Amplificador Clase A 10w

[diegomj1973]

Mejora implementada el 10-03-2010: Se aumenta la capacidad de filtro global de 14100 uF a 28200 uF por rama, totalizando 112800 uF. Se agregan los capacitores de desacoplo de fuente de 100 nF (omitidos por "simplificaciones de armado") y se verifica una muy notable mejora en el ruido de fondo, que ahora pasa a ser indetectable por oido y de muy dificil lectura con instrumental. Sintesis: solo música y se disfruta de los pasajes musicales más sutiles de la música clásica, por ejemplo. La triple red RC del multiplicador junto con el darlington de 3 transistores hacen un filtrado descomunal del riple de fuente global (aprox. -105 db a 18 Hz). Se comprueba la superioridad del multiplicador implementado contra el diseño planteado de sólo dos celdas RC y darlington de 2 transistores (aprox. -85 dB a 15 Hz).

 

[DOSMETROS]

Woww , Se me hace aguita la boca por escucharlo con grabaciones viejas poco comprimidas .

Ya que estuviste trabajando con la fuente "a la antigua" , te dejo un diseno de fuente que fué tratado hace un año.

https://www.forosdeelectronica.com/f21/fuente-bajisimo-ripple-high-end-18808/

 

[diegomj1973]

Gracias por los esquemas. Voy a analizarlos en profundidad para ver cómo trabajan. En principio, acudiendo a vagas ideas en la memoria, parecería que se intenta emular una rectificación polifásica para reducir el tiempo de descarga de los capacitores y reducir así el riple (por la presencia del capacitor serie de entrada al segundo trafo).

 

[DOSMETROS]

Si ,desfasa a uno de los transformadores cerca de 90º.

Recuerdo que era un ampli con dos transformadores , pensè en alimentaciones por separado , pero habìa un GRAN capacitor en la parte de los 220 que primero supuse que sería para suprimir interferencias ... o corregir coseno fi.

Pero no, estaba en serie con uno de los transformadores. Lo supongo de los 60' o 70'

https://www.forosdeelectronica.com/f21/fuente-bajisimo-ripple-high-end-18808/

Contanos despuès si lo experimentàs

Saludos

 

[diegomj1973]

Técnicamente es valido utilizar este esquema de alimentación siempre y cuando un pormenorizado análisis de costos justifique emplear dos transformadores + un capacitor "importante" + otros circuitos asociados y, físicamente, se pueda resolver adecuadamente la ubicación de los dos trafos dentro del chasis evitando todo tipo de influencias negativas de los mismos sobre los circuitos de señal. Es todo un desafío técnico!!!.

Por lo personal creo que un buen diseño de multiplicador de capacitancias (implementado con elementos muy económicos como capacitores de bajo valor, entre otros...) intercalado entre un filtrado global (de capacidad limitada y por ende no tan costoso, por así decirlo) y el circuito final de amplificación, resuelve excelentemente bien los problemas de filtrado de fuente de un clase A.

Sólo habría que garantizar con el filtrado global que la tensión de rizo global mínima no caiga por debajo de valores que condicionen el funcionamiento del darlington del multiplicador. Ha de garantizarse un valor mínimo de VCE para el darlington tal que sea mayor a VCE de saturación.

Lo interesante del multiplicador es que permite atenuar enormemente una señal que pueda caer dentro del rango audible (100Hz) con elementos más que comunes y económicos. Las pendientes de atenuación pueden ser desde 20, 40 o incluso 60 db/década. Esta última atenuación la implementé exitosamente en mi proyecto.

Se paga lamentablemente con una reducción adicional de eficiencia de alimentación que puede hacer que desde los no más de 20 a 21% originales bajemos a unos 15% o menos aún. (En mi proyecto estoy aún muy por debajo del 15%!).

Recordar que el JLH va perdiendo eficiencia de conversión de alimentación conforme vamos bajando la impedancia de carga del parlante, para una misma potencia requerida. Con cargas de 16 ohmios es más eficiente que con cargas de 4 ohmios (siempre atendiendo a Vrail acordes a cada caso, para una misma potencia).

 

[Emi77]

Si bucas un amplificador Clase A te recomiendo este:
https://www.forosdeelectronica.com/f31/amplificador-20w-clase-siliconchip-14872/

Es un muy buen amplificador.

