Amplificator de casa 50W@8Ohmi

[Patefon]

Am inceput de ceva vreme un proiect la care am gresit, lamentabil, etajele finale (incercad sa fac un porc sa zboare  ) am hotarat sa abordez o schema pe baza conceptului "blameless" a domnului Self. Partea de intrare si VAS este schema clasica iar etajul de amplificare in curent a fost "julita" din amplificatorul de aici: http://scopeboy.com/scopeblog/?page_id=164. 

 

Toate simularile indica o functionare decenta. Voi ce parere aveti? Sa-i dau drumul mai departe?

 

 

Rezultate simulari:

 

Simulare fara protectie SOA:  54 W @ 8 Ohmi; THD: 0.0085 @ 100 Hz; 0.00039 @ 1 KHz; 0.0087 @ 10 KHz; 0.0218 @ 20 KHz

Simulare cu protectie SOA:     54 W @ 8 Ohmi; THD: 0.012 @ 100 Hz;   0.0119  @ 1 KHz   0.044 @ 10 KHz;   0.483  @ 20 KHz

 

Simulare fara protectie SOA:  109 W @ 4 Ohmi; THD: 0.0088 @ 100 Hz; 0.00107 @ 1 KHz; 0.0167 @ 10 KHz; 0.0514 @ 20 KHz

Simulare cu protectie SOA:    109 W @ 4 Ohmi; THD:  0.013 @ 100 Hz;   0.0125  @ 1 KHz   0.043 @ 10 KHz;   0.167  @ 20 KHz

 

Analiza AC pentru 8 Ohmi :

Defazare cu R15 in circuit: -5 grade @ 10 KHz;  -9.8 grade @ 20 KHz (fara R15 in modul fara protectie SOA distorsiunile cresc de 2 - 4 ori)

Defazare fara R15 in circuit -3 grade @ 10 KHz; - 7.5 grade @ 20 KHz

 

Distorsiuni in bucla (semi)deschisa (R13 = 1 Mega): 0.479 (fara R15 in circuit)

[zal]

Amplificarea e cam mică, doar x20 şi impedanţa de intrare minusculă. Orice preu vei folosi, va munci din greu, sau ideia era obţinerea de distorsiuni şi zgomot cît mai mic în amplif? Asta înseamnă amplificare suplimentară înaintea lui, practic se anulează ce s-ar obţine iniţial. Majoritatea amplifurilor folosesc o amplificare în jur de x30, chiar şi mai mult.

Pe lîngă asta, cond electrolitic de 47uF la intrare, lipsă filtru taie sus... atenţie şi la P1.

Pune siguranţe pe alimentări, sînt sfinte şi ajută la descoperirea defectelor la primele porniri de probă, dacă montezi în locul lor becuri de 24V/2...5W.

..........

Mă tot uit la schemă şi nu văd conceptul lui Self, care o fi el.

Editat Aprilie 27, 2014 de zal

[hpavictor]

http://scopeboy.com/scopeblog/?p=71

[hpavictor]

 

Mă tot uit la schemă şi nu văd conceptul lui Self, care o fi el.

Unii habar nu au despre conceptul lui Self !

Dar sunt " experti " pe Elforum .

Aviz amatorilor de sfaturi de la anumiti useri / consultanti moka ...

[zal]

Aha, de aia nu-mi sărea în ochi, e vechea ideie a ''ajutării'' limitatoarelor, de prin anii 70. Au folosit-o multe firme, în diferite variante. E ca balada Mioriţa, autorul e colectiv. Probabil că Self se plictiseşte.

[Patefon]

Despre conceptul respectiv se pot gasi detalii pe site-ul autorului aici: http://www.douglas-self.com/ampins/dipa/dipa.htm#6 . Pe scurt este "Fa un amplificator cat mai liniar cu putinta inainte de a aplica reactia negativa"

 

Cat despre capacitatea condensatorului de intrare e simplu. Am deja condensatori electrolitici bipolari de doua capacitati 47 micro si 100 micro iar in fata acestuia sta iesirea unui 5532, fara potentiometru.

[zal]

Ar fi bine de evitat aşa ceva mai ales la intrare, cum schema e simplă cu un singur diferenţial, orice scăpare a cond se amplifică şi/sau poate modifica deriva. Electroliticii au izolaţia slabă. Pe de altă parte, cei cu folie ar fi uriaşi la aşa capacitate şi nepractici, ăsta e dezavantajul impedanţelor mici de intrare.

Apropo de derivă la ieşire, semireglabilul ptr reglajul ei nu e bine folosit în schemă. Trebuie puse rez între cursor şi capete, evident reacalculate valorile.

[Patefon]

Multumesc pentru ajutor!

 

Am sa atasez schema preamplificatorului. La un potential static pe iesire de ordinul 1 - 3 milivolti cat ar fi scaparea de mare (sa zicem un rezistor paralel echivalent de 5 KOhmi) tot n-ar scoate diferentialul de intrare din parametrii.

 

Despre impedanta mica de intrare (aproximativ 5 KOhmi) e suficient de mare pentru preamplificatorul ales. Oricum impedanta de iesire a preamplificatorului e suficient de mica pentru a renunta la bootstrap.

 

Despre partea de preamplificare ea va fi impartita in doua sectiuni. Un cablaj cu bufferele de intrare si cablajul cu corectorul de ton si volumul activ. Cablajele sunt deja desenate asa ca n-am sa renunt la idee.

 

Problema semireglabilului de semetrie a fost rezolvata. R5 si R6 coboara la 64 ohmi, semireglabilul urca la 500 ohmi iar intre cursor si capete se sunteaza cu 47 Ohmi. Obtin astfel intre 20% si 80% din pozitia cursorului o diferenta de 10 Ohmi intre cele doua ramuri.

 

Preampul:

[Sharky]

Despre conceptul respectiv se pot gasi detalii pe site-ul autorului aici: http://www.douglas-self.com/ampins/dipa/dipa.htm#6 . Pe scurt este "Fa un amplificator cat mai liniar cu putinta inainte de a aplica reactia negativa"

 

 

E chiar invers! Tot asta scrie dansul ca reactia le cam rezolva pe toate. Nu are rost sa liniarizam si sa pierdem din reactia negativa. ASta e conceptul lui!

Altii scriu sa faci invers, ca sa eviti distorsiunile de modulatie tranzitorie si sa tregi pe un SR cat mai mare. Eu tind sa le dau dreptate.

[sk24bpo]

 Ce spui tu Sharky se cheama TIM si de fapt s-ar traduce la final in SID. In 99,99% din cazuri astea sunt doar povesti pentru ca in muzica nu se intalnesc semnale cu frecventa atat de inalta. Pentru un amplificator de 50W avem la iesire o excursie de tensiune maxima de 28V-v ceea ce ar necesita la 20khz un slew-rate de circa 2,3V/us. Se vede foarte clar ca este greu sa gasesti amplificatoare audio care sa functioneze atat de prost. In plus niciodata nu vor fi intalnite practic semnale audio de 20khz la puterea maxima a amplificatorului, iar daca s-ar intampla asa s-ar praji o gramada de tweeter-e.Am facut experimente practice cu diverse valori ale SR-ului si nu se simt niciun fel de diferente la ureche daca acesta depaseste un prag rezonabil , prag care de altfel il intalnit cam la toate amplificatoarele solid state.

 

  Zal a atentionat bine in privinta lipsei filtrului trece-jos de la intrare, dar nu sunt sigur ca stie exact si motivul pentru care acesta nu trebuie sa lipseasca. Ideea e ca avem de-a face cu un fenomen ciudat si interesant acolo.... Din diverse motive, nu mai stau sa le insir, la intrarea amplificatorului pot exista semnale parazite, necorelate cu semnalul util, care au o frecventa foarte inalta. Aplicarea acestora etajului de intrare il pot duce in saturatie pentru un timp indelungat daca sursa aceasta parazita nu este doar intamplatoare ci persista. Aceasta stare de fapt va face ca etajul de intrare sa lucreze prost si in banda audio cu distorsiunile suplimentare de riguare. Rezolvarea nu este sa ai un slew-rate extrem de mare asa incat amplificatorul sa se descurce si cu aceste semnale parazite, ci pur si simplu sa le elimini printr-un filtru bine calculat si bine implementat practic.

 

  Schema de mai sus din fericire are si etajul de intrare generos degenerat, masura foarte buna contra saturarii datorata motivelor descrise mai sus, dar totusi filtrul trece-jos este obligatoriu. Una peste alta pare la prima vedere un amplificator domestic de foarte buna calitate , cu valente serioase hi-end daca se renunta la porcaria aia de protectie SOA care il transforma intr-un aparat banal. Nu inteleg de ce atata grija daca se mai arde odata la 100 de ani cate un tranzistor final, doar este vorba de DIY, in plus nu este un amplificator de petreceri sau destinat zonei profesionale ca sa fie abuzat. Banuiesc ca nici nu va lucra mereu la maximum puterii si nici ca va conduce niste boxe super-reactive. 

[hpavictor]

E doar parerea ta .

Cel mai important lucru la filtrul trece jos din intrare este modul cum influenteaza faza ... unii o dau instant in misticisme audio , nu monteaza acel  filtru buclucas dar se inchina la anumite cabluri de semnal audio , unse cu ulei de sarpe !

Acel filtru ofera cateva avantaje , dar trebuie precautii speciale pentru a nu compromite raspunsul amplificatorului . Un mic compromis se poate accepta ( 160 KHz / 6 dB oct )  desigur adaptat la restul schemei ( adica folosind un buffer in clasa A ) 

Nu folositi lampizatoare daca nu aveti acel filtru , prietenii stiu de ce !

[sk24bpo]

 Un filtru trece jos, simplu R-C , care taie la 160khz cum ai precizat Victor, baga o defazare la 20khz de circa 5-6 grade. O valoare nesemnificativa oricum ai lua-o. In plus defazarea luata grosso modo nu prea conteaza in audio cata vreme ea se produce lin , fara salturi. Abia cand avem de-a face cu o forma gen dinte fierastrau incepem sa vorbim de distorsiuni de faza sesizabile prin schimbarea timbrului. Filtrele de ordinul intai din acest punct de vedere sunt foarte blande. Intr-adevar exista filtre eficace dar care produc si distorsiuni de faza dar nu e cazul sa fie implementate aici.  Filtru este obligatoriu sa existe, numai daca ne gandim la imaginile ultrasonice provenite din conversia D/A. Am atasat o poza cu un grafic in care se observa destul de bine cam ce se afla peste 20khz la iesirea filtrata a unui DAC. Nu mai spunem ca unii prefera sa nu filtreze nimic. Cam care o influenta asupra etajului de intrare al amplificatorului.

[Patefon]

OK. Imi asum critica filtrului trece jos. Cei 100 de ohmi de pe iesirea preamplificatorului vor fi completati cu inca 910 Ohmi la intrarea in etajul final care va beneficia de condensator de 1 nF catre masa de semnal. Rezulta un filtru RC cu taiere la 157 KHz.

 

Retinut si eliminarea protectiei SOA.... desi ma batea gandul sa fac un experiment mai intai teoretic, apoi practic daca cifrele aratau bine. Sa inserez in emitoarele tranzistoarelor SOA diodele din Thermal Track pentru o restrangere a restrictiei la temperaturi joase.

 

Intrebare: Merita sa inserez relee temporizate pe iesire? Releele le am. Sunt cu 4 perechi de contcte la 5A@24VDC / contact. Ma gandesc sa le inserez serie-paralel.

[hpavictor]

Protectia SOA trebuie sa ramana , dar nu in varianta cu " limitare " ci mai degraba trebuie sa fie un etaj detector de scurtcircuit pe sarcina  , asemanator cu cel propus de mine la proiectul AE150 .

Acel gen de protectie nu intervine niciodata in functionarea normala , ca urmare nu poate afecta niciodata calitatea semnalului audio .

Circuitele de protectie SOA cu limitare sunt utile la amplificatoarele PRO , la cele HiFi nu pot fi folosite sub nicio forma .

[sk24bpo]

 Eu nu m-am ocupat pana acum de genul acesta de circuite dar merg pe mana lui Victor si as zice si eu la fel, daca exista o implementare a acestei protectii care nu introduce distorsiuni in asemenea hal cum rezulta din calculele tale, nu vad de ce n-ai folosi-o.Nu ideea in sine este rea, ci mai degraba implementarea. In privinta releelor nu este cam peste mana sa le aranjezi in asemenea mod ? Fa un efort si cumpara 2 relee, fiecare de cate 16A. Din punct de vedere al distorsiunilor nu trebuie sa-ti faci prea multe griji, in aceea pozitie gunoaiele introduse de relee sunt suficient de mici ca sa poata fi ignorate. Daca vorbeam despre relee inseriate cu calea de semnal mic era alta poveste, dar nu este cazul aici. Daca ti se pare ca se degradeaza damping factorul sau ca totusi baga distorsiuni, poti sa le bagi sub reactia negativa daca inca n-ai desenat cablajul. Bine , treaba asta necesita ceva atentie deci mai bine lasa-le pozitionate la locul clasic si nu te mai scarpini inutil in poponetz