Proiect comun de amplificator de putere medie - mare

[hpavictor]

In urma analizei graficelor pe care le-a atasat Emi , pot sa constat ca am fost cam prea darnic cu valoarea cam mare a unor condesatori , si ca urmare , functionarea este supracompesata , am avut in intentie ca distorsiunile tranzitorii de intermodulatie sa nu se poata forma sau sa aiba valori extrem de mici , dar se pare ca am stricat raspunsul in frecventa si respectiv in faza.......nu sunt de acord cu eliminarea filtrului de ordin 2 simetric trece jos de pe intrare tip Bessel care are si rol de protectie ultrasonica ( mai ales pentru fanii montajelor gen LAMPIZATOR , hi ! ) evident ca se impune o recalculare a valorilor componentelor acestuia ! Propun micsorarea C 26 + C 27 la 220pF iar C29 neconectat , iar valoarea lui R 58 + C 25 sa fie optimizate live , pe o sarcina activa de 8 ohmi paralel cu un condesator de 1 microFarad ,aplicand la intrare un demnal dreptunghiular de 1 KHz , pana cand oscilograma nu mai prezinta acele supracresteri nesuferite !

Referitor la generatoarele de curent , acestea fac ca sunetul sa fie oarecum metalic , si merita sa verificati inainte de a propune altora.....este o solutie eleganta , profesionala ( dpdv al stabilitatii ) dar care nu aduce imbunatatiri acustice , merita studiat si folclorul de pe un mare forum audio DIY , si ei au ajuns la concluzia mea , chiar si Crest ( sursa de inspiratie a lui Dynacord ) nu au folosit generatoare de curent decat la amplificatoarele cu SMPS pentru o cat mai buna rejectie , dar fiecare face cum doreste , eu sustin ca diferenta este audibila , pana si Leach Marshall are o teorie asemanatoare , chiar si Motorola......or fi chiar toti in eroare ( adica prosti ) ???

Parerea mea : EXCLUS , chiar si in cazul cand va avea SMPS , mie imi trebuie sunet de calitate , nu distorsiuni sau zgomot , eu imi pot permite sa-mi cumpar aproape orice amplificator existent pe piata , dar tot va avea compromisuri de genul asta......sau altele ! Este motivul principal pentru care am creat acest subiect......Din punct de vedere audiofil , nu exista SMPS , banuiesc ca stiati !

[EmyRulz]

Da, asa este, raspunsul in frecventa este supracompensat. In legatura cu acel filtru.... aici tine si de gust... La fel si la partea cu sursele de curent. In general un amplif care are performante foarte bue masurate(in special distorsiuni f mici) va suna oarecum steril. Dar unora le place asa.Sper sa am timp maine sa fac o simulare cu modificarile sugerate si poate si altele.

[sk24bpo]

Iar ati pus rezistentele alea R35, R36.... in bazele diferentialilor. De ce v-or incanta asa de mult zau ca nu inteleg. Doar asa ca sa mai cresteti distorsiunile curentului de intrare. Mai departe in VAS, Q10 si U3 sunt in configuratie emitter-follower ? Nu aduce nimic bun aceasta configuratie in acest loc. La simulari mie personal nu mi-a relevat niciun plus. Din ce vad eu pot sa presupun din start ca amplificarea in bucla deschisa la 200hz nu sare de 10.000x, ceea ce e cam putin. Mai degraba as fi folosit Q10 si U3 tot in configuratie emitor comun, ar fi rezultate o amplificare de zeci, poate chiar sute de mii de ori.

[hpavictor]

Mai gandeste-te . Tot ( adica 100% ) din cea ce ai afirmat mai sus consider ca este eronat , spre exemplu etajul pilot in discutie nu sufera de fenomenul Miller , care determina polul dominant , deci intreaga functionare , si care la aceasta schema depinde intr-o mai mica masura de parametrii intriseci ai elementelor active , ci mai degraba de dimensionarea valorilor PSF , mult mai stabil , mai elegant si mai performant , folosind componente comune , nu minunatii exotice pt tranzistorii din VAS ( selectionati dupa capacitatile parazite , obligatoriu la alte scheme ( gen Leach Marshall sau Zal ) daca vrei performante deosebite , in cazul nostru , problema este exclusa datorita schemei , adica exact ceea ce nu-ti place tie ( pentru ca probabil nu ai aprofundat-o suficient , cauta pe net studiile lui Borbely despre VAS ) dar si restul de probleme semnalate au explicatii asemanatoare , pe care te las sa le intelegi singur , pentru ca numai asa evoluam , prin studiu individual in cadrul unui proiect comun . Oricum iti multumesc pentru interesul acordat acestui subiect , si sper sa reusim sa ducem pana la capat acest proiect si sper sa mai intervi , si pentru ceilalti colegi de forum , care au ( inca ) nelamuriri legate de schema.....

