Amplificador HighEnd Clase D de 25W a 1250Wrms sólo con 2 MosFets N

[shevchenko]

Y hay que probar... ami me funcionó usando el punto GND de entrada de audio...
Me gustaría ver el pcb de la rectificación y filtrado... y el trafo... tal vez es un mal diseño de la fuente... cosa que me ha pasado... en ese caso el punto estrella de la fuente debería tener un punto GND para el pre, chasis, potes....

 

[ejtagle]

La pregunta es si estos problemas pueden apalearse o eliminarse alimentando la parte de señal con una fuente independiente de la de potencia y uniendo sus masas solo en un punto estratégico?

En realidad, no es tanto un problema de inestabilidad de la tensión de alimentación de señal, sino un problema de impedancia de las uniones de masa. Cuando se trata de circuitos de potencia, y mucho peor aún si se trata de circuitos que conmutan alta frecuencia, el punto de masa que se use, las corrientes que circulan por la masa, pueden generar realimentaciones no deseadas, inyectando ruido, y generando distorsión, y en el peor de los casos, haciendo que el amplificador sea inestable.

Es MUY IMPORTANTE imaginarse que CADA CABLE, CADA PISTA es UNA RESISTENCIA (de muy bajo valor, pero aún 0.1 ohms con una corriente de 10A genera una caida de 1V!!

 

[fibrolco]

Desgraciadamente, veo algunos problemas de layout en la placa, por lo que creo que te será bastante complicado suprimir completamente el ruido. La toma de MASA en algunos componentes no es arbitraria en el diseño original. De hecho, si ven la placa original, verán que hay algunos componentes que tienen una pista EXCLUSIVA de masa para ellos solitos, y esa pista de masa va tomada del punto exacto donde se conecta la entrada de MASA de la fuente de alimentacion.
R7, R14, C10 y la masa de audio IN, si se quiere que el amplificador sea "silencioso", deben tener su propia pista de masa independiente, y esa pista no puede ser usada para otra cosa. La pista en cuestión debe ir directamente tomada del terminal de MASA del parlante, y a su vez, dicho terminal de MASA debe ir tomado con la pista más corta y más gruesa posible de la entrada de masa de la fuente de alimentación.
La razón es muy sencilla, y me remito a la placa de fibroico: La entrada de MASA de potencia son esos 2 conectores para espada en el PCB, al medio (vertical) a la derecha (horizontal).
A su vez, los 2 capacitores electrolíticos de abajo a la derecha son los capacitores de filtro de la tensión de alimentación. Toda caída de tensión en el bus de alimentación, los capacitores la inducen en forma directa en la gruesa pista de abajo de MASA. Y la pueden inducir porque de hecho, esa pista de masa tiene una reducción sensible de su grosor justo a la derecha del conector de VS-: Esa reducción es una resistencia, y posiblemente sea fácil medir 100mV de caída cuando hay picos de consumo ahí.
A su vez, esa pista de masa es la masa que se conecta a la entrada de AUDIO!!! ... Todo ruido en la masa, el amplificador lo amplifica. En consecuencia, genera ruido y distorsión. 100mV, multiplicados por la ganancia del amplificador (x20), da 2 volts de ruido a la salida.
Esa es la razón exacta por la que yo tengo una pista dedicada de masa (abajo, en el borde) en mi diseño de placa. Con una pista dedicada, todos los problemas de caída de tensión dejan de influir en la señal...

