Class A by Mixann

[Mixann]

witam serdecznie.

 

dość długo zbierałem sie aby ten projekt skończyć ale po prawie 6 miesiącach udało się.

chciałbym poddać ten projekt pod publiczną debatę by przykładem Jarka i jego wzmaczniacza UGODA (któremu

bardzo dziękuję za wskazówki i cenne uwagi) i skonstruować własny wzmak w czystej klasie A inny niż KONSTRUKCJE PASSA.

 

założenia:

=======

układ oparty jedynie o tranzystory bipolarne

moc do 30W/4Ohn - RMS w czystej klasie A

prosta konstrukcja

układ w pełni symetryczny

 

poniżej przedstawie schemat i wyniki pomiarów oraz płytkę drukowaną.

chętnie wysłucham uwag i propozycji aby w końcowej fazie wyszła z tego jak najlepsza konstrukcja.

 

Mixann

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Mixann]

lista wyników pomiarów:

==================

przebiegi oscyloskopowe

- 4kHz, 4ohm, 470nF - obciażenie reaktancyjne

- 4kHz, 8ohm, 470nF - obciażenie reaktancyjne

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Mixann]

100kHz, 4ohm,

100kHz, 8ohm

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Mixann]

22kHz, 4 ohm

22kHz, 8 ohm

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Mixann]

moc sin wyjścowa: 4ohm, 8ohm

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Mixann]

dane wzmacniacza:

==============

pobór mocy Max [4 ohm] 250W

pobór mocy w stanie jałowym 120W

 

moc wyjściowa [4ohm] w klasie A

max sinusoidalna - 87W

Din - 43W

RMS - 30

 

moc wyjsciowa [8 ohm] w klasie A

max sinusoidalna - 44W

Din - 22W

RMS - 15

 

praca w klasie A przy obciażeniu 2ohm do 50 % mocy nominalnej

 

Iq - na strone - 2.55 A

Pd - na jednym tranzystorze - 30W [wartośc średnia]

Pdmax - na jednym tranzystorze - 57W [wartość w impulsie przy 4 ohm]

Ku = 18V/V

SR = 14V/uS

przesuniecie fazowe przy wzmocnieniu Ku=1 i 3.3MHz - 126*

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Mixann]

projekt płytki drukowanej

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[A66]

Podobny do Krella. Schemat i PCB ładne. Jest skuteczne zerowanie wzmacniacza. Na PCB można dać C1 pod ERO MKC 10uF. Będzie do tego zamówienie na PCB? 0R47 (nie widać numeru , schemat marnej jakość) może zrobić pod 2 razy 1R. Łatwiej kupić 1R 4-5W.

[Mixann]

Schemat postarm się podzielićna 2 części aby był bardziej czytelny.

 

co do rezystorów to spokojnie można użyć 5W jeśli 10W były by ciężko dostępne.

moc tracona na rezystorze jest max 2.8W a średnia nieco ponad 1.1

Jeśli faktycznie będzie taka potrzeba to przobie pcb aby można wstawić po 2 rozystory na emierach tranystorów końcowych.

 

kondensator C1 jest zdublowany tak by nożna wstawić zamiennnie elektrolita np. BG albo np. SCR'a zależnie od tego kto jak woli.

[jar1]

Gratulacje !

 

Jesli chodzi o uwagi, to mam na razie dotyczące pcb:

1. Obwody wejsciowe są blisko wyjścia. Nie jest zbyt korzystne, by cewka była blisko czułego wejścia. Generalnie powinna obowiazywac zasada, aby wyjście (duże sygnały i prądy) umieszczać jak najdalej wejść. Może zmniejszyłoby to te podwzbudzenia na reaktacyjnym obciążeniu (rozumiem, że pomiar był wykonany już z cewką, która ma temu przeciwdziałać).

2. Masa audio (szczególnie wejścia i sprzężenia) zwrotnego najlepiej, jak nie mieszają się na żadnym odcinku ścieżki z innymi masami (szczególnie z masą od kondensatorów odsprzegających).

 

Pozdrowienia

[Mixann]

tranzystory jakie przewidziałem to:

===================================

stpień napięciowy wedle projektu BC546B/BC556A można użyć lepszych choćby 2sa970/2sc2240 [T092]

stopień napięciowy II i BIAS ZTX651/ZTX751 można użyć 2sa1358/2sc3421 [TO126] ale nie ma takiej potrzeby

drivery - 2SA1725/26 22SC5411/12 SANKEN [TO220]

stopień końcwy - 2SA1836/2SC3519 SANKEN [TO3-PF LUB SOT93]

 

jeśli są sugestie do użycia innych elementów to można śmiało podawać wskazówki

 

docelowo moźna użyć tranzystorów kńcowych w obudowach TO3 ale wtedy

trzeba by je montować osobno co wymusi konieczność zastosowania przewodów łaczących je z płtyką.

pierwotnie zakładan zamontowanie wszystkich tranzystorów na wspólnym

kątowniku i przymocowanie go do radiatora śrubami.

 

P.S. sorki za literówki i niedociągnięcia ale pisze to na nowej klawiaturze i nie moge się przyzwyczaić :)

[Mixann]

wspomniany schemat podzielony tak by był bardziej czytelny

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Mixann]

przedstawiam poprawiona wersję płytki z uwzględnieniem wskazówek Jar1 i A66.

- zwiększyłem ozstaw pod konda C1 tak by spokojnie z rastrem 35 mm wstawić np. SR'a 10uF

- rodzieliłem ścieżki masy na sygnałowe osobno i na prądowe stopnia napięciowego osobno.

- wprowadziłem delikatną kosmetykę

 

jednym mankamentem który powstał w wyniku tych przekształceń to różne długości dojścia synału na wejscie par różnicowych, co mam nadzieje nie przyniesie strasznych opóźnień fazowych tak jak to jest można zaobserowć w techice cyfrowej. na szczęście tutaj sygnał nie dochodzi nawet do 100KHz

 

jesli będą jeszcze inne uwagi to czekam na konstruktywne poprawki.

 

Mixann

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[jar1]

Możesz jeszcze pobrac sygnał sprzężenia zwrotnego dokładnie z tego samego miejsca co do cewki. W ten sposób zapewniasz dokładność, że korygujesz sprzężeniem zwrotnym dokładnie to, co na wyjściu wzmacniacza.

[Mixann]

wprowadziłem kolejne zmiany i sugerowane poprawki

oto wynik

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[jar1]

Widze jeszcze jedną mozliwość. Przepraszam, że tak męczę ;-) Jak byś cewkę wyjsciową skierował nie 'do dołu' a do góry płytki , to wyjście byłoby z dala zupełnie obwodow wejściowych. Jest na górze odpowiednio miejsca i wymaga pewno to wszystko drobnej korekty.

Wtedy zostaje Ci dużo miejsca wolnego 'na dole' płytki i można 'dosunąć' bliżej do siebie obie pary róznicowe - tym samym skrócić połączenia, szczególnie dla ścieżek sprzężenia zwrotnego.

Pozdrawiam

[darkfenriz]

No jak miło zobaczyć coś kompetentnego ;)

Jeśli coś miałbym zmienić, to te duże kondensatory w szeregu z 22ohmami w stopniu napięciowym (po co ?). Degeneracja 47ohm to i tak mało, zwiększyłbym do powiedzmy 100ohm i pewnie dało by się wtedy zmiejszyć kondy kompensacji częstotliwościowej (=większy slew rate). W stopniu różnicowym też wrzuciłbym z 2 razy większy prąd w ogonie i co za tym idzie to obciążenie 1k bym zmiejszył z 2x. Znowu lepszy slew rate! To nie jest najsilniejsza strona twojej konstrukcji. Tak to elegancja.

[Jaro_747]

Pytanie albu uwaga (w zależności od nastroju czytającego) odnośnie stopnia wejściowego:

-dlaczego różne wartości rezystorów w kolektorach różnicowego?

-rezystancje widziane przez bazy wejściowego stopnia różnicowego różnia się radykalnie:

lewy 100k, prawy ~4-5k. Tak wyszło, czy może jakić chytry plan?

 

Ogólnie rzecz biorąc to schemat z lotu ptaka wygląda fajnie: prostota i elegancja.

A jak nie zagra, to zawsze można dać kabelki Southwest Brunhilda :-).

