Forumsko pojačalo

Re: Forumsko pojačalo

PostPostao/la ilimzn » 16 ruj 2011, 23:34

aparatusonitus je napisao/la:Iz perspektive šuma, bilo bi zanimljivo čuti tvoje mišljenje kada je bolje staviti 1 x 15V zenericu ili 3 x 5V1 (ili 2 x 7V5) zenerice za naponsku ref. plutajuće kaskade (usput objasniti prednosti/mane u odnosu na fiksnu), te zašto zerica nije filtrirana (šum je common mode pa se uvelike poništava diferencijalom)? Također, 5,5mA struje kroz nju je cca. dvostruko manje od preporuke za mali izlaznu impedanciju i što manji šum?


Mjerenja su pokazala da od 10V pa do oko 24-27V ovisno o tipu je shum najmanji i zacudo usporediv s obicnom diodom. Imas na diyaudio.com post o tome, odlicno odradjeno. Pokazalo se i u praksi s prvom crvenom ivericom. Definitivno je bolje 1x15V umjesto 3x5V1. Iako su 5V1-6V2 najstabilnije termicki, sanse su velike da ces uletiti u podrucje s najvise shuma. Inace, bas se iz tog opsega napona koriste za generatore shuma...
Zenerica nije filtrirana bas radi common mode-a iako se naravno slobodno moze staviti kondenzator u paralelu. Opet, pokazalo se u praksi da je razlika prakticno nemjerljiva.No da nije common mode, bio bi tu i kond :) Ako ce negdje trebati kond, to je u paraleli s referencom za kaskodu.
Zener diode bi trebale biti max 500mW bas radi manje struje, a konkretno basove su na shemi vise radi simulatora koji ima bezvezni model zenerice koji u odredjenim slucajevima proizvodi struju (nije mi jasno kako se moze biti toliko nekompetentan ali mi se nije dalo po tom prckati). Struja se lako poveca smanjenjem otpora 4.7k, pri tome paziti na disipaciju tranzistora.

Floating kaskoda ima za ovaj slucaj relativno minorne prednosti, radi se o bootstrap-u Cgd-a, kako bi se smanjio uticaj njegoive nelinearnosti. Na zalost nista se posebno ne moze poduzeti po pitanju Cgs, iako bi se teoretski mogao napraviti cross-quad s MOSFET-ima da i to linearizira, no u praksi se pokazalo da je to skoro nemoguce - radi toga jer je GS kompletno izoliran, ne teku nikakve struje u statici pa nema mehanizma da se cross-quad korektno polarizira prilikom paljenja, ili clippinga. Cijela hrpa dioda koje bi to osiguravale samo dodaje kapacitete. Za ovaj konkretan slucaj floating kaskoda nije toliko presudna jer je ulazni signal relativno malen (500mVeff), a Vgd reda 12V, no spoj s tranzistorom je odabran prvenstveno da se struja zener referenci zatvara koliko j emoguce izvan mase (baza tranzistora j emogla biti na masi, no tih par desetaka uA nije presudno), pa pretvoriti to o istom trosku u floating cascode nije bez rezona. Time se postize fleksibilnost u odabiru ulaznih MOSFET-a tako da se disipacija drzi u granicama normale odabirom napona na bazama kaskodnih tranzistora, a prekomjerna disipacija ide na njih, no kuciste je takvo da se to lako rijesi hladilom. Za slucaj da je potrebno smanjiti napon na MOSFET-ima, recimo ako se zeli jos povecati struja u diferencijalu, problem Cgd postaje sve vise izrazen, i floating kaskoda postaje sve zanimljivija kako odnos Vgd prema ulaznom naponu pada.
ilimzn
Iron Man
 
Postovi: 979
Pridružen/a: 05 svi 2011, 13:39

Re: Forumsko pojačalo

PostPostao/la aparatusonitus » 03 lis 2011, 21:32

Tek sam danas uspio pročitati thread na diyaudio o diodama...vrlo zanimljivo štivo, za preporučiti. Interesantno je da sam u prototipu diskretnog J-fet AD797 također koristio 10V zenericu, nakon dugo mozganja da li staviti 5xLED ili 10k otpor ili zenericu na način vrlo sličan tvom, jedina razlika je da mi je kolektor bootstraped tranzistora direktno na -V napajanju i što mi kroz zenericu curi 2mA...to će trebati korigirati.

