Amplificator 2n3055

[Marian]

Si din punctul meu de vedere deriva<=>offset, si asta deoarece inteleg acelasi lucru, adica masura in care iesirea este in afara ideealului de 0V fix.

 

Sa revenim la subiect, Vali iti propun o analiza mai amanuntita a schemei pentru a-i intelege functionarea cat de cat si deci a intelege si de ce se comporta inadecvat. Ai zis ca tensiunea de -1,1V din schema nu este corecta si la tine, hai sa vedem ce tensiune trebuie sa fie acolo in colectorul T6 din schema. In colectoarele T5 si T6 se regaseste masurat fata de masa, tensiunea de deschidere a superdiodei impartita la 2, adica jumatate din deschidere la T5 si jumatate la T6 cu polaritate inversa. In etajul final sunt 4 jonctiuni pe care superdioda trebuie sa le deschida, de sus in jos, BE la T8->BE la T9->PN la dioda 1N4003->BE la T10, jonctiunea de siliciu se deschide la cca 0,6V, deci avem 2,4V la care adaugand caderea de pe cele 2 rezistente de putere din etajul final ( sa zicem cate 50mV pe fiecare ) ajungem la o deschidere a superdiodei de 2,5V, pe care daca ii impartim in mod egal atunci obtinem +1,25V la colectorul T5 si -1,25V la colectorul T6 ( repet, ambele tensiuni masurate fata de masa ). Aceste tensiuni sunt posibile numai daca superdioda se deschide corect, adica numai daca obtinem cei 2,5V masurati direct intre colectorul si emitorul T7. Egalitatea ( simetria ) dintre cele 2 tensiuni este asigurata de catre etajul de intrare, adica de cele 2 diferentiale, daca gasesti acolo o diferenta semnificativa atunci ai probleme in fata, si acea diferenta cu siguranta se va traduce intr-un offset relativ mare pe iesire.

 

Hai sa vorbim de cateva neajunsuri ale schemei, diferentialele sunt alimentate cu rezistente chioare, asta este o problema importanta deoarece curentul cu care este alimentat fiecare diferential variaza direct proportional ( si destul de mult ) cu variatia alimentarii, ceea ce face necesara imperechere stricta a tuturor componentelor pentru a obtine echilibru ( si rezistentele nu fac exceptie de la regula ). Sa luam cei 27V pe ramura notati in schema, rezistentele de alimentare ale diferentialelor sunt de 10k ( R6 si R7 ), deci curentul cu care acestea sunt alimentate este de cca 2,7mA ( 27V/10k ), acest curent se imparte teoretic egal la 2 pentru cele 2 tranzistoare din fiecare diferential ( T1 si T2 si respectiv T3 si T4 ), astfel incat avem pe fiecare din cele 4 rezistente de 820 din colectoare, cate 0,0027A/2, adica 1,35mA, si deci o tensiune la bornele lor de 0,00135*820=1,1V. Aceasta tensiune se aplica in bazele T5 si respectiv T6, sustragem din ea cam 0,65V necesari deschiderii celor 2 tranzistori si restul pica pe R10 si respectiv R16, deci 1,1-0,65=0,45V pe 82 Ohm, asta dicteaza curentul din VAS fara semnal pe intrare, care este 0,45/82=5,4mA.

 

Sa zicem ca R10 dintr-un anumit motiv ( n-am imperecheat-o cu cealalta ), este mai mica decat R16, pe ea tot 0,45V pica deci curentul prin T5 este mai mare decat cel prin T6, si totusi cele 2 sunt inseriate prin intermediul superdiodei, deci teoretic curentul prin ele trebuie sa fie egal, diferenta se duce in ramura pozitiva a iesirii care conduce mai mult decat cea negativa si deci dezechilibru. Acelasi lucru este valabil si daca caracteristicile Vbe/IC sunt semnificativ diferite intre T5 si T6.

 

Sa presupunem ca R7 are o eroare de -10% fata de R6, si ca R6 este fix ideealul de 10k, asta inseamna ca R7 este de 9k, si ca diferentialul de sus este alimentat cu 27/9000=3mA, iar cel de jos cu cei 2,7mA, prin R3 avem 1,5mA in timp ce prin R5 1,35mA, deci pe R3 avem 1,23V in timp ce pe R5 avem 1,1V, daca Vbe este perfect egal la T5 si T6 atunci pe R10 avem 0,58V in timp ce pe R16 avem 0,45V, adica un dezechilibru semnificativ.