Excelente ejtagle. muchas gracias por su rta.
Le comento ahora mi plan de lucha para intentar resolver sobre mi placa prototipo (en la proxima ya lo arreglare).
Mi propuesta seria, si ud comparte, (miremos mi diseño hacia la izquierda) cortar la MASA justo por encima donde esta el positivo de C19 (47uF) y cortar la MASA de AUDIO IN, es decir separarla de esa MASA que lleva otras cosas, juntarlas con un cable o (alambre magneto unipolar y aislado en vaina) punto a punto y llevarlas pegadas al pcb (para que quede ordenado y lo mas prolijo posible) directo hasta el punto donde toma ud la masa, es decir SPEAKER OUT (-) y probar. Sino cortar tambien la MASA de SPEAKER OUT (-) y llevar todo el conjunto hasta GND directo de la fuente y probar.
Observacion: el capacitor C4 de salida (post bobina) descarga sobre GND casi o muy proximo a GND de fuente, es decir, alli no hay bajas señales que puedan tomar ruido de la bobina, creo. Luego, la parte central a la derecha es una salida de tension partida 12+12 para un pre externo, un filtro activo para usar como sublow el AMP o como Caja Activa tambien, en cuyo caso creo conviene amplificar la parte medios-agudos con un TDA7294 por ejemplo, un Amp tipo AB que son mejores para esto (es como se usa siempre, biamplificado).
El resto del diseño es muy parecido al original, es decir donde estan ubicadas las cosas, solo que la MASA termine juntando todo cuando seguro convenia usar Star Ground (Masa Estrella) y luego ir todas a la de la fuente, como se hace en amplificadores valvulares.
Adjunto Propuesta esquematica modificada en pdf y un audio dentro de la carpeta del link para que escuchen el ruido ese que metia, siempre poniendo al maximo el volumen de entrada del iPod (mouteado) y por unos segundos hasta que deja de amplificar (antes que se ponga en modo mute el amp).

LINK VIDEO y fotos: https://www.dropbox.com/sh/7dc12sjmizloth4/AACGMoUGHydjKGDha5ByRhnqa?dl=0

me avisan si algo no anda (ademas de mi ampli jejej).

muchas gracias a todos

 

[ejtagle]

Excelente ejtagle. muchas gracias por su rta.
Le comento ahora mi plan de lucha para intentar resolver sobre mi placa prototipo (en la proxima ya lo arreglare).
Mi propuesta seria, si ud comparte, (miremos mi diseño hacia la izquierda) cortar la MASA justo por encima donde esta el positivo de C19 (47uF) y cortar la MASA de AUDIO IN, es decir separarla de esa MASA que lleva otras cosas, juntarlas con un cable o (alambre magneto unipolar y aislado en vaina) punto a punto y llevarlas pegadas al pcb (para que quede ordenado y lo mas prolijo posible) directo hasta el punto donde toma ud la masa, es decir SPEAKER OUT (-) y probar. Sino cortar tambien la MASA de SPEAKER OUT (-) y llevar todo el conjunto hasta GND directo de la fuente y probar.
Observacion: el capacitor C4 de salida (post bobina) descarga sobre GND casi o muy proximo a GND de fuente, es decir, alli no hay bajas señales que puedan tomar ruido de la bobina, creo. Luego, la parte central a la derecha es una salida de tension partida 12+12 para un pre externo, un filtro activo para usar como sublow el AMP o como Caja Activa tambien, en cuyo caso creo conviene amplificar la parte medios-agudos con un TDA7294 por ejemplo, un Amp tipo AB que son mejores para esto (es como se usa siempre, biamplificado).
El resto del diseño es muy parecido al original, es decir donde estan ubicadas las cosas, solo que la MASA termine juntando todo cuando seguro convenia usar Star Ground (Masa Estrella) y luego ir todas a la de la fuente, como se hace en amplificadores valvulares.
Adjunto Propuesta esquematica modificada en pdf y un audio dentro de la carpeta del link para que escuchen el ruido ese que metia, siempre poniendo al maximo el volumen de entrada del iPod (mouteado) y por unos segundos hasta que deja de amplificar (antes que se ponga en modo mute el amp).

LINK VIDEO y fotos: https://www.dropbox.com/sh/7dc12sjmizloth4/AACGMoUGHydjKGDha5ByRhnqa?dl=0

me avisan si algo no anda (ademas de mi ampli jejej).

muchas gracias a todos

Lleva cables separados, así haces masa en estrella. Es decir, un cable desde el terminal negativo del parlante hasta la entrada de masa, y otro cable independiente desde la masa de señal a la entrada de masa

 

[fibrolco]

Lleva cables separados, así haces masa en estrella. Es decir, un cable desde el terminal negativo del parlante hasta la entrada de masa, y otro cable independiente desde la masa de señal a la entrada de masa

Volvi a probar hoy despues de la modificacion tal cual quedamos hacer, y sigue igual. Cuando subo al maximo el pote de entrada del UCD (habiendo arrancado ya y el iPod en MUTE) sigue haciendo el mismo HISS. Ya no puede ser un problema de masa de la baja señal de entrada ya que esta totalmente aislada hasta la toma en estrella de GND de fuente.
Que otra cosa podria probar?
NOTA: la resistencia que parece faltar alli es R7 pero esta x debajo del pcb ya que habia puesto una provisoria aun, que para no cortarle las patas la deje larga y metia algo de ruido x alli, por eso puse una cortita directamente abajo.