[sk24bpo]

Stai un pic sa ne lamurim ca altfel nu e un proiect "comun" , ci doar pentru initiati din cate lasi tu sa se inteleaga. Sa o luam pe rand, cu primul aspect. Nu mi-ai spus care este rolul real al rezistentelor din bazele difierentialilor. Mai departe legat de VAS, sau etajul pilot cum ii spui tu..... Daca vrei ca cineva sa-ti faca schema ar trebui sa o explici macar principial, nu-i suficienta aruncata o schema si atat. Pana la urma care este schema reala ? Nu e cea simulata de EmyRulz ? Sau vreuna din cele desenata de tine ? Fixeaza odata care e schema ta ca sa putem apoi detalia. Ok, nu te bazezi pe capacitate Miller, bun si asa, atunci pe ce mergi, pe "phase lag" ? Din ce stiu eu varianta cu compensare Miller asigura cea mai mica capacitate, tocmai de aceea se tine cont de capacitatile parazite ale tranzistoarelor din VAS. In fine, explica principial cum faci compensarea si cum lucreaza aceasta. Acum printr-o schema desenata am vazut ca vrei sa cascodezi tranzistorii din etajul de intrare. De ce ? Chestia asta are sens doar la etajele de intrare cu FET-uri, la bipolari e un scarmanici in fund degeaba. Daca vrei sa te complici pe etajul de intrare macar mergi pe un CFP, asa reusesti sa sa scazi distorsiunile substantial. Apoi ce-i cu degenerarea aia masiva din emitorii diferentialului ? Poti sa-i pui si 220 ohm, dar e o valoare exagerata, pierzi prea mult din transconductanta etajului de intrare. Totusi, n-ar trebui sa vedem si niste rezultate cu castigul in bucla deschisa a amplificatorului la diferite frecvente ? Parerea mea e ca ar trebui sa-ti sistematizezi ideile si sa le expui judicios, astfel incat sa fie un proiect "comun" de interes pentru marea majoritate a publicului. Pana acum , fara suparare, e cam neclar, mai ales daca vrei sa faci altceva fata de o schema clasica. Deci

[Sharky]

Parerea mea:Degenerarea in diferentiale ajuta si ea la compensare.Din moment ce amplificarea scade e clar ca va scadea si la fr la care defazajul e 180=> creste marginea de castig.Cam aia e ideea sa faci raspunsul amplifului independent de parametri tranzistorilor care variaza destul de mult de la un model la altul si sunt influentati de temperatura, tensiune, curent.Cascoda...sa zicem ca depinde ce tranzistori folosesti. Nu toti tin 160V sau mai mult ca sa reziste de capul lor.Totusi vorbim de un amplif de putere mare.Ideea e sa poti modifica usor schema de la alimentare la 80V la 120V.

[ex.escu]

Generatoarele de curent nu fac sunetul "metalic" ,dimpotriva.Daca avem un etaj diferential clasic ,neinversor ,alimentat prin rezistenta in emitor,si se aplica la intrare un semnal de 1Veff,datorita topolgiei,reactiei negative,etc.,in functionare va apare o modulare parazita cu 2,8V a tensiunii Uce a tranzistoarelor din etaj care se manifesta prin cresterea distorsiunilor de intermodulatie.Fenomenul se combate prin imperechierea tranzistoarelor si prin folosirea generatoarelor de curent cu rezistenta cat mai mare;cand semnalul de intrare e mare se folosesc uneori doua tranzistoare conectate in serie.Fenomenul nu apare practic la amplificatoarele care au intrarea inversoare(QUAD 303,405,Electrocompaniet,etc).Un amplificator bun nu suna nici "cald",nici"rece",doar curat,neutru,nu "oboseste" ascultatorul.

[Sharky]

hai mai, ce sa oboseasca ascultatorul?Poate daca are ventilator. Sunt nspe mii de motive pentru care ascultatorul oboseste.Boxele isi lasa amprenta mult mai puternic asupra sunetului, iar auditia nu se face pe boxe ideale in camere ideale.