 

Sa presupunem ca R5 este ideealul de 820 Ohm iar R3 are o eroare de 20% negativa, adica este mai mica decart R5, si are 656 Ohm. Sa presupunem ca tot restul amplificatorului este imperecheat la sange si deci avem prin amandoua acei 1,35mA, pe R5 avem 1,1V iar pe R3 avem 885mV, pe R10 avem 235mV iar pe R16 0,45V, asadar un dezechilibru.

 

Curentul cu care cele 2 diferentiale sunt alimentate, depinde strict asa cum am spus de tensiunea de alimentare si de variatiile ei, 2,7mA mi se pare mult, si sa-ti explic si de ce. Sa presupunem ca tranzistoarele din diferential au fost strict imperecheate la 200hfe, deci curentul se imparte exact pe jumatate prin cei 2 tranzistori, avem 1,35mA care datorita hfe ne dau un curent de baza de 0,00135/200=6,75uA, acest curent se duce in rezistentele de 47k ce polarizeaza bazele. Teoretic la fix 47k avem pe fiecare cate 47000*0,00000675=317mV, insa sa presupunem ca una din ele are o eroare de 5% fata de cealalta, deci in loc de 47k are 44k, 44000*0,00000675=297mV, adica dezechilibru.

 

Concluzia este ca simplitatea aparenta a schemei de fapt ascunde multe neajunsuri, si multe trebuiesc luate in seama pentru o buna functionare a sa, multi tranzistori si rezistente care trebuiesc imperecheate cat mai strict pentru a putea obtine un bun echilibru avand in vedere lipsa posibilitatii de reglaj a offset-ului. Unele valori sunt un pic exagerate intentionat in exemplele mele de mai sus dar sunt menite spre a evidentia anumite aspecte mai putin dorite ale schemei. Totusi schema este functionala, in principiu amplificarea in bucla inchisa ar fi de 47x, si totusi asta nu inseamna ca pentru sa zicem 20V la iesire ar fi necesari 20/47=0,42V la intrare, si asta deoarece nivelul semnalului necesar pe intrare pentru a aduce unul dorit la iesire, este influentat de diferenta necesara intre cele 2 intrari ( inversoare si neinversoare ) pentru a produce iesirea dorita, si aceasta diferenta este dictata de amplificarea in bucla deschisa, iar aceasta din cate observ pare a fi destul de mica, mai ales ca si degenerarea in VAS este destul de mare, si de regula VAS aduce contributia dominanta in Aol. Nu stau acuma sa calculez cam cat ar fi amplificarea in bucla deschisa dar tind sa cred ca e totusi mica, ceea ce face necesara o diferenta semnificativa intre cele 2 intrari si deci un semnal de intrare necesar mai mare decat cere raportul 47k/1k dat de divizorul de la reactia negativa.

 

Citeste atent ce am scris si vei avea ceva referinte pentru a efectua alte masuratori, de data asta mult mai informate, revino apoi si spune-mi exact ce ai tu.

[fritz_vali]

Revin dupa masa cu masuratorile exacte si mult  mai detaliate pe fiecare tranzistor in parte. Din pacate nu mai fac alt cablaj pentru ca imi ia timp si imi impun alt stres pe cap, deci incerc sa inteleg ce greseli am aici pe cablajul acesta. Va multumesc mult pentru rabdarea acordata. 

[Marian]

Pune intrarea la masa, lasa iesirea in gol, scoate becurile de pe alimentare si pune in loc niste rezistente de putere, undeva intre 10 si 100 Ohm/5W ar trebui sa fie de ajuns, inseriezi cate una pe fiecare ramura, si ambele trebuie neaparat sa aiba aceeasi valoare, dai semireglabilul de la reglarea biasului la valoarea sa minima unde intreaga sa rezistenta vine inseriata cu baza si emitorul la T7, ATENTIE!, te asiguri neaparat ca semireglabilul chiar este setat asa masurand tu rezistenta ohmica dintre baza si emitor la T7, fereste-te de eroarea de a-l seta initial invers!. Fa asta apoi alimenteaza si fa niste masuratori dupa cum urmeaza:

 

-Tensiunea la bornele R6 si respectiv R7;

-Tensiunea la bornele R2 si respectiv R9;

-Tensiunea la bornele R3 si respectiv R5;