Saludos!!

 

[diegomj1973]

En cuanto al voltaje de alimentación te comento que depende en parte de la potencia RMS (en clase A) que quieras lograr en la salida, de la impedancia que presenten tus parlantes y de una pequeña caída de voltaje mínima entre colector y emisor que requieren los transistores de salida (MJ15003 ó 2N3055, según elijas) para funcionar dentro de la zona activa y lejos del corte ó saturación.

Según mis cálculos, si la corriente de reposo de salida es gobernada por una fuente de corriente constante (emulada con dos transistores) dispuesta antes de los transistores de salida, hay que sumar aproximadamente unos 4 Voltios a la tensión calculada de la siguiente manera:

Si quiero lograr 10W RMS sobre 8 Ohmios hago:

Raiz cuadrada de (10 W x 8 Ohmios) = 8,944 V

El valor pico de esa tensión es:

8,944 V x raiz de 2 = 12,649 V

A esa tensión sumar 4 V que resultan de las tensiones mínimas que requieren los 2 transistores de la CCS y del transistor de salida superior:

Resulta Vrail mínimo de 12,649 V + 4 V = 16,649 V

Conviene dejar un pequeño márgen adicional, es decir, elegir 17 o 18 V mínimos.

 

[Cacho]

Detallecito: Son +-17V o 34V si hablamos de una fuente simple.


Saludos

 

[diegomj1973]

La corriente de reposo de salida mínima ha de calcularse como sigue:

Para 10 W sobre 8 Ohmios:

12,649 V / 8 Ohmios = 1,581 A

Nuevamente, conviene dejar un pequeño márgen adicional, es decir, ajustar Iq a 1,6 A ó 1,65 A aproximadamente.

 

[juanma]

https://www.forosdeelectronica.com/members/diegomj1973/Buenas, diego, a lo mejor alimentar las etapas de baja señal con una fuente muy bien regulada, te habria posibilitado usar una menor capacidad de filtrado en la entrada, pero de todas maneras, excelente proyecto.

En la pagina estaba el dato de que factor de realimentacion tiene?

Saludos!

 

[Juan010]

hola!!!
perdon por llegar tarde!!! jeje!!!
Emi77 si todavia no armaste nada te recomiendo que busques un diagrama del 2003, es muy bueno....
yo con uno solito muevo 2 6X9" y dos de 5", todos en paralelo (soy un desastre, esta re mal eso, lo se, pasa que lo hice a los apurones, jeje!!) y anda re bien...
recomendado!!!!
jaja!!!
nos vems gente!!!!
PD: estoy muy de acuerdo con Cristian B!!! jeje!!

 

[diegomj1973]

https://www.forosdeelectronica.com/members/diegomj1973/Buenas, diego, a lo mejor alimentar las etapas de baja señal con una fuente muy bien regulada, te habria posibilitado usar una menor capacidad de filtrado en la entrada, pero de todas maneras, excelente proyecto.

En la pagina estaba el dato de que factor de realimentacion tiene?

Saludos!

Gracias Juanma!

La ganancia en lazo cerrado es aproximadamente el cociente entre (2700 Ohmios y 220 Ohmios) + 1 = 13,273, es decir, alrededor de unos 22.5 dB.

En lazo abierto, no lo he calculado aún. Si lo has echo, agradezco me pases el análisis, si no te resulta inconveniente.

 

[psychatog]

Yo me estoy armando el DoZ de ESP. En de la figura 4 (Semi final version)

http://sound.westhost.com/project36.htm

Arme un prototipo en una placa perforada y quedo muy muy bien. Lo probe con una fuente partida tomando la tension desde los extremos, supongo que tendria el doble de ripple no? igualmente se escucha muy bien!
No conforme, arme el multiplicador de capacidad del mismo autor.

http://sound.westhost.com/project15.htm

Este circuito me sorprendio muchisimo Realmente es un caño como plancha el ripple.
Lo lleve al laburo y lo medi con el osciloscopio. Con una carga de 30ohm y 20v no pude medir ruido. Mientras que en la fuente del circuito (El positivo del capacitor de 4700) habia un ripple de 1Vpp.
Si bien no es un consumo importante el circuito se comporto muy bien, solo se entibio levemente y cumplio con su deber jejeje!
Todavia no probe el amp con la fuente esta, pero soy muy optimista
Saludos!!!