[wally_gatter]

hai mai, ce sa oboseasca ascultatorul?

eu deja sunt obosit.. scuze de offtopic , dar cineva trebuie sa mai si zambeasca

[ex.escu]

In urma cu 25-30 ani,teste comparative efectuate cu amplificatoare cu tuburi ,tranzistoare,pe de o parte si amplificatoare simetrice gen "Leach",QUAD 405 de cealalta parte au aratat superioritatea celor din urma in reproducerea frecventelor medii si inalte.Testele se realizau folosind surse de calitate -pick-up,difuzoare de banda larga si egalizor pentru corectarea-evaluarea diferentelor.Amplificatorul "Leach",Quadul nu aveau nevoie de corectia (ridicarea) caracteristicii de frecventa .In ceea ce priveste nivelul distorsiunilor amplificatoarelor un studiu din 1980,"Psyhoacoustic detection threshold of transient intermodulation distorsion" -J.A.A.S-de Petri-Larmi,Otala M. se arata ca expertii cu inalta calificare (golden ears) puteau diferentia distorsiuni de ordinul 0,003%.

[hpavictor]

Da , dar istoria s-a scris altfel , practic Quad-ul este de mult timp pe linie moarta , pe cand amplificatoarele cu scheme supersimetrice prospera la greu ! de , lumea asta rea si ignoranta aproape intotdeauna tine sa contrazica expertii in marketing angajati de o firma falimentara.....binele facut cu forta se numeste viol.....mai aruncam si noi o privire prin muzee , la sarmanul Quad , care e plin de calitati , nerecunoscute de ignoranti si invidiosi.....asa e viata , nedreapta ?

[sk24bpo]

Mi-am dat seama cam cum lucreaza schemat ta Victor. Seamana pricipial destul de mult cu unul din amplifurile mele, un Vincent SV-230. Schema asta se vroia hi-end-ul sfarsitului anilor '70. Otala era unul dintre promotorul ei. Ideea e ca nu ai pol dominant in VAS, stabilitatea obtinandu-se prin degenerarea masiva a fiecarui etaj , te ocupi de stabilitatea fiecaruia in parte. Plusul adus este ca gain-ul in bucla deschisa cade mai greu decat la varianta cu compensare Miller in VAS, obtinandu-se inalte mai bune, in special senzatia de spatialitate este superioara. Polul este situat sus , undeva intre 100Khz si 1Mhz. Totusi exista si cateva minusuri de care trebuie tinut cont. O astfel de abordare face necesara liniarizarea locala a etajelor cu o reactie negativa locala puternica, ceea ce duce la scaderea masiva a castigului in bucla deschisa. Inaltele stau bine, in schimb media si basul sunt cumva mai apatice, apar ceva mai lipsite de viata, mai sterse. Ca sa scape de acest inconvenient Otala a mai introdus un etaj, deci in total 4. La el deja stabilitatea era pentru meseriasii adevarati, practic un proiect de evitat pentru incepatori. Borbely si Lander au ramas cu 3 etaje dar au folosit un etaj pilot (VAS) de tip quasi-balansat, dar dublat, adica simetric,cum este si cel din schema de fata, evitand schema cu 4 etaje, care e mai instabila. Acest tip de VAS aduce in plus in jur de 10dB castigului in bucla deschisa, o valoare frumusica. Alt minus al acestei scheme principiale cu poli distribuiti ar fi ca lipsa condensatorului din VAS face ca impedanta acestuia la frecvente inalte sa fie mare, care in conjunctie cu problemele de comutatie ale etajului final sa nu duca la lucruri bune. Din fericire observ ca mai avem un repetor intercalat , format din Q8, Q11, peste care troneaza C2, deci lucrurile sunt cumva rezolvate. O alta metoda de compensare ar fi fost folosirea etajului final in clasa AB cu un curent de repaos maricel, astfel incat frecventele inalte sa nu iasa dintr-un regim de functionare in clasa A. Castigul in bucla deschisa oarecum limitat face uneori ca liniaritatea intregului amplificator sa nu fie chiar perfecta, sa mai aibe usoare cocoase, sa rezulte un sunet usor colorat, dar asta tine evident de implementare. De aceea m-ar fi interesat castigul in bucla deschisa la 100Hz, 1Khz , 10Khz si 100Khz. Una peste alta tragand linie personal cred ca daca nu se fac greseli majore la cablaj amplificatorul o sa presteze foarte placut. Din pacate VAS-ul quasi-balansat al lui Lender nu te lasa sa folosesti oglinda de curent in diferentialul de intrare, cu consecintele de riguare. Revenind la ingrijorarea lui Victor vis-a-vis de tranzistorii din VAS la implementarile cu pol dominant Miller, are dreptate, acolo sunt necesari tranzistori cat de cat de putere cu capacitati parazite foarte mici, adica tranzistori greu de gasit si relativ scumpi. De ce e nevoie de ei ? Ca sa putem folosi o capacitate Miller cat de mica dorim si e necesara, iar aceasta sa fie de calitate, data de un condensator bun, relativ liniar. Totusi dracul nu e chiar atat de negru, ba chiar poate deveni roz In loc sa punem clasicul MJE340-350, se pot pune tranzistori de puteri mici, cu capacitati parazite mici in paralel, sau varianta si mai buna, cascodam si astfel reducem capacitatea parazita substantial, ba in plus ne trezim si cu un castig in bucla deschisa marit. Solutii ca sa faci un amplificator bun exista, orice varianta ai adopta.

[hpavictor]

M-am gandit si eu la etajul pilot , in configuratia repetor + cascod + componentele antisaturatie , dar nu stiu cum va afecta stabilitatea per total , sau daca se justifica tehnic , adica performantele cresc semnificativ.....multumesc pentru sfat , voi tine seama in viitoarea varianta de schema , cu riscul de a comenta negativ cativa colegi de forum , nemultumiti de complexitatea schemei

[Sharky]

..... Ideea e ca nu ai pol dominant in VAS, stabilitatea obtinandu-se prin degenerarea masiva a fiecarui etaj , te ocupi de stabilitatea fiecaruia in parte.

Asta nu inseamna ca rezultatul final e stabil. Oscilatii nu apar decat cand ai reactie sau circuite LRC (irelevante in cazul nostru). Tot in acest caz acea degenerare masiva are ca merite si o liniarizare care in fond nu e un lucru rau.

.....

Plusul adus este ca gain-ul in bucla deschisa cade mai greu decat la varianta cu compensare Miller in VAS, obtinandu-se inalte mai bune, in special senzatia de spatialitate este superioara. Polul este situat sus , undeva intre 100Khz si 1Mhz.

Spatialitate, senzatii tari? Sa inteleg ca un amplif pe lampi fara reactie e zero la acest capitol.

 

Totusi exista si cateva minusuri de care trebuie tinut cont. O astfel de abordare face necesara liniarizarea locala a etajelor cu o reactie negativa locala puternica, ceea ce duce la scaderea masiva a castigului in bucla deschisa. Inaltele stau bine, in schimb media si basul sunt cumva mai apatice, apar ceva mai lipsite de viata, mai sterse.

Hai mai, tu chiar crezi ca e nevoie sa ai 100dB+ in bucla deschisa ca sa fie basu plin de viata? Uite-te la simulari, poate mai simuleaza Emy si impedanta de iesire. Ma indoiesc ca o sa se auda basul prost fix din cauza asta. Cu ceva timp in urma am ascultat un amplif pe lampi fara reactie negativa. N-am remarcat bas sau medie apatica. Si in fond cum suna acest bas apatic? Oare daca beau 3 beri o sa il simt mai cu viata si mai carnos?

 

Alt minus al acestei scheme principiale cu poli distribuiti ar fi ca lipsa condensatorului din VAS face ca impedanta acestuia la frecvente inalte sa fie mare, care in conjunctie cu problemele de comutatie ale etajului final sa nu duca la lucruri bune. Din fericire observ ca mai avem un repetor intercalat , format din Q8, Q11, peste care troneaza C2, deci lucrurile sunt cumva rezolvate.

O alta metoda de compensare ar fi fost folosirea etajului final in clasa AB cu un curent de repaos maricel, astfel incat frecventele inalte sa nu iasa dintr-un regim de functionare in clasa A.

Lipsa condensatorului intr-adevar face ca impedanta sa fie mare, dar este vorba de impedanta de intrare, nu de iesire. Impedanta de iesire tot timpul este mare la acest etaj. Cam asta e ideea la amplifurile in aceasta topologie. Etajul de iesire are rolul de a furniza curentul necesar pt adaptarea difuzorului (impedanta mica) la etajul de amplificare in tensiune (impedanta mare)

Q8,Q11 si q6 si q15 pusi in paralel fac un triplet, triplu darlington sau cum vrei sa ii spui. Iese beta destul de mare cat sa nu afecteze prea mult etajul anterior. Din modul in care sunt conectate observ ca la trecerea prin zero jonctiunea be e polarizata invers deci numai bine se inchide mai repede.

La amplificatoarele cu finali mofeti in unele cazuri s-a optat pentru o bucla de reactie luata din VAS pentru a-i scadea impedanta de iesire suficient incat sa "miste" mosfeturile. Era ceva amplif proiectat de J Curl.

 

Nu stiu ce ar fi rezolvat curentul mai mare de mers in gol. Eventual o zona mai extinsa a clasei A si mai multa putere disipata in gol. Ar fi ok, sa zicem in cazul in care coboram alimentarea cu tnesiune mica pe la 20V si ii dam curent mare de repaus. Ne putem intinde lejer la 10W de clasa A in 8 ohmi cu aproximativ 10W disipati pe un final. Totusi vor trebui niste radiatoare sanatoase.

Nu stiu de ce separi inaltele de restul semnalului. Inaltele vor "umbla" lejer peste forma de unda dictata de joase, care e mai mare ca si magnitudine si mai mult ca sigur va pasi inafara clasei A. Ma gnadesc ca tu sugerezi un curent de 200-300mA de repaus pe final, adica 1-2W de clasa A si mult mai multi disipati in caz ca nu scadem tensiunea mica.

 

 

 

Castigul in bucla deschisa oarecum limitat face uneori ca liniaritatea intregului amplificator sa nu fie chiar perfecta, sa mai aibe usoare cocoase, sa rezulte un sunet usor colorat, dar asta tine evident de implementare. De aceea m-ar fi interesat castigul in bucla deschisa la 100Hz, 1Khz , 10Khz si 100Khz.

Sincer ma indoiesc! Din simulari nu vad cocoase. Poate posteaza Emy si castigul in bucla deschisa.

 

Una peste alta tragand linie personal cred ca daca nu se fac greseli majore la cablaj amplificatorul o sa presteze foarte placut.

 

Asta e valabil pt orice. Putem adauga daca se monteaza toate piesele corect si daca este curent in priza cand il testam.

 

Revenind la ingrijorarea lui Victor vis-a-vis de tranzistorii din VAS la implementarile cu pol dominant Miller, are dreptate, acolo sunt necesari tranzistori cat de cat de putere cu capacitati parazite foarte mici, adica tranzistori greu de gasit si relativ scumpi. De ce e nevoie de ei ? Ca sa putem folosi o capacitate Miller cat de mica dorim si e necesara, iar aceasta sa fie de calitate, data de un condensator bun, relativ liniar. Totusi dracul nu e chiar atat de negru, ba chiar poate deveni roz In loc sa punem clasicul MJE340-350, se pot pune tranzistori de puteri mici, cu capacitati parazite mici in paralel, sau varianta si mai buna, cascodam si astfel reducem capacitatea parazita substantial, ba in plus ne trezim si cu un castig in bucla deschisa marit. Solutii ca sa faci un amplificator bun exista, orice varianta ai adopta.

Singurul neajuns al cascodarii ar fi ca mai pierzi cativa volti din excursia in tensiune. Deci ori introduci o sursa de alimentare in plus pt etajele de comanda, ori maresti alimentarea mare, lucru care scade putin eficienta, care in acest caz ne cam intereseaza, altfel nu ne-am bate capul cu clasa G/H.

 

Fiind un forum de electronica ar trebui sa aduce mai multe argumente palpabile si care au sustinere tehnica. Aspecte subiective ca suna media apatic nu stiu la cat de mult ne ajuta. La fel de bine pot sa spun ca daca pui reactie negativa a la greuceanu suna mai tern si mai apatic si nu stiu cum ma poti contrazice.

[sk24bpo]

Sharky le-ai amestecat bine omule..... In primul rand nu am vorbit de reactie ci despre castig, deci legatura ta cu amplificatoarele pe lampi e total din alta poveste. Mai departe se vede ca nu ai incercat niciodata practic sa reduci castigul in bucla deschisa la frecvente joase si sa auzi rezultatul. Sunt firme care "reteaza" castigul ca sa aibe un castig in bucla deschisa cat mai liniar si sa mute polul dominant mai sus in frecventa. Rezultatul sonor e exact cel despre care razi tu: un sunet care pare ca pierde timingul. Condensatorul Miller din VAS reduce cu cresterea frecventei atat impedanta de intrare cat si pe cea de la iesire, tocmai din acest motiv castigul scade cu o panta de 6dB. Tocmai aceasta reducere a impedantei de iesire cu frecventa sta la baza principiului compensarii Miller. Fii mai atent si nu sari ca ars fara sa vezi exact cum sta situatia. Vis-a-vis de partea subiectiva a sunetului, aceasta se mai cheama si "voicing" si are un rol hotarator in crearea unui aparat audio, mai ales la firmele mari. Nimeni nu scoate un amplificator de peste 1.000 de euro fara sa-i faca voicing-ul, doar pe baza unor ecuatii si a unor masuratori de laborator. Ca sa nu mai vorbim de boxe.......