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.