En el mismo link y carpeta se encuentran 2 imagenes mas y un video con el mismo hiss.

https://www.dropbox.com/sh/7dc12sjmizloth4/AACGMoUGHydjKGDha5ByRhnqa?dl=0

muchas gracias

 

[CHUWAKA]

Un capasitor malo revisa sobre todo los que esten mas cerca dela entrada

 

[sebsjata]

Volvi a probar hoy despues de la modificacion tal cual quedamos hacer, y sigue igual. Cuando subo al maximo el pote de entrada del UCD (habiendo arrancado ya y el iPod en MUTE) sigue haciendo el mismo HISS. Ya no puede ser un problema de masa de la baja señal de entrada ya que esta totalmente aislada hasta la toma en estrella de GND de fuente.
Que otra cosa podria probar?
NOTA: la resistencia que parece faltar alli es R7 pero esta x debajo del pcb ya que habia puesto una provisoria aun, que para no cortarle las patas la deje larga y metia algo de ruido x alli, por eso puse una cortita directamente abajo.

En el mismo link y carpeta se encuentran 2 imagenes mas y un video con el mismo hiss.

https://www.dropbox.com/sh/7dc12sjmizloth4/AACGMoUGHydjKGDha5ByRhnqa?dl=0

muchas gracias

Sin cable de señal mete ruido también? Me refiero a que des soldes el cable de señal de la PCB y le des un toque para que arranque, si sigue estando el ruido hiss el problema viene del diseño, porque a mí solo se metía por el cable de señal, lo quitaba y se quitaba el hiss, ya hiciste la prueba con señal balanceada? Vuelvo y te repito yo solo lo solucione fué con señal balanceada, también colocando un cap de 100n o 100p ( no recuerdo) paralelo en la entrada pero se atenúa demasiado las freq altas

 

[fibrolco]

Sin cable de señal mete ruido también? Me refiero a que des soldes el cable de señal de la PCB y le des un toque para que arranque, si sigue estando el ruido hiss el problema viene del diseño, porque a mí solo se metía por el cable de señal, lo quitaba y se quitaba el hiss, ya hiciste la prueba con señal balanceada? Vuelvo y te repito yo solo lo solucione fué con señal balanceada, también colocando un cap de 100n o 100p ( no recuerdo) paralelo en la entrada pero se atenúa demasiado las freq altas

Si, claro, sin el cable de señal la entrada queda como "antena" al aire asi que meteria ruido igual. De todos modos esto se nota cuando le conectas una fuente sonora en la entrada, solo en ese caso que podes poner la salida (del iPod en mi caso) al mango o a todo volumen (en pausa) y el pote de entrada que agregue o un cable directo al UCD, ahi es cuando el novel es alto o la relacion HISS-Sonido es muy estrecha, porque cuando al toque mandas el play seguis escuchando muy de fondo el hiss (mi oido es muy perceptible por suerte, ademas en el video se nota lo que digo) y esto no deberia ser asi, creo yo. No me vana decir que el ipod mete ese ruido porque si hay algo que suena nitido, mas que un pasacassette o magazine antes o telefono smart ahora, es un aparato de la marca de la manzana. Con auriculares Hi-Fi que tengo ademas se escucha barbaro.
Vuelvo al ejemplo que con el TDA7294 con el volumen al mango pero en pausa, no se esucha casi casi nada de ruido ni zumbido (y el ejemplo es porque pienso usarlo para la parte de medios-agudos si armo bafle activo).
No probe aun con una señal balanceada, de todos modos cualquiera de estas fuente sonoras son desbalanceadas y tirarian el balanceo al corno, no se si metera bolonqui cuando eso suceda.
Respecto al diseño, si lo miran, ahora con la correccion, no le veo tanta diferencia al original; incluso la disposicion y lugar donde esta cada componente. La bobina detras de los mosfet y fuente alli...la verdad...no se. Empiezo a sospechar que haya algun componente jodido que me mete quilombo, no se... Son todos comprados nuevos.
Despues el ampli responde bien, buen volumen (por ahora con un trafo de 24+24@6A y parlantes de 4 y 8). gracias

Un capasitor malo revisa sobre todo los que esten mas cerca dela entrada

Si, eso contestaba recien, que quiza pueda ser algo malo o fuera de valor....una macana porque es todo nuevo...no he tenido mayores problemas con otros proyectos y estos componentes (donde los compro, claro). gracias

 

[Fry]

Aunque ya lo mencionaste no lo des por sentado, proba con otra fuente de audio.

