Joy200 Amplificator High Fidelity Sziklai 70V,150V/uS

[technomate]

Amplificator 200W/4 oameni High Fidelity

 

Thd = 0.004 la 1khz cu 20 armonici .

Slew rate obtinut pe osciloscop 70 pozitiv , 100 negativ

Rezerva de faza aproximativ 45 grade .

Banda de frecventa la -3dB 5Hz -- 340Khz .

Castigul in bucla deschisa 120 dB.

Amplificare = 33 .

Frecventa de taiere in bucla inchisa fara filtru intrare >14 Mhz.

Produsul amplificare banda 34e+6 .

Open loop gain la 20 khz : 65dB

Curent de mers in gol se regleaza intre 25-40mA deci pe rezistentele din colectorul finalilor sa fie in jur de 6-8 mV .

 

 

Voi descrie putin circuitul pentru a va putea face o parere.

In intrare un circuit diferential cu degenerare in emitor pentru cresterea liniaritatii ,cresterea slew-rateului si thd mai mici ;are ca sarcini oglinzi de curent pentru aceleasi calitati de mai sus +castigul mai mare fata de sarcina rezistiva .La fel si aici am introdus degenerare cu rezistentele din emitorul oglinzii pentru cresterea si mai mare a castigului .In intrarea diferentialului un filtru de 340 khz pentru protectia impotriva undelo radio si zgomot .Etajul sursa de curent care alimenteaza etajul diferential are ca referinta de tensiune ce le 2 diode 1n4007 si pentru un regim mai sigur in caz de alimentare mai mare am introdus rezistenta de 10k pe colector catre emitoarele diferentialului .Aceasta rezistenta +sursa de curent face ca impedanta de intrare in etajul diferential sa fie mare .Am introdus un pol si un zerou la frecventa de 1Mhz format din Rc-ul dintre colectoarele diferentialului pentru cresterea rezervei de faza implicit stabilitatea circuitului .Pe unele cablaje fara acest filtru amplificatorul poate intra in oscilatie .

Intre etajul de amplificare in tensiune(driver) si etajul de intrare diferential am introdus un etaj repetor pentru adaptarea impedantelor (in driver aproximativ 3 kiloohm iar in iesirea diferentialului de ordinul sutelor de kilo).La fel si aici driverul are ca sarcina tot o sursa de curent pentru cresterea impedantei vazute de catre driver si implicit cresterea castigului etajului driver .Curentii stabiliti sunt dati de rezistentele din emitoarele surselor respectiv etajul diferential are aprox 2.6mA (zgomot mic) si 11 mA driver.S-a ales acest driver deoarece are capacitatea C-B mica de ordinul 16 pF ceea ce va ajuta pentru un slew rate mare peste nivele decente .Slew rateul pozitiv care se impune in configuratiile acestea de amplificatoare nesimetrice este dat in acest caz de SR =max(dVout(t)/dT) ~ Idiferential (uA)/Cdriver(pF) aproximativ 2600uA/33pF=78V/uS .Ceea ce deosebeste amplificatorul acesta de majoritatea este etajul de iesire care a fost descoperit de George Sziklai cu iesire pe colector .Etajul prezinta o reactie negativa locala ce imbunatateste regimul termic prin compararea tensiunii de iesire in prefinali.Avantajele etajului sunt banda, distorsiunile introduse mici fata de etajele repetoare cu iesire in emitor(emitter folower) si fata de cele cu tranzistoare Mos.Dezavantaje ar fi posibilitatea de oscilatie a etajului .Acestea pot apare datorita "reactiei negative" care devine pozitiva la frecvente mari intorcand faza cu 360 de grade pe intrarea prefinalilor datorita capacitatilor C-b a finalilor si prefinalilor .Oscilatiile se pot preveni prin alegerea tranzistorilor prefinali cu capacitati C-b mici dupa cum apare si pe schema si printr-un design corespunzator al cablajului.