Daj objasni ulogu 330k otpora prilikom paljenja pojačala, te zašto se balasni otpori izlaza nalaze na "pogrešnom" mjestu?
Avatar
aparatusonitus
 
Postovi: 234
Pridružen/a: 05 svi 2011, 21:08
Lokacija: Split

Re: Forumsko pojačalo

PostPostao/la ilimzn » 04 lis 2011, 00:21

aparatusonitus je napisao/la:Tek sam danas uspio pročitati thread na diyaudio o diodama...vrlo zanimljivo štivo, za preporučiti. Interesantno je da sam u prototipu diskretnog J-fet AD797 također koristio 10V zenericu, nakon dugo mozganja da li staviti 5xLED ili 10k otpor ili zenericu na način vrlo sličan tvom, jedina razlika je da mi je kolektor bootstraped tranzistora direktno na -V napajanju i što mi kroz zenericu curi 2mA...to će trebati korigirati.

Daj objasni ulogu 330k otpora prilikom paljenja pojačala, te zašto se balasni otpori izlaza nalaze na "pogrešnom" mjestu?


330k sluzi da 'starta' strujni izvor u repu ulaznog diferencijala. Bez njega, inicijalno nece biti struje kroz strujni izvor jer su GS dionice MOSFETa izolirane, a samo ce se kroz otpor, zener i BE floating kaskode tranzistora spoj S pina MOSFET-a podici prema napajanju, jer bez struje nista ne polarizira BE kaskodnog tranzistora dovoljno dobro. Radi toga je stavljen otpor 330k, i kao sto si prije primijetio, maknut je kondenzator paralelno zener diodi (komentar gore se odnosio na prvobitnu shemu) koja odredjuje referencu za strujne izvore. Na taj se nacin istovremeno starta i strujni izvor ulaznog diferencijala i onaj u drugom stupnju - ne na nominalnu struju, ali dovoljno da nesto povuce spoj S pinova ulaznih MOSFET-a prema minus napajanju i time korektno polarizira BE dionicu floating kaskode, nakon cega struja normalno pocinje teci kroz otpor 3.9k s + napajnanja, kroz zener diodu, CE kaskodnog tranzistora, te zener diodu prema minus napajanju. Ovaj je problem sa startanjem prvenstveno vidljiv u simulatoru, i u stvarnosti bi sve skupa najvjerojatnije radilo i bez tog otpora. No, recimo da ja volim da nije najvjerojatnije, nego sigurno :)
Kada bi u paralelu s donjom zenericom bio kondenzator, njegovo punjenje bi moglo dovoljno odgoditi taj proces da se spoj S pinova ulaznih MOSFETa prilikom starta digne iznad potencijala G pinova preko dozvoljenih 20V i probije ili osteti GS izolaciju. Ipak, razmisljam da svejedno stavim i zastitne diode... na originalnoj crvenoj iverici su stavljene, premda se tamo tako nesto ne moze dogoditi, vise su tamo radi statickog izboja u ulazni konektor.