 

[shevchenko]

El disipador de los mosfets quedan conectados a GND (masa) atravez del tip, o le pusiste mica aslante y separador al tornillo?
Probá con otro valor de capacitor (el que va en la salida cerca del inductor) varía una vueltas al inductor 2 más, 2 menos... si es que está fácil desarmarlo...
Pone una lenteja conectada en los terminales "in" una 104 103 lo que tengas a mano...
Si podes pone el circuito en un gabinete tipo los de fuentes de pc,
Ubica los componentes rectos o a 90°
Blinda el cable de entrada y "aterrizalo"
Que mosfets estas usando?
Tenes otros para hacer prueba? (Cambialos por unos minutos)
Contamos!


Saludos!

 

[fibrolco]

El disipador de los mosfets quedan conectados a GND (masa) atravez del tip, o le pusiste mica aslante y separador al tornillo?
Probá con otro valor de capacitor (el que va en la salida cerca del inductor) varía una vueltas al inductor 2 más, 2 menos... si es que está fácil desarmarlo...
Pone una lenteja conectada en los terminales "in" una 104 103 lo que tengas a mano...
Si podes pone el circuito en un gabinete tipo los de fuentes de pc,
Ubica los componentes rectos o a 90°
Blinda el cable de entrada y "aterrizalo"
Que mosfets estas usando?
Tenes otros para hacer prueba? (Cambialos por unos minutos)
Contamos!


Saludos!

Los mosfet son IRFP250 y estan aislados con mica de buena calidad y con grasa siliconada, tienen tornillos que tocan GND pero nunca la carcaza o disipador propio del mosfet porque de fabrica vienen con plastico como para que nunca toque, de todos modos estan probados con tester y NO hay continuidad. El tip SI esta a GND sin mica y grasa siliconada + tornillo.
EL cable es mallado ya y esta a GND (son 2 cables nomas). Los componentes estan como se ven en la foto, salvo las resistencias del divisor de tension de 3v que estan asi porque en cuanto cambie la fuente las tengo que cambiar por otras por la potencia y valor nuevos.
El inductor es de 22uF ya que lo habia hecho para otro proyecto clase d. El capacitor es de 1,5uF y es poliester. Podria probar con uno mas chico de 680nF como suele hacerse con ese valor de bobina de 22uF.
en estos dias volvere a probar algo mas y comento.
gracias

 

[boris guillen]

Buenas tardes compañeros una pequeña duda no encuentro el uf4004 ...me sirve el mur1520 ya que tengo ala mano algunos de estos .. tiene 35ns .... muchas gracias ..

 

[ejtagle]

Buenas tardes compañeros una pequeña duda no encuentro el uf4004 ...me sirve el mur1520 ya que tengo ala mano algunos de estos .. tiene 35ns .... muchas gracias ..

Exageradamente grande , pero sirve..

Los mosfet son IRFP250 y estan aislados con mica de buena calidad y con grasa siliconada, tienen tornillos que tocan GND pero nunca la carcaza o disipador propio del mosfet porque de fabrica vienen con plastico como para que nunca toque, de todos modos estan probados con tester y NO hay continuidad. El tip SI esta a GND sin mica y grasa siliconada + tornillo.
EL cable es mallado ya y esta a GND (son 2 cables nomas). Los componentes estan como se ven en la foto, salvo las resistencias del divisor de tension de 3v que estan asi porque en cuanto cambie la fuente las tengo que cambiar por otras por la potencia y valor nuevos.
El inductor es de 22uF ya que lo habia hecho para otro proyecto clase d. El capacitor es de 1,5uF y es poliester. Podria probar con uno mas chico de 680nