Inca un amplificator...

[Akos]

In seria nesfarsita de amplificatoare (evident de inalta performanta !) va propun si eu un amplificator.

Schema este destul de stufoasa, dar am dorit sa va propun ceva mai putin conventional.

Scopul a fost de a reduce distorsiunile sub 1 ppm. Nu este un proiect comercial ci unul de hoby, si ca atare nu m-a

interesat pretul componentelor si nici complexitatea schemei, ci numai rezultatul, adica sa vad daca se poate sau nu.

Schema se bazeaza pe lucrarile unui domn din Olanda, pe nume Edmond Stuart (http://www.data-odyssey.nl/Super_TIS.html)

un tip original in gandire, obsedat  de performanta.

Din simularile mele rezultatele sunt promitatoare. Lucrez deja la cablaj.

Va invit sa va spuneti parerea si observatiile pe baza acestei scheme (numai va rog sa nu comentati complexitatea ei, care, stiu, este cam mare...) 

 

E_Stuart_nfb_001.pdf

E_Stuart-nfb-sim001.pdf

[maxente]

Auu !  Îi strici toata haudiofilia din amplificator daca il alimentezi din sursa aia 

Intr-adevar, destul de stufoasa schema.

Succes la constructie !  

[sesebe]

Citeva chestii:

La simulare ai simulat și puterea disipata pe fiecare componenta în parte? Bine nu chiar fiecare dar sint citeva, în niște poziții mai ciudate, care mie mi se pare ca vor disipa cam mult, un pic mult prea mult, dar poate mi se pare numai.... 

Cit este randamentul energetic? Puterea de iesire/puterea totala consumata?

La o schema asa de complexa, riscul ca ceva sa nu fie plantat cum trebuie sau traseele sa nu fie trasate cum trebuie este foarte mare. 

[George]

Stiu demult schema lui Edmond Stuart. In sfarsit vad si pe cineva care are curajul si entuziasmul sa construiasca acest amplificator (cu ceva modificari). Mult succes.

Editat Decembrie 15, 2018 de George

[Akos]

Si eu sunt curios daca sursa o sa-mi faca probleme sau nu. Vom vedea.

Randamentul nu ma intereseaza. Este in clasa AB. Curentii prin finali le-am ales de 0,2A. Am alimentat la 97,5V,

excursia maxima a iesirii este aprx.90V deci puterea este cam 1kW. Chestii care disipeaza sunt: finalii, finalul de la vas si mos-ul de bootstrap.

D-l @George , care schema ? Dupa cum am spus, schema mea are la baza pe cea al lui Edmond dar sunt totusi niste diferente destul de semnificative.

 

Mai jos este simularea in cc.

 

 

e_stuart-nfb-sim-002.pdf

[George]

Fireste ca schema lui Edmond Stuart cu modificarile respective.

[sesebe]

Cind ziceam de randamentul energetic ma refeream strict la faptul ca sint multe componente care vor disipa multă putere și vor avea nevoie de răcire suplimentara. 

[vijelie02]

Frumos proiectul, dar intreb o chestiune: la acea putere de 1kw oare mai are importanta distorsiunea de 0,001 sau chiar de 1% ? La aceasta putere oricum urechea umana e deja sub stres si nu mai poate sa faca diferenta intre un sunet de calitate si distorsiune. N-am mai luat in calcul difuzoarele/boxele, am considerat ca sunt cele mai bune existente.
Oare merita complicaciunea asta pentru 0,001 distorsiuni la 1kw? De 50 ori mai zgomotos si de 5 ori mai simplu nu e mai convenabil? aici ma refer la alte clase ce au la baza tot AB.

 

[Akos]

Daca era un proiect comercial, nici nu intra in discutie o "complicaciune" ca asta. Aici este vorba daca se poate sau nu. Puterea este atita pentru ca mos-urile atita pot, limitarea o face tensiunea maxima suportata de ele. Am facut simularile pentru tensiuni de alimentare pornind de la 70V, si cu mici modificari  si cu 50V cu aceleasi parametri. Proiectul este pentru "fanatici", nu pentru comercianti. Dupa cum spunea Edmond, treaba hoby-stilor este de a face un amplificator cat mai performant, partea cu boxele este al celor care fac boxe. Fiecare cu partea lui. Schema aceasta are cateva solutii inedite care fac diferenta. Invitatia la dezbatere a fost cu privire la aceste solutii. Repet, amplificatoare clasice, cu diferential sau cfp in vas urmat de drivere si finali s-au tot facut, si daca sunt realizate ingrijit, si suna decent. Poate totusi sunt in acest forum si "fanatici" care rezoneaza la acest mod de privi lucrurile.

 

ps: distorsiune de 1ppm este de 0,000001 (adica 1 parte pe milion). Din simulari rezulta sub 20u (in%) deci sub 0,2 ppm la 20kHz, deci in realitate sunt sanse pt. 1 ppm.

Editat Decembrie 16, 2018 de Akos

[sk24bpo]

1ppm=0,0001% La amplificatoarele domestice, cu puteri de pana in 100w, acest nivel de distorsiuni incepe sa se scufunde in zgomot ( asta daca consideram zgomotul unui aparat construt corect, fara greseli). De asemenea deja este foarte greu de masurat  un thd=0,0001% la 1khz. La 20khz probabil ca si AP-urilor le tremura izmenele si nu te mai poti baza 100% pe rezultatul returnat.

 Ideea este frumoasa, asteptam rezultatele practice.

[gsabac]

Schema prezentata in simulare este de natura sa  trezeasca pasiunea pentru un amplificator ceva mai complex, dar prezentat atractiv,

 cu componente din asa zisa clasa destinata aplicatiilor audio, "ECW20N20&ECW20P20, Designed specifically for linear audio amplier applications".

Amplificatorul MOSFET400, creat de @marian impreuna cu userii forumului, are performante certe asemanatoare si reprezinta un virf de realizare teoretica,

 practica si de emulatie pe forum si poate ca si acest amplificator va genera acelasi interes.

 

Unele nelamuriri pentru inceput, care este tipul tranzistorilor finali folositi la simulare, deoarece nu se specifica pe schema, de ce este nevoie de "DC-server",

 daca toti tranzistorii folositi sunt pereche sau complementari pereche, ce rol au circuitele aditionale cu M41 si X5 si daca are vreo relevanta folosirea

tranzistorilor discreti in locul tranzistorilor pereche din schema originala.

Deasemenea va intreb daca ati facut o simulare pe alternativ si ce distorsiuni rezulta din simulare la o putere de circa 750W.

 

In final o rugaminte, daca aveti, va rog sa postati modelul tranzistorilor mosfet laterali ECW20N20 si ECW20P20.

 

@gsabac

[Akos]

In simulare s-a utilizat chiar ECW20N20&ECW20P20 (libraria microcap are aceste modele, dar inca nu m-am prins cum sa le copiez de acolo).

Dc serverul l-am folosit pentru ca nu ma bizui prea tare pe simetriile componentelor si cu ea stiu ca iesirea sigur e in zona de mV.

M41 si X5 sunt circuite de bootstrap pentru alimentarea circuitului EC, al protectiei si al driverului cu o tensiune de cca 15V, astfel ca pentru aceste circuite se pot

folosi tranzistoare de tensiuni si puteri mici care au performante net superioare celor de tensiuni mari si puteri medii. In simulari am folosit bc550 si bc560. Am optat pentru

arie de tranzistoare din doua motive: sunt relativ identice si acestea (THAT340) sunt de zgomot mic. Simularea din prima postare este pentru cca 1kW la 20kHz.

[gsabac]

La amplificatoare este o tendinta aproape generala pentru copierea unor structuri din circuitele operationale performante. Acestea beneficiaza de tranzistori

 cu performante controlate si astfel offset-ul la intrare poate ajunge in domeniul zecilor de microvolti si spre consecinta cu o bucla de reactie negativa in CC

 care reduce amplificarea la 20-30 componenta continua la iesire fara reglajul de offset zero este mica, poate de sute de uV sau mV.

In cazul amplificatoarelor audio cu componente discrete, datorita inegalitatii dintre perechile pnp si pnp, la unele scheme, acest offset la iesire poate ajunge la

 zeci sau chiar sute de mV, in cazul unei bucle de reactie negativa pe CC, care este prezenta si la acest amplificator.
 

La unele scheme, in scopul micsorarii tensiunii de CC pe iesire, se renunta la cuplajul direct si se intercaleaza un condensator in serie cu rezistenta din bucla de

 reactie negativa conectata la masa si astfel nu mai este nevoie de un circuit Dc server, sau mai rar se foloseste un trimer de echilibrare.

Am postat pentru evidentierea unor aspecte si concepte folosite in amplificatoarele audio de putere, nu pentru a face opozitie proiectului din topic,

 totusi la aceasta schema datorita condensatorilor de valoare foarte mare la intrare, raportata la impedanta de intrare si a sursei,

 frecventa de jos la -3dB este sub 1Hz, care nu cumva este o frecventa prea mica pentru un amplificator audio de putere?

In final la acest amplificator veti introduce si filtre trece jos pe iesire sau va ramine asa cum este prezentat.

 

@gsabac

Editat Decembrie 17, 2018 de gsabac

[Akos]

D-l @gsabac, condensatorul la care faceti referire trebuie sa aiba valoare de sute de microfarazi. La valorile acestea intra in discutie numai electrolitici. Ca sa fie

ok trebuie puse 2 in opozitie, si si asa curentii lor reziduali sunt destul de mari, ba mai sunt dependente si de temperatura. In plus problemele de nesimetrie

ale tranzistoarelor de intrare. Asa ca nu vad de ce sa nu se utilizeze un dc server care rezolva elegant aceste probleme. Vizavi de impedanta amplificatorului, contrar

aparentelor nu este chiar foarte mare. Si pe mine m-a derutat acest fapt la simulari. Asta conduce la o alta problema, si anume daca sa folosesc potentiometru la intrare

sau nu. Simuland cu un pot-metru de 10K distorsiunile se tripleaza la pozitia mediana fata de situatia in care este fara ea. Schema functioneaza cu distorsiuni minime

daca rezistenta sursei de semnal este de sute de ohmi. Asa ca valoarea condensatorului de intrare precum si valorile filtrului trece jos de la intrare vor fi hotarite la final

dupa ce vad ce va veni in fata intrarii.

[sk24bpo]

 e DC Servo nu DC Server.  :-)

Editat Decembrie 18, 2018 de Shambala