 

[diegomj1973]

Necesitaría conocer si alguien dispone de información acerca de las diferencias que pueda haber entre el amplificador DoZ (versión final) y el JLH (versión update usando 2 fuentes de corriente), en cuanto a calidad de sonido, respuesta en frecuencia, fase y slew rate y demás características eléctricas.

 

[diegomj1973]

Necesitaría conocer si alguien dispone de información acerca de las diferencias que pueda haber entre el amplificador DoZ (versión final) y el JLH (versión update usando 2 fuentes de corriente), en cuanto a calidad de sonido, respuesta en frecuencia, fase y slew rate y demás características eléctricas.

Reitero:

Alguien pudo armar el Death of Zen (versión final)?. Y además, disponer de comparativas con el JLH (versión update usando 2 fuentes de corriente).

Alguien armó el amplificador para auriculares de Kevin Gilmore. Es de diseño simétrico y en clase A pura. Acoplado en DC. Pero puede desarrollar cerca de 10 W RMS sobre 8 ohmios!!!, si no mal recuerdo.

 

[diegomj1973]

Indagando un poco más sobre el JLH versión update y también en las otras versiones (1969 y 1996), estuve analizando el efecto de la resistencia R9 de 2K2 (en paralelo a la base-emisor del MJ15003, 2N3055 o Q1, según sea el caso) y concluyo que tiene cierta influencia en el apareo de los dos transistores de potencia de salida en cuanto a simetrías se refiere. John Linsley Hood planteaba en algún lugar la influencia en la THD cuando se escogen distintas ganancias en esos transistores (ya sean bajas, altas, simétricas o asimétricas). Ahora bien, se me ocurre, y pido me corrijan si estoy equivocado, que R9 de 2K2 se podría hacer ajustable entre dos rangos (a fijar por cálculos en función de rangos de ganancias esperables para los dos transistores de salida y del transistor splitter ó por pruebas prácticas en laboratorio) de modo de ajustar asimetrías y verificar si así se reducen a un mínimo la THD. No dispongo, lamentablemente, de equipos que me permitan verificar las distorsiones, ya que no me dedico de lleno a la electrónica ni a la reparación. Agradecería alguna respuesta

 

[diegomj1973]

Mejora implementada el 07-08-2010: se agregan los capacitores para aumentar el rechazo de riple de fuente en las dos fuentes de corriente (ccs). En la fuente de corriente de la etapa de entrada se coloca un capacitor de 100 uF en lugar de uno de 47 uF como es sugerido mínimamente. En la fuente de corriente de la etapa del splitter se coloca un capacitor de 1000 uF que resulta después de analizar la función de transferencia de esta ccs mediante simulaciones con el Workbench. Más allá de estos valores verifico que no aportan grandes beneficios adicionales en el rechazo de riple. Sí es cierto, que hay valores mínimos por debajo de los cuales el rechazo no se mejora prácticamente, principalmente en bajas frecuencias. Me resultó bastante fácil agregarlos ya que las resistencias de 10K las tenía implementada con asociación serie / paralelo de cuatro resistencias iguales de 10k. Lo mismo sucedió con la resistencia de 4k7 de la fuente del splitter, que la disponía formada con cuatro de 4k7 en serie / paralelo (por una cuestión de potencias disipadas y su acción en la estabilidad térmica del conjunto).

Un poco de fotos de mis "bichos caseros":
La primera: agregado de capacitores en las dos ccs de cada canal y agregado de 4 capacitores de desacoplo de fuente
La segunda: vista de mi canal derecho, la caja gris oscura fue mi primer QWTL made in casa que me trajeron muchas satisfacciones (con salida de graves hacia arriba!). Suenan muuuuuuy bien. Les faltan realizar terminación externa y el damping interno con un buen material acústico y equipo de seteo confiable. El rango extendido de la izquierda (sobre el MDF sin pintar) está reservado para un proyecto aún pendiente de QWTL omnidireccional que tengo en mente hace tiempo. Los parlantes no son de primera calidad (lamentablemente no cuento con todos los recursos necesarios, sino solo con las ganas de trabajar e implementar nuevas técnicas dentro de mis posibilidades). Los tweeter LEEA 2001 no son de mi total agrado pero los "trabajo" dentro de sus humildes posibilidades y por el momento me satisfacen.
La tercera: idem canal izquierdo acompañado de algún que otro baflecito.
La cuarta: agregado de capacitores de filtrado global. Esas placas eran de un clase A de diseño de Kevin Gilmore o Dynahi (adaptadas por mi que no vieron la luz, aún). No descarto algún día armar el Dynahi.
La quinta: parte de la electrónica usada es un ALESIS M-EQ-230, un mini LG LX-U250A y parte del destripado Audison AC300. No se ve un home LG, también. En total 4 amplificadores manejados por mi soundblaster audigy X-fi.
La sexta: mi viejo Audison AC300 (1991) modificado y destripado. Atento al detalle de fuente: hay 12 grandes electrolíticos, 8 diodos de cierta potencia y conexión en estrella en la bornera de la izquierda.
La séptima: una de las placas de mi Audison AC300 modificadas

 

[diegomj1973]

Estuve analizando la relación entre amplitud máxima y mínima del voltaje de salida del JLH, considerando el offset promedio que normalmente se puede lograr (en torno a los 3 o 4 mV) y verifico que la misma es de alrededor de 70 dB aproximadamente (para 10 WRMS en 8 ohmios), sin tener en cuenta en principio los ruidos propios. He escuchado que en algunos casos obtienen offset de no menos de 50 mV con lo que la relación cae aproximadamente a 48 dB. Esto, evidentemente y entre otras cosas, reduciría el rango dinámico de respuesta. De ser así, ¿cómo se les ocurre mejorarlo, es decir, aumentarlo hasta los 95 o 100 dB manteniendo similar potencia máxima de salida y sin usar servos?.

Agradezco algun aporte.

PD: estoy notando una muy escasa participación del foro en las propuestas e intercambios de opinión. Desde mi humilde posición trato de dar un granito de arena en este tema.

 

[Dr. Zoidberg]

De ser así, ¿cómo se les ocurre mejorarlo, es decir, aumentarlo hasta los 95 o 100 dB manteniendo similar potencia máxima de salida y sin usar servos?.

100dB de rango dinámico con 10W de salida son 10 nanowatts , completamente por debajo del umbral de ruido de los dispositivos electrónicos con los que has armado el amplificador...entonces, para que querés tanto rango dinámico si casi ningún medio digital puede dártelo en forma efectiva?

Tratá de quedarte con 60 o 70-dB, o aumentá la potencia de salida...que en clase A va a ser complicado...

 

[diegomj1973]

Entiendo tu postura, probablemente en un entorno normal de audición como en mi casa (sin tratamientos acústicos adecuados) no podamos discernir fácilmente más allá de los 70 - 75 dB, pero, entonces porqué suelo ver especificaciones en muchos amplificadores de rangos que llegan a los 95 dB e incluso he visto unos pocos también que superan bastante el rango de los 100 dB. Por mencionarte un ejemplo: la placa Soundblaster Audigy tiene un SNR de 100dB (siendo que es una placa digamos un tanto mediocre). Para qué lo especifican si no lo vamos a aprovechar del todo, entonces?

Mi planteo apunta a tender a implementar mejoramientos, de ser posible, al diseño del JLH, sin escaparse mucho de la simpleza del diseño original (respetando la concepción inicial de Hood).

Por eso es mi interés y creo el de muchos, de intercambiar experiencias como sucede en muchos foros internacionales sobre el mejoramiento del JLH. Es uno de los amplificadores más tratados en foros y en el que se ha experimentado muchísimo: distintos tipos de diodos rectificadores, distintas configuraciones de filtro de fuente (RC, LC, pi, multiplicadores), reguladores de tensión integrados ó no, bootstrap ó ccs en splitter ó ccs en entrada y splitter, distintos transistores bjt-mosfet, entrada diferencial ó no, con capacitor de acople de salida ó sin el, etc. Es un diseño atractivo por su simpleza y que perduró nada menos que 41 años en esta electrónica muy cambiante donde todo ahora es montaje superficial y altamente integrado!!!.

Igualmente, gracias por tu aporte