 

Schema poate fi alimentata la tensiuni mai mari pana in +- 75 volti adaugand finali functie de impedanta de sarcina ceruta .

 

Sunetul este .. pentru mine uimitor fata de ceea ce am ascultat pana acum pe aceeasi incinta .De cand l-am facut am inceput sa reascult toata muzica care o aveam . "Rezolutia" melodiei , detaliile pe inalte si medii alcatuiesc un "buchet" care fac melodiile mai clare si atrag urechea catre incinte .

Personal sunt foarte multumit de acest amplificator .

Pastrand aceleasi cai de semnal se poate face amplificatorul simetric(adaugand etajul de intrare si repetorul pe alternanta pozitiva) ducand la cresterea mai mare a slew rateului(200-400V/us) si micsorarea distorsiunilor de cross over .

Daca a incercat cineva schema lui Giovanni Stochino il rog sa posteze niste probe de sunet http://www.angelfire.com/sd/paulkemble/sound8c.html

mai jos voi pune poze cu ceea ce am obtinut practic si schema .

[technomate]

Sa nu va speriati .Practic este cam neingrijit .tensiunea de offset este ~20mV .FUnctioneaza neintrerupt de 1 luna . Interesant este ca dupa ce am alimentat din greseala ramura pozitiva cu toata tensiunea de alimentare +112 volti s-a ars siguranta ,piesele au ramas intregi dar tensiunea de offset a crescut la 90mV .Am schimbat capacitatile dar cred totusi ca problema este de la semiconductori . Sa nu faceti ca mine !! :nebunrau:Mentionez ca Slew rateul a fost masurat cu o singura pereche de finali pentru timp scurt de cateva secunde zeci de secunde deoarece se incingea foarte tare rezistenta de sarcina .Am realizat niste teste THD cu sarcina incinta pe 2 cai 4 ohmi la pagina 4 comparat cu ..7294 .

[zal]

Mai de graba s-a devalorizat foarte putin o rezistenta, poate cea din emitorul lui 2SA1930 (56 Ohmi). Poti corecta deriva la iesire din rez de emitor ale trz din diferential (100 Ohmi), sau din cele de 270 Ohmi.Pentru 4 Ohmi, mai pune neaparat inca un rind de trz finali, si asa sint facaturi.E adevarat ca putea sa arate si mai bine, dar daca esti multumit, e in regula.Felicitari!

[technomate]

Mai de graba s-a devalorizat foarte putin o rezistenta, poate cea din emitorul lui 2SA1930 (56 Ohmi). Poti corecta deriva la iesire din rez de emitor ale trz din diferential (100 Ohmi), sau din cele de 270 Ohmi.Pentru 4 Ohmi, mai pune neaparat inca un rind de trz finali, si asa sint facaturi.E adevarat ca putea sa arate si mai bine, dar daca esti multumit, e in regula.Felicitari!

Si eu ma gandesc ca s-ar putea sa fie rezistenta devalorizata desi nu am facut decat sa bag in priza si poi sa scot cam sub o secunda,intre timp am vazut siguranta arsa . Am sa masor rezistentele desi nu cred ca s-au devalorizat intr-un timp atat de scurt .Chiar daca ramane offsetul am sa-l reglez adaugand un r in paralel pe una din degenerarile oglindei .Cei 4 finali au tinut petreceri in aer liber linistiti pe alta configuratie alimentata la aceeasi tensiune. Se cam incinge radiatorul asa cum se vede fara ventilator dar au rezistat cu brio .Dintr-un calcul ar iesi ca finalii disipa aproximativ 50 w bucata la putere de 2/pi din puterea maxima ; ei sunt solicitati cel mai mult cand Vce ~2i(U+/2)/pi in regim sinusoidal .Nu am boxe de 200 W deocamdata si nu simt nevoia unor puteri asa mari .Ce am urmarit in acest design a fost fidelitatea amplificatorului de care sunt foarte multumit .