-Tensiunea la bornele R10 si respectiv R16;

-Tensiunea dintre colector si emitor de la T7 ( superdioda ) cu semireglabilul la minim unde intreaga sa rezistenta este inseriata intre baza si emitor la T7, imi spui neaparat si ce valoare exacta are semireglabilul, si daca R13 este 3k3 sau ai pus tu alta valoare. Apoi reglezi din semireglabil sa maresti biasul si urmaresti daca poti obtine intre colector si emitor la T7 2-2,5V ( la 2,5V te opresti indiferent de pozitia semireglabilului ). Daca nu poti obtine 2,5V ci mai putin,., atunci imi zici cat anume gasesti;

-Masori tensiunea continua intre iesire si masa;

-Tensiunea dintre colectoarele T5 si respectiv T6 masurata fata de masa;

 

Imi zici apoi si ce tensiuni de alimentare ai tu mai exact. Stiind toate astea putem determina in ce masura lucrurile stau bine sau nu in amplificator.

[zal]

Referitor la diferenţiale, Bryston are aceeaşi alimentare chioară şi nu păţeşte nimic, chiar şi un Accuphase, spre deosebire de schemele primitive în astea simetrice se echilibrează reciproc diferenţialele. Atenţie că 2,5V între c-e la trz superdiodă înseamnă peste 0,6V între b-e la trz finali, care vor merge calzi sau chiar fierbinţi în gol, asta ar duce la un Ic0 peste 100mA. Schema e ptr clasa AB spre B, nu spre A, de aia am recomandat acolo o polarizare mai mică a trz finali, ar trebui să funcţioneze cu un Ic0 de circa 10mA. 

[Marian]

Zal sa vorbim despre asazisa "rejectie" cu acea rezistenta chioara? Sa vorbim despre ce se intampla cu caracteristicile diferentialului la variatia alimentarii? Sa vorbim de neliniaritatea transconductantei? Sa vorbim deci despre un castig in bucla deschisa al diferentialelor influentat de variatiile alimentarii? Schema este functionala dar depasita moral. Daca e sa iau de buna afirmatia ta ca 2,5V la superdioda ar insemna peste 100mA in etajul final in gol, atunci chiar nu are de unde sa cada mai mult de 0,6V pe fiecare jonctiune, pur si simplu nu are de unde, tu uiti ca cele 4 jonctiuni sunt inseriate de 2 rezistente de 0,47 Ohm care la peste 100mA scad cumulat minim 100mV din cei 2,5, deci iti mai raman 2,4V pe care ii imparti la 4 jonctini, de unde gasesti tu mai mult de 0,6 pe fiecare ca eu nu ma prind?... De acord 2,5V ar insemna probabil un curent de mers in gol mai mare decat este necesar, dar nici nu am recomandat sa ramana asta, ci doar sa se determine o buna functionare a superdiodei, ca daca poate oferi atata atunci superdioda sigur functioneaza ok. Ulterior se poate regla curentul de mers in gol la cat vrea proprietarul, dar mai e de furca pana acolo.

[fritz_vali]

Am revenit cu unele masurari. Tensiunea mea de alimentare e   2 ori 21V c.c. Inainte sa masor   am  pus intrarea la masa, am reglat R14 la minim si am pus rezistente de 10 ohmi  in  serie la alimentare la plus si la minus exact cum a spus "marian".

T1> BE 0,59V; CE 19,96V;

T2> BE 0,59V; CE 20,2V;

T3> BE 0,58V; CE 19,96V;

T4> BE 0,58V; CE 20,2V;

T5> BE 0,58V; CE 19,7V;

T6> BE 0,6V; CE 19,7V;

 

La T6 inital  avea 0V  intre C si E cu reglajul la minim din R14 , iar in acest sens am  reglat R14 pana cand am obtinut 2,5 V cc intre Emitor si Colector la T6.

Urmatoarele masurari au fost facute dupa ce am facut reglajul:

 

Tensiunea in colector la T5 fata de masa am 0,45V cc iar in colector la T6 fata de masa am -1,89V cc.

Deci pe aici ar fi problema. Rezistenta R13 are toleranta mica(are 3K2;deci nu e o problema)  si e de 0,5W; nu am gasit altceva cand am lipit piesele.