Sto se tice balansnih otpornika u izlazu, njih zapravo nema. Otpori 10m(ili) ohma glume osigurace, i jos vaznije, sluze za mjerenje struje kroz MOSFETe u simulatoru. Naime, pokusava se maksimalno ocuvati strmina izlaznog stupnja, no to zahtijeva i puno vise paznje pri odabiru MOSFETa kako bi bili cim vise komplementarni. Ideja je cim manje polagati u NPV kad se tice spustanja izlazne impedancije pojacala, sto je inace dosta veliki problem kod lateralaca ciji je izlazni otpor reda 1 ohm i na velikim strujama. To na prvi pogled izgleda nebitno ali zapravo indirektno odredjuje ovisnost prenosne funkcije cijelog pojacala o opterecenju, koje je u realnim uvjetima varijabilno po svim zamislivim kriterijima a vjerojatno i pokojem nezamislivom - zvucnik nije otpornik. Ovo je narocito bitno kod rada uklasi AB jer je struja mirovanja kroz MOSFET relativno mala cime je i strmina mala, a time je pak izlazni otpor velik (on iznosi ~1/strmina). U ovom razmatranju treba voditi racuna da u stvarnosti najveci dio vremena koristimo vrlo male snage, a time i male stuje kroz opterecenje, tj. zvucnik. Premda to smanjuje razne nelinearnosti, ipak na kraju pojacanje cijelog pojacala bez NPV, gledano na zvucniku, izgleda kao prenosna funkcija koja na kraju ima i neku vrstu djelila napona napravljenog od izlazne impedancije pojacala i impedancije zvucnika, oba su nelinearni elementi. U startu nije poznato kako se ponasa impedancija zvucnika osim u vrlo okvirnom pogledu - pojacalo generalno ne projektiramo za poznati zvucnik (kamo srece!). Ako se pri tom prisjetimo da NPV moze samo umanjiti nelinearnosti proporcionalno apliciranom faktoru NPV, cak da je taj faktor konstanta bez obzira na frekvenciju, ukupno ponasanje pojacala i zvucnika ostaje 'umanjena slika' situacije u kojoj prilican uticaj ima zvucnik. Svakako je pozeljno taj uticaj cim je moguce vise smanjiti, a cim je moguce vise povecati uticaj pojacala, nad kojim, kao projektanti sklopa, imamo bolju kontrolu.

Iako vertikalni MOSFET-i nude strmine reda 7-10A/V, to je na strujama reda par A. Pri strujama reda velicine struje mirovanja, ta je cifra puno manja, i izlazna impedancija pojacala se u tim uvjetima (govorimo bez NPV) moze popeti na red velicine impedancije zvucnika - za niskoohmske zvucnike cak i na vrijednost blizu impedancije zvucnika (ovo je ujedno i razlog pricama da MOSFET-i bolje rade u klasi A).
Ta je impedancija po definiciji nelinearna s obzirom da strmina, a time i izlazna impedancija, ovise o struji kroz MOSFET. Naravno, to vrijedi za sve pojacivacke elemente, samo je recimo kod bipolaraca ona vec u startu toliko visoka da je daljnji rast zapravo gotovo nevidljiv. Zato si kod bipolaraca mogzemo dopustiti odredjeni gubitak strmine i povecanje impedancije, uz dobitak linearnosti.
Kod MOSFET-a se to vrlo rijetko isplati - radi niske strmine, balansni otpornici moraju biti relativno velike vrijednosti kako bi uopce imali dominantni uticaj u odnosu na izlaznu impedanciju MOSFET-a, dodatno povecavajuci gubitke, i izlaznu impedanciju cijelog pojacala. Iako je ta impedancija linearizirana, njen je iznos takav da je ukupni rezultat kontra-produktivan, jer sve veci uticaj ima bas onaj nelinearni element nad kojim nemamo kontrole, a to je zvucnik. Da bi s sve skupa dovelo kako-tako u red, potrebno je onda aplicirati jako visok iznos NPV, a to je nesto sto u pravilu ne zelimo, jer nam to tipicno smanjuje raspolozivu sirinu frekventnog pojasa u kojem imam dovoljno pojacanja za taj iznos NPV, i lako se dogodi da mjesto gdje pojacanje bez NPV pocne padati, zavrsi unutar podrucja audio frekvencija. To pak za poslijedicu ima nepovoljan raspored harmonika, gdje se niski harmonici potiskuju vise od visokih - i dolazimo do dobro poznatog problema da je postotni iznos izoblicenja prihvatljiv ali pojacalo zvuci naporno.

Pogled na sheme aplikacija lateralnih MOSFET-a pokazuje tradicionalni nacin na koji se taj problem rijesavao - povecanjem pojacanja bez NPV, najcesce dodavanjem jos jednog stupnja. Brzina MOSFET-a se pri tome korsitila kao dio strategije da takvo pojacalo i dalje bude moguce stabilizirati. No dodavanje stupnjeva daje i kompleksniju ovisnost pojacanja s frekvencijom, i najcesce ukupno gledano 'sporiji' sklop, tj. pojacanje je veliko, ali pocinje padati na nizoj frekvenciji.

Ono sto mi zelimo u principu je relativno manje ali pri tome frekventno konstantno pojacanje. Uz to, pojacanje mora biti takvog karaktera da se u startu cim manje generiraju harmonici viseg reda. Sve to skupa bi trebalo dati linearnije pojacanje pa je time i potreba za inosom NPV-a manja, sto je uvijek pozeljno. Umjesto klasicnog pristupa, ovdje je strategija drugacija. Za pocetak, pojacanje je podjeljeno na dva stupnja (tipicno je kod pojacala ove topologije prakticki svo naponsko pojacanje koncentrirano u VAS stupnju), iako topologija izgleda jednako kao ona s bipolarcima. No, treba voditi racuna da je MOSFET element koji se kontrolira naponski, a ne strujno (u stvarnosti ovo je jednako tocno i za bipolarce ali njihova niska ulazna impedancija automatski forsira da topologija radi kao pretvarac razlike napona u struju - ulazni diferencijal - kojeg slijedi strujno pojacalo s vrlo visokom impedancijom opterecenja, sto ga cini efektivno pretvaracem struje u napon s vrlo velikom konstantom pretvaranja).
Sami stupnjevi su izvedeni tako da pojacivacki elementi imaju jednostavniju transfer funkciju koja u startu smanjuje generiranje harmonika viseg reda - za razliku od bipolaraca, MOSFET prenosna funkcija je dominantno kvadratna, i teoretski generira samo drugi harmonik. U stvarnosti kvadrat nije savrsen ali j ei dalje dominantan, tako da se generiraju i ostali harmonici, ali harmonici nizeg reda su dominantni. Potrebna pojacanja su jednim dijelom dobivena povecanjem struja u stupnjevima - kod bipolaraca ovo povecava i struje potrebne za pogon ulaza tih stupnjeva, no MOSFET-i nemaju tu manu pa je jedini problem toplina, sto je puno lakse rijesiti. Stabilnost pojacanja i kontroliran pad kad do njega dodje, se najvecim dijelom osigurava smanjenjem broja stupnjeva, smanjenjem ovisnosti pojacanja o opterecenju.
Da se razumijemo, mogao se drugi stupanj i izlaz rijesiti i s bipolarcima - uz smanjnenje izoblicenja za faktor 10 ali za jos veci faktor nepovoljnijim rasporedom harmonika. MOSFET-i ovdje daju slobodu odabira struje mirovanja pa i rada u klasi A bez izmjene ikakvih dijelova osim adekvatnog hladila (kod bipolaraca raste broj parova spojenih u paralelu), i uz to maksimum SOA radi nepostojanja pojave sekundarnog proboja, za minimum dijelova. Ujedno, izlazni stupanj sa samo jednim parom MOSFET-a jedini i moze raditi bez balansnih otpora jer se nema sto balansirati - multipli paralelni parovi imaju problema cak i uz precizno uparivanje MOSFETa, balansni otpori su obavezni, iako dodatni parovi anuliraju njihov uticaj na povecanje izlazne impedancije tipicno tek za 3-4 izlazna para.

Da bi se zadrzala generalna filozofija da se harmonici viseg reda trebaju izbjegavati prvenstveno tako da uopce ne nastaju, potrebno je da izlazni stupanj ima maksimalno uparene P i N MOSFET-e. U praksi varijacije medju pojedinim primjercima i nisu toliko presudno velike koliko su greske u (krivom) odabiru komplementarnih MOSFET-a - ovako nesto s IRFP240 i 9240 nece raditi ni blizu optimuma, dok se s IRFP240 i 9140 tome dobro priblizava. Jos bolji rezultati bi se dobili biranjem/uparivanjem i pazljivim dodavanjem korekcionih otpora u source liniju ali to su u odnosu na korektan odabir po komplementarnosti vrlo mali pomaci za veliku cijenu.
ilimzn
Iron Man
 
Postovi: 979
Pridružen/a: 05 svi 2011, 13:39

Re: Forumsko pojačalo

PostPostao/la dadod » 05 lis 2011, 11:44

Ovo je moj projekt u razvoju. Za sada je samo simuliran i izradjena tiskana plocica, i uradjena prve kontrolu. slusanje je na redu.
Ulazni stupanj je LTP s FETom(dvostruki u metalnom kucistu) u kaskodnom spoju. VAS je klasican s bufferom(emitersko slijedilo). Izlazni stupanj je tipa TRIPLE s ThermalTrak Onsemi tranzistorima. Upotrijebljen je TMC malo modificiran.
Simulirano izoblicenje je 0.000008% kod 2kHz uz 100W//8ohm i 0.000081% kod 20kHz uz 100W//8ohm. Znaci manje od ppm na svim frekvecijam. Kod nizih nivoa je jos deset puta manje.
Dado
Privitak/ci
AUDIOCUBE-1.jpg
AUDIOCUBE-1.jpg (89.93 KiB) Pogledano 1583 put/a.
dadod
 
Postovi: 174
Pridružen/a: 13 ruj 2011, 10:54
Lokacija: Zagreb

Re: Forumsko pojačalo

PostPostao/la dadod » 07 lis 2011, 18:42

Ovaj forum je mrtav, bar ovaj poluvodicki dio. Zar nitko nema nikakav komentar ili pitanje??? Samo jedan autoritet(ne ja naravno) i nitko se ne usudi nista pitati.
dado
dadod
 
Postovi: 174
Pridružen/a: 13 ruj 2011, 10:54
Lokacija: Zagreb

Re: Forumsko pojačalo

PostPostao/la Khadgar2007 » 07 lis 2011, 18:52

Nemoj biti takav. Ovaj forum je nov, star samo par mjeseci, nisu svi na ovom forumu stručnjaci u dizajniranju stvari,dosta nas radi prema zadanoj shemi i to je to, znamo neke osnove ali da idemo u komentiranje shema to je možda malo prekomplicirano. Osobno za sebe ću reći da iako lemim dugi niz godina nikada nisam nešto projektirao i držim se šeme, tek u zadnje vrijeme nešto malo čitam o lampama a tranzistori iako ih volim još su daleko ča se tiče dizajniranja.

Ako ću nešto komentirati to je možda najviše mehanička izvedba jer iako mi to nije struka to mi je nekako najlakše za sada.
"Nakon prve čaše vidite stvari onakvim, kakve bi vi htjeli da budu. Nakon druge vidite ih onakvim, kakve nisu. Na kraju ih vidite onakvim, kakve zaista jesu, što je najgora stvar na svijetu."
Avatar
Khadgar2007
 
Postovi: 2488
Pridružen/a: 05 svi 2011, 16:44
Lokacija: Sisak

Re: Forumsko pojačalo

PostPostao/la dadod » 07 lis 2011, 19:12

Pa ovdje je ideja bila da se napravi forumsko pojacalo. Ja sam to shvatio tako da to bude nestodrugacije a ne kopija s neta. Nadam se da ima i onih koji mogu pitati i kritizirati (za neke znam jer su aktivni i na drugim forumima) jer se tako nesto nauci i poboljsa. Ja bih volio da netko pita zasto sam pokazao moje pojacalo i zasto bas takovo. Mozda sam otisao u krivo s mojim dizajnom.
dado
dadod
 
Postovi: 174
Pridružen/a: 13 ruj 2011, 10:54
Lokacija: Zagreb

Re: Forumsko pojačalo

PostPostao/la pinco » 07 lis 2011, 19:18

dadod je napisao/la:Ovaj forum je mrtav, bar ovaj poluvodicki dio. Zar nitko nema nikakav komentar ili pitanje??? Samo jedan autoritet(ne ja naravno) i nitko se ne usudi nista pitati.
dado


Pa poluvodićki dio je dosta slabo zastupljen, valjda je takvi trend danas, sve osim cijevi i poneke ss A klase se smatra inferiorno u kvaliteti zvuka, al dobra stvar šta je to vratilo cijevi na scenu.....
Ja bi pita nešto da se razumin, šta se tiće ovih izoblićenja pokazalo se da više za kvalitet zvuka ovisi raspored izoblićenja a ne njihova ukupna vridnost, jesi možda radija neku analizu?
pinco
 