[EmyRulz]

Felicitari pentru realizare! Totusi observ ceva overshoot si zici ca masuratorile s-au facut pe o sarcina rezistiva. Pt a fi sigur si pe sarcini mai ciudate(in special capacitive) cred ca nu ar strica sa maresti un pic compensarea, oricum slew-rateul este foarte bun.

[zal]

Ai putea sa lasi ampliful in pace, daca nu te deranjeaza deriva aia de 90mV, am intilnit si de 180mV la amplifuri de firma si mergeau foarte bine.Totusi e recomandat sa gasesti rezistenta cu pricina, ca sa nu ai surprize pe viitor.Sper ca ai protectie la amplif.

[technomate]

Protectia care a functionat cand am alimentat cu 112 v ramura pozitiva a fost siguranta , daca nu s-ar fi ars, toata tensiunea ar fi fost prezenta la bornele difuzorului ,, si a si fost pentru un timp f scurt dar ma gandesc ca nu toata ,prostii facem cu totii In legatura cu overshootul nu stiu ce zic deocamdata cat este de periculos .Daca ii cresc compensarea si mut polul dominant la o frecventa mai joasa..(c driver) va scadea si SR-ul si probabil voi simti ceva pe sunet .Doar sa incerc alte compensari .AM probat-o in jur de o ora la maxim pe 2 boxe de 8 omi in paralel ca sa-mi dea 4 si nu am avut surprize .Totusi pentru cei nesiguri ,puteti pune in paralel peste rezistenta din reactie de 22k o capacitate de 33p .Aceasta introduce un pol pe la 240khz, o scadere a fazei facand rezerva mai mare ,fara sa inrautatim sr-ul .Asta putem spune din teorie ,practic trebuie incercat .

[technomate]

Ceea ce ii lipseste schemei este protectia la scurt circuit si protectia la supracurent pe driver .La distorsiuni peste 10% cand driverul intra in saturatie pot trece curenti mari prin el acesta nefiind in apele lui Se poate si aici pune o rezistenta in emitor de 10-22 ohmi.Eu prefer sa il las asa deoarece practic l-am dus in saturatie si nu s-au observat probleme. nici cu temperatura si nici de alt fel.Totusi cand am proiectat etajul de iesire am pus R(0.22) in colectoare(initial se doreau in emitoare ) pentru a putea implementa in viitor o protectie ...Offtopic, a incercat cineva schema lui Stochino ?

[technomate]

Pentru 4 Ohmi, mai pune neaparat inca un rind de trz finali, si asa sint facaturi.Felicitari!

te referi la ceea ce apare in poza ? Sau la ceea ce e pe schema .Desigur ca pentru 4 omi folosesc 4 finali adik 2 perechi,Credeam mai sus ca te referi la cele 4 sa mai adaug inca 2 ..total 6,nu vedeam rostul

[retrosong]

cablaju?este?

[zal]

Da, ma gindeam la 3 perchi de trz finali, ptr tensiunea aia de alimentare, sigur ca merge bine si asa cu 2 perechi.Protectie ai nevoie ptr tensiune continua la iesire (sau tensiune alternativa exagerata), eventual suprasarcina si scc (asta e mai greu de facut)pe trz finali si desigur conectarea intirziata a boxelor la pornire si deconectarea lor imediata la oprire. Daca ai imaginatie poti sa mai adaugi si urmarirea temperaturii radiatorului, a trafo. Fa o schema cu uPC1237H sau TA7317P.

[EmyRulz]

Dupa ce am citi mai in detaliu primul post(care este cam lung) as avea cateva puncte de discutat(cred ca discutia va fi interesanta). Vad ca ai specificat GBP(gain-bandwidth product) si ma intreb cum ai obtinut valoarea, asta pentru ca nu da la calcule(daca ar fi 12Mhz, atunci la 20khz ar trebui sa ai un castig de 55 db si nu 65). Oricum conceptul de GBP se aplica doar pentru amplificatorarele cu un singur pol(sau cel putin doar pe portiunea in care se comporta asa). O a doua observatie este in legatura cu condenstorul pus in paralel cu rezistenta de pe reactie, el este util(adica conduce la o mai buna stabilitate) in doua situatii. Una este atunci cand NG(noise gain) intersecteaza castigul in bucla deschisa cu o panta mai mare de 20 db/decada(40db/dec). In acest caz, daca se alege polul corect in frecventa, NG va scadea cu o rata de 20 db/dec si deci va intersecta castigul in bucla deschisa cu o rata neta < 40db/dec deci va conduce la stabilizare. Daca in schimb nu este acesta cazul si polul este pus prea jos in fecventa, atunci NG la frecvente mari va fi mic si s-ar putea sa intersecteze OLG(open loop gain-ul) cu o rata de 40db/dec, deci sa devina mai instabil! Un al doilea caz cand este util este atunci cand exista capacitate(parazita sau nu) intre intrarea inversoare si masa. Aceasta capacitate introduce un zerou in functia de transfer a NG-ului(adica va creste deoarece condensatorul sunteaza rez care seteaza castigul) si daca nu se adauga condensatorul in paralel cu rez de reactie, atunci chiar daca OLG are o panta de 20db/dec, panta neta la intersectia dinte NG si OLG va fi de 40db/dec.

[technomate]

Da, ma gindeam la 3 perchi de trz finali, ptr tensiunea aia de alimentare, sigur ca merge bine si asa cu 2 perechi.

si desigur conectarea intirziata a boxelor la pornire si deconectarea lor imediata la oprire.

end quote]

La pornire nu are nevoie ca nu se aude nimic cand pornesc amplificatorul .In rest nu stiu.Nu sunt adeptul multor circuite in amplificator.

 

E cam mult deja si cu urmarirea temperaturii.Nu ca nu se pot proiecta o gramada de scheme dar nu vad rostul.In cel mai bun caz am sa-i pun un ventilator cu pornire pe la 60-70 grade..

[technomate]

Desigur GBP se aplica la cele cu un pol.In cazul de fata nu e chiar unul singur ci unul dominant dat de capacitatea Cb echivalenta driver(cea interna a driverului + ce este deja in paralel) .apoi tranzistorii finali mai introduc unul langa frecventa lor de taiere .Si inca ceea ce am introdus pentru stabilitate la 1mhz pe diferential .In intrare mai sunt inca 2 si pt joasa frecv si la inalta.Deci produsul aici nu este constant .Isi pierde "liniaritatea" pe la 10-11 Mhz unde bineinteles scade datorita polului dominant si tranzistorilor finali care daca sunt de tipul 2sc3281 introduc si ele un pol la aceeasi frecventa.Sus am gresit cu 11*e+6E de fapt mai mare in jur de 34e+6 in partea liniara .Am sa modificAi facut niste observatii interesante in special cu noise- gainul .Prefer sa nu compensez amplificatorul deloc fata de ceea ce are .Capacitatea de pe reactie daca doreste cineva sa o puna o voi calcula mai exact .O analiza a noise gainului ar fi interesanta.Ai vreun link ,ceva studiu ?

[EmyRulz]

Legat de documentatie, o carte intreaga despre operationale care trateaza si acest aspect:

http://www.analog.com/library/analogDia ... dbook.html

Apropos de circuitul R-C de pe diferential, frecventa de 1Mhz, daca vorbim de fct de transfer a OLG am impresia ca nu este defat a polului ci a zeroului. La 1 Mhz, condul are aceeasi impedanta cu a rezistorului de 680 ohmi, deci de la aceasta frecventa incolo, castigul va scadea foarte putin. Polul se afla la o frecventa la care impedanta serie a R-C-ului(ma rog de fapt a condensatorului care este mult mai mare) este jumatate din rezistenta de sarcina echivalenta a etajului diferential.

Corecteaza-ma daca gresesc cumva, si as dori sa continuam astfel de discutii intr-un spirit constructiv pentru ca avem mult de invatat pe acesta cale.