[bogdan_]

prosty ale bardzo dobry symetryczny układ, nawet przy mniejszym prądzie spoczynkowym zagra wiernie. Robiłem kiedyś także niemal identyczny, poźniej układy ewoluowały i w stosunku do Twojego wprowadziłem kilka zmian:

-zasilanie stopnia wejściowego i mocy są oddzielne i to pierwsze jest wyższe o kilka V,

-poprawiłem źródła prądowe, każde to 3 tranzystory, zenerka stabilna termicznie, led i tantale

-dołożyłem za parą różnicową wtórnik i kaskodę,

-zastosowałem dc-serwo które znacznie poprawia jakoś najniższych tonów tzn lepszy jest DF i mniejsze przesuniecia fazy

-jeszcze jeden wtórnik w przed darlingtonem wyjsiowym aby nie obciązało kaskody,

-na wyjsciu nie mam cewki ale steruję aktywnie głosniki bez zwrotnicy i kable mają prawie rzadne pojemnosci bo ida oddzielnie do zestawu,

- 2 * mono, do niskich ponad 120 000 mikro na kanał itp.

Pozdrawiam i zycze dużo zadowolenia z tego układu, dobrze że to nie kolejny GC :-)

[senicz]

typowy uklad przyczym o klasie a czy ab czy abb decyduje uklad stabilizacji spoczynkowego. czy jest prawidlowo dobrany? no i jakie thd i df. Bo grac to pewnie gra kiepsko? co?

[panterka]

Proponuję użyć potencjometru do ustawiania prądu spoczynkowego użyć ze śrubką do góry albo przesunąć go od kondensatora. Takie położenie jak obecne znacznie może utrudnić regulacją.

[senicz]

a moze uzyc potka termistorowego? do tej stabilizacji spoczynku?

[Mixann]

witam wszystkich

 

dzięki z uwagi i wskazówki, postaram się w miare możliwości i posiadanej wiedzy odpowiedzieć na zadane pytania.

 

>>darkfenritz - faktycznie kondensatora 470uF i rezystora 220 u emiterze stopnia napięciowgo II mozna by sie pozbyć. nie wprowadzają istotnych zmian do pracy układu

no chyba że ja o czyms nie wiem.

natomiast wielkości rozystora 47 ohm bym nie zmieniał bo tak jak sugerujesz wstawienie np. 100 ohmowego wpływa już na zmianę punktu pracy a to już wymaga kolejnych przeróbek w całym układzie.

kondensatory w obwodzie B-C 22p zostawiłbym w celu zapewnienia większej stabilnści przy wższych częstotliwościach a jednocześnie zmniejszę wpływ zniekształceń TIM na pracę układu.

 

zminy rezystorów na mniejsze w obwodach zmacniaczy różnicowych powodują zmiany punktów pracy polaryzacji stopnia kńcowego a to już ma wpływ na utrzymanie klasy A w całym zakresie mocy wzmacniacza.

wymagało by to ingerencji w pozostałe układy.

 

>> Jaro_747 - jeśli chodzi o róźniace się rezystory w kolektorach wzmacniaczy różnicowych to było to moje niedopatrzenie.

Fatycznie wartości powinny być równe tak samo jak wartości w emiterach, by punkty pracy, wzmocnienie i impedancja widziana od wejscia były w miarę możliwości takie same.

Nie wiem czemu ale nie zwrociłem na to wczesniej uwagi, dięki za sugestię.

 

>>bogdan_ - jesi chodzi o zmiany które z czasem wprowadziłeś to na pewno w celu polepszenia jakości wzmacniacza kosztem jego rozbudowy.

ja od początku wzoruję się na aplikacjach prostych ale skutecznych.

Natchnieniem dla mnie był wzmacniacz JLH z 1969 roku w wersji poprawionej na zasilanie symetryczne.

Wtedy to po raz pierwszy usłyszałem jak sonicznie gra wzmak w klasie A.

dlatego moje założenia są oparte o podobną filozofię - prostota wykonania i względnie dobra jakoć dzwięku.

na pewno są lepsze konstrkcje niż moja i na pewno można by w niej poprawić wiele ale to już skomplikuje układ.

 

myślę że jedną zmianą która bym już wprowdził to na pewno rozbudowa stopnia prądowego wmacniaczy różnicowych.

DC Servo jak narazie stosować nie będę ale zawsze można to zrobić jako osobny układ na oddzielnej płytce. Czas pokaże

 

co do oddzielnego zasilania stopnia wyjściowego i wejsciowego to też nad tym się zastanawiałem ale jak narzie odłozyłem ten temat

ze względów finansowych, bo takie rozwiązanie na pewno podniesie koszt zasilacza.

Na pewno nie jest to sprawa deinitywnie zakońzona bo zawsze można zrobić drugi niezalezny zasilacz i zamiast rezystora 47 ohm w gałezi zasilania wpiąć się z wyższym napięciem np. 28V

 

prąd spoznkowy jest tak dobrany aby napedzić tym spokojnie nawet wymagające 4 ohmowe kolumny bez zmian punktu pracy stopnia końcowego

przy 4 ohmach i max mocy wyjściowej istnieje zapas 150mA by utrzymać klasę A.

 

 

>>Jar1 - postaram sie poprawić płytke tak aby wyjście było do góry. efekty zaprezentuję.

 

jeśli moje spostrzeżenia są mylne lub w którymś miejscu wykazałem sie niewiedzą to z góry przepraszam ale też licze na wsparcie kolegów

którzy na pewno mają większe doświadczenie w budowie wzmacniaczy.

[jar1]

Mixann, 21 Sie 2006, 14:16

Nie przejmuj sie za bardzo. Nie ma takie idealnej konstrukcji, jakiej nie można by poprawić.

[Mixann]

>> Senicz - jeśli chodzi o dokładność i stabilność utrzymania prądu spoczynkowego to przy na prawdę w niewielu konstrukcjach pracujących w klasie A zauważyłem bardziej zawansowne układy. zazwyczaj układ oparty na 1 tranzystorze wystarczał choć nie ukrywam że można by zrobić jeszcze inaczej. Rzeczywistoć pokaże, a doswiadczenia moje wykazały że nie jest to tak trudne by te 2,5 A utrzmać stabilnie.

 

co do DF i THD nie wypowiadam się :)

[Mixann]

Jak Wam się wydaje czy taka wersja stopnia prądowego wzmacniaczy różnicowych w porównaniu do poprzedniej wersji będzie lepszym rozwiązaniem? A może jeszcze inaczej to rozwiązać?

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[bogdan_]

a może takie proste rozwiązanie, prąd źródła ok 2mA, ja daję zwykle więcej na parę różnicową bo wważniejsza jest szybkoś od S/N , opornik 1k w szybkich układach odłacza pojemnoś tranzystora źródła prądowego emiterów od pary róźnicowej. Jako zenerkę można da dobre źródło napięcia odniesienia jak ktoś chce

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[jar1]

Jesli chodzi o moje zdanie, to ze wzgledu na dźwięk, pozostałbym przy oryginalnej wersji. Ewentualnie dodałbym równolegle do diody kondensator 10-100n w celu zmniejszenia szumów.

 

Nie wydaje mi, aby opornik w kolektorze źródła prądowego wnosił cokolwiek ku polepszeniu czegokolwiek. Już bardziej bym go widział w bazie tranzystora pracujacego jako źródł prądowe. I tak emitery pary róznicowej połaczone sa z kolektorem tego tranzystora poprzez oporniki emiterowe - a opornośc w tym miejscu jest napradę niewielka (opornik + rezystancja złacza EB )

[bogdan_]

to jak oryginalna i najprostsza wersja to może chociaz fet i rezystor jako źródła prądowe zamiast rezystorów polaryzujących LED - przecież przy dużych mocach zasilanie niemalże pływa w rytm muzyki nawet przy sporym prądzie spoczynkowym, skoro to ma by wysokiej klasy układ to niech pary różnicowe mają źródła prądowe o współczynnikach stabilizacji rzędu kilku tysięcy . Opornik jest mniej wazny i to przy ekstremalnie szybkich układach do CB radia, przepraszam do kopułek tytanowych lub wstażek :-)

[darkfenriz]

Mixann, 21 Sie 2006, 17:12

 

>Jak Wam się wydaje czy taka wersja stopnia prądowego wzmacniaczy różnicowych w porównaniu do

>poprzedniej wersji będzie lepszym rozwiązaniem? A może jeszcze inaczej to rozwiązać?

 

Nie. Po pierwsze to trochę Ci nie wyszło to zwierciadło Wilsona, to Q18 powinno mieć bazę zwartą z kolektorem, po drugie w ogóle pomysł jest kiepski, niskie PSRR.