Postovi: 210
Pridružen/a: 09 svi 2011, 09:59

Re: Forumsko pojačalo

PostPostao/la ilimzn » 07 lis 2011, 20:01

Osjecam se blago prozvan :)
Pa eto, moj i savjet bio da sam objasnis zasto si pojacalo zamislio bas tako kako jesi. Sadrzaj foruma se ne sastoji samo od komentara, treba postojati i odredjena edukativna komponenta, i onda ce sigurno biti pitanja.
Ja mogu dati samo par kratkih komentara:
Prvo, u stvarnosti postizanje navedenih THD brojki je znanstvena fantastika, oni jesu pokazatelj, ali blize stvarnosti bi bio FFT dijagram.
Drugo, ima tu vrlo ingenioznih rijesenja. Recimo jako mi se svidja bias spreader, filtriranje napajanja, strujno zrcalo, kompenzacija.
Trece, volio bi komentar na seriju D7, R13, D8.
Cetvrto, bilo bi dobro na neki nacin stabilizirati napon na spoju R9, R8, R16. Varijacija napona napajanja se prenosi na ovu tocku (jer su napajanja ulaznog stupnja samo filtrirana ali ne i stabilizirana) i time i na bias spreader i poslijedicno utice na struju mirovanja. Slicno djeluje uticaj topline na Vbe tranzistora Q2 i njegovog para u strujnom izvoru VAS-a. Moguce je da se donekle kompenzira... no to je standardni problem kod ove vrste strujnog izvora.

E da, jedna mala opaska na crtanje shema, limitirana rezolucija slika koje se mogu stavljati u postove prakticki zahtijeva da se sheme crtaju cim urednije inace je jako tesko citati oznake i vrijednosti elemenata.
ilimzn
Iron Man
 
Postovi: 979
Pridružen/a: 05 svi 2011, 13:39

Re: Forumsko pojačalo

PostPostao/la dadod » 07 lis 2011, 22:30

Evo pokusao sam presloziti semu da se vidi bolje. Zaista je steta sto se ne mogu puniti vece slike.
Ova sema je malo promjenjena, simulacija pokazuje nesto manje izoblicenje iako ne bitno. Promjena je gdje je spojen TMC(C5, C6, R30), pomaknut je s baze Q15 na spoj Q4 emitera i J1 soursa. Na taj nacin se smanjuje opterecenja VASa i snizava izoblicenje. Buduci da ne zahtjeva dodatne komponente jednostavno se implementira.
AUDIOCUBE-II.jpg
AUDIOCUBE-II.jpg (92.07 KiB) Pogledano 1470 put/a.


Prvo cu pokusati odgovoriti na pitanje stabiliziranja napona na R8, R9, R16. Mislim da je ovako vec jako mala promjena mirne struje kroz LTP i Q12 VAS tranzistor. Moglo bi se poboljsati zamjenom R16 sa strujnim izvorom, ali mislim da nije potrebno. Sutra cu pokusati simulirati kolika je promjena struje s +-10% promjene napona napajanja.

D7 i D8 su diode ugradjene u ThermalTrak tranzistore. Kako su dva para izlaznih tranzistora to su na raspolaganju cetiri diode. Dvije su upotrbljene u Vbe multiplajeru a preostale dvije sluze umjesto kondenzatora koji inace dolazi paralelno otporniku spojenom izmedju emitera driver tranzistora. Otpornik R13 je dodan jer napon na dvije diode nije dovoljan za polariziranje baza drivera. Vrijednost R13 je niska u ovom slucaju 3.9ohma. Diode ujedno potpomazu zajedno s Vbe multiplajerom stabilizacije mirne struje izlaznih tranzistora.
To je predlozio Cordell na jednom DIY forumu.
Inace sto se tice nerealnih rezultata koji sa dobiju simulacijom, ima istine u tome ali to jako ovisi kako je izveden raspored i povezivanje na tiskanoj plocici i kako je napravljeno napajanje i povezivanje s napajanjem.

Ovdje je simulacija kod 1kHz i 20kHz kod 4W izlazne snage.

1kHz- 20kHz-4W-1.jpg
1kHz- 20kHz-4W-1.jpg (173.84 KiB) Pogledano 1470 put/a.


i simulacija kod 110W 20kHz.
100W-20kHz-1.jpg
100W-20kHz-1.jpg (160.74 KiB) Pogledano 1470 put/a.


Dado
P.S. mogi dodati listu komponenata ako nekoga zanima ili zip fajlu za LTspice simulaciju.
dadod
 
Postovi: 174
Pridružen/a: 13 ruj 2011, 10:54
Lokacija: Zagreb

PrethodnaSljedeća

Natrag na Tranzistorska tehnika

Na mreži

Trenutno korisnika/ca: / i 2 gostiju.

cron