Editat Martie 11, 2015 de fritz_vali

[Marian]

Masuratorile alea desi nu exact ce am cerut, indica totusi un dezechilibru. Am cerut sa verifici tensiunea la bornele unor rezistente ( le-am enumerat mai sus ), alea conteaza, tensiunea baza emitor la un tranzistor nu spune mare lucru deoarece caracteristica Vbe/IC este logaritmica.

[fritz_vali]

Am masurat acum si tensiunile ceruta la bornele rezistentelor urmatoare

R6> 19,6V; R7> 19,5V;

R2> 0,01V; R9> 0,04V;

R3> 0,88V; R5> 0,89V;

R10> 0,28V; R16> 0,28V

[Marian]

Si offset-ul pe iesire cat este?

[fritz_vali]

adica   sa masor ce tensiune da pe iesirea audio? Inca nu am inteles exact ca insemna offset.

Editat Martie 11, 2015 de fritz_vali

[Marian]

Offest-ul este tensiunea continua masurata intre iesire si masa, adica iei multimetrul, il setezi pe Vcc ( 200mV sau 2Vcc ), pui firul rosu pe iesirea amplificatorului, si firul negru pe masa, vezi ce iti arata aparatul.

[fritz_vali]

Am masurat si imi da 45 mV (fara nici o sarcina pe iesire)

[Marian]

Cu ce polaritate? Adica punand firul rosu pe iesire, si negru pe masa, aparatul iti arata semnul minus in fata sau e ca la plus ( adica nici un semn in fata )? Presupun ca e cu plus avand in vedere faptul ca diferentialul simte nevoia sa traga atat de tare de ramura negativa in jos, dar as dori o confirmare, si as mai dori sa masori tensiunea continua direct intre bazele T1 si T2, adica firul rosu il pui la baza T1 si firul negru la baza T2, si imi zici ce gasesti, si cu ce polaritate.

[fritz_vali]

Da am pus  firul rosu pe iesirea "calda" (cum ii mai zic eu) si firul negru la masa   si imi da 45 mV fara nici un semn inainte , ceea ce insemna ca e cu plus. Tensiunea intre  bazele T1 si T2 este -0V (binenteles punand  forul rosu pe baza T1 si firul negru pe baza T2) cu minus in fata.

Editat Martie 11, 2015 de fritz_vali

[Marian]

Mda, e undeva un dezechilibru, totusi offset-ul nu mi se pare exagerat, si oricum dezechilibrul asta nu ar trebui sa afecteze semnificativ cursa de pe iesire, si deci puterea, aspect care inteleg ca la tine este problematic, ai mai putea verifica si compara caderea de tebnsiune la bornele rezistentelor de putere din final, ar trebui sa fie cat mai apropiate ca si valoare intre cele 2, apoi as zice sa faci un test cu semnal sinus luat de la un generator de semnal instalat pe calculator, dar inainte de el ceva pregatiri, alimenteaza putin amplificatorul si regleaza din semireglabil de la superdioda inapoi pana obtii la T7 intre colector si emitor 2V deschidere superdioda, asta coincide cu un curent de mers in gol mic/foarte mic, oricum nu te intereseaza pentru moment o trecere optima prin 0 ci punerea in functiune a amplificatorului. Opreste alimentarea si apoi scoate cele 2 rezistente de 10 Ohm, lasand alimentarea direct de la sursa, adica nelimitata, amplificatorul este functional iar biasul e mic, deci nu ai a te teme. Pune pe iesire o rezistenta de putere cat mai mare, si o valoare oricare intre 8 si 20 Ohm. Desfa intrarea de la masa si conecteaza-o la placa de sunet a calculatorului, direct fara intermediari gen preamplificator sau potentiometru sau mai stiu eu ce altceva, apoi cauti pe gugle un generator de semnal ( program ) pe care il instalezi pe calculator, il pornesti si in dai pe sinus apoi ca frecventa setezi 100hz, si amplitudine 0,5Vp, dai volumul placii de sunet la jumatate, si iei un multimetru setat pe Vca, apoi alimentezi amplificatorul, masori tensiunea alternativa de pe intrare si apoi pe cea de pe iesire ( tot alternativa evident ), variezi volumul placii de sunet si eventual amplitudinea din generator si urmaresti evolutia iesirii amplificatorului. Testul se doreste a verifica castigul amplificatorului in bucla inchisa, si daca acesta respecta raportul divizorului din reactia negativa. Pare ceva complicat ce am descris eu aici dar de fapt este foarte simplu si dureaza doar cateva minute, dar spune multe.