distorsiuni,

 analizele tot felul etc. Nu este nevoie de fisierele LTspice, realizate de Dvs. Apreciez aceasta simulare

 ca si includerea in ea a posibilitatilor de protectie.  Va rog sa postati libraria pentru IPP086N10N3.

Am postat schema naturala de comanda, folosita in aplicatii similare. Generatorul de CC este indus

 prin diverse metode, optocuplor, cu transformator de RF si redresare, etc.

Deschiderea tranzistorilor se face fata de sursa cu o tensiune pozitiva, aplicata simultan pe grille.

In schema Dvs. tensiunea pozitiva de deschidere este active pentru tranzistorului U2, acesta conduce,

  tensiunea din sursa se identifica cu tensiunea generatorului audio, care este si tensiunea din sursa lui U3.

In continuare fenomenul de deschidere a mosfet-ului U3 nu o inteleg. Probabil prin curenti reziduali sau

 pe vreo alternanta negativa sau pozitiva. Deasemenea de ce ar ramine deschis ?

Am vazut analizele din adresa atasata, sunt foarte bune, mai ales viteza de comutatie fata de releele 

 electromecanice, dar si fenomenul tranzitoriu de intrerupere. Poate mai trebuie testat in loc de rezistenta de sarcina cu un difuzor simulat in LTspice, ca sa vedeti efectul inductantei sale.

In circuitele integrate pentru comutatori analogici, se folosesc 2 tranzistori complementari pentru

 o caracteristica simetrica pentru ambele alternante. Aici nu avem complementarul asa de fortos.

 

Succes !

 

@gsabac

Editat Iulie 24, 2016 de gsabac

[Dudikoff]

Aici aveti modelul MOSFET-ului:

 

In schema dvs. nu ati conectat bine MOSFET-ul de jos. Trebuie intors cu sursa in sus.

Nici eu nu inteleg mecanismul de functionare dar nu mai imi bat capu daca merge perfect asa cum e.

 

Comanda mos-urilor cu optocuploare din alea care isi genereaza singure tensiunea este foarte lenta pt ca se face la un curent foarte mic. Nu am vazut optocuploare care sa dea mai mult de 50uA la 8V. In schimb in schema mea nu e nevoie de asa ceva, comanda este puternica si mosfetul comuta in 15us.

Editat Iulie 24, 2016 de Dudikoff

[gsabac]

Am simulat schema cu tranzistorul U3 cu sursa in sus si functoineaza perfect in toate situatiile testate de mine:

- tensiunea continua simulind un defect de CC de la -60V la 60V

- tensiunea alternativa cu tensiune de virf de la 0V la 55V

- Intirziere variabila a comenzilor de pornit si oprit pentru descoperirea oscilatiilor.

   Semnalul de la 20Hz la 20KHz.

Atasez cel mai defavorabil caz gasit de mine:

Aceasta se intimpla la reconectarea semnalului si se nimereste pe virful sinusoidei

 de orice nivel. La nivel mare se depaseste 130V. Frecventa si nivelele se pot masura pe grafic.

V-am atasat un program de simulare a unor tipuri de difuzoare. Libraria contine mai

multe tipuri de difuzoare si o puteti utiliza pentru aflarea unui raspuns mai apropiat de realitate.

Eu nu am inteles functionarea librariei.

Poate reusiti Dvs.si imi spuneti si mie cum se pot folosi ca component de schema.

 

@gsabac

Loudspeaker.zip

Editat Iulie 24, 2016 de gsabac

[Dudikoff]

Cele 3 fisiere cu extensia ASY sint simbolurile difuzoarelor: de bass, medii si inalte. Ele nu au nici un rol in simulare, doar arata desenul pe ecran. Aceste fisiere trebuiesc copiate in "c:\Program Files (x86)\LTC\LTspiceIV\lib\sym\".

Fisierul "Loudspeaker.lib" contine parametrii de simulare la cateva difuzoare si un exemplu de cum sa adaugi alte difuzoare noi utilizand informatiile din datasheet-ul producatorului. Acest fisier se copiaza in "c:\Program Files (x86)\LTC\LTspiceIV\lib\sub\".

Cand doriti sa faceti o simulare, puneti pe foaie directiva ".lib Loudspeaker.lib", apasati F2 si puneti simbolul difuzorului (Woofer, MidRange, Tweeter), dati click dreapta pe el si la campul "Value" introduceti modelul difuzorului, de ex. "IB3858". Si asta e tot.

 

E chiar interesanta libraria. Multumesc !

[gsabac]

Multumesc pentru raspuns, stiam toate acestea, in plus daca copiezi fisierele asy si lib in directorul de lucru si

 scrii manual datele, programul le alege de acolo, fara sa fie necesar sa fie copiate in "sim".

Ce m-a incurcat pe mine, dar m-am lamurit, la probele de simulare cu diverse rezistente serie cu difuzorul,

 de la 0,01 ohmi la 10 ohmi, frecventa de rezonanta era neschimbata. Aceasta pentru verificarea modelului.

Am extins imaginea foarte mult si m-am dumirit. Frecventa de rezonanta se schimba intre 21,509 Hz

 si 21,428Hz, fapt care arata ca rezonanta mecanica din model este activa.

In topicul,  http://www.tehnium-azi.ro/topic/5427-amplificator-audio-cu-tuburi/page-4?do=findComment&comment=67234

am inceput o tema noua cu metode pentru imbunatatirea calitatii globale a unui lant audio,

 prin folosirea unor reactii adecvate de tensiune, de curent sau in putere. Sunt interesante, poate

 aveti si ceva idei sau cunoastati detalii. Ideea incepe de la postarea #49.

 

@gsabac

Editat Iulie 24, 2016 de gsabac

[Dudikoff]

Acea rezistenta serie nu e necesara in masuratorile din simulator. Ca sa va afiseze impedanta difuzorului introduceti o proba cu expresia "U sursa / I sursa".

[donpetru]

Nu inteleg ce ma intrebati. Puteti formula cu alte cuvinte mai pe intelesul tuturor, va rog ?

 

Schema de comanda a mosfetilor am luat-o de aici : http://hifisonix.com/wordpress/wp-content/uploads/2012/08/Speaker-Relay-V1.03.pdf

Nici eu nu inteleg prea bine cum functioneaza partea asta dar se pare ca functioneaza chiar bine.

 

Daca va pricepeti la LTSpice va pot da fisierul cu simularea.

Atat comanda MOSFET-urilor cat si tensiunea aplicata intre D-drena si S-sursa trebuie sincronizata pentru ca altfel nu vad cum ar functiona montajul. In PDF-ul la care faceti trimitere se face referire la aspectul asta, adica in fig.1 de acolo, V1 si V4 ar trebui sa aiba aceeasi forma de semnal pentru ca in caz contrar, ganditi-va ca intre drena si sursa nu avem nici o polarizare in c.c. a MOSFET-ului, este 0 Vcc, iar singura metoda de intrare in conductie ar fi ca tensiunea V4 sa aiba aceeasi forma cu V1 (spectrul audio de frecventa) si sa fie bine in faza pentru ca altfel va afecta calitatea semnalului audio. Chiar si asa exista un mic impact deoarece pe cele doua MOSFET-uri va cadea cred, asa ochiometric - nu am calculat exact, aproximativ (10...15)Vvv din tot semnalul care in mod normal ar trebui sa-l regasim pe difuzor sau boxa. Deci, din acest punct de vedere putem spune ca circuitul din fig.1 inrautateste randamentul amplificatorului si chiar usor caracteristicile lui tehnice aproape si la puterea nominala, in special TID si THD (asta fara a determina lucrul asta din simulare care repet, LTspice lucreaza cu modele ideale de circuit la greu, deci realitatea poate fi mult mai sumbra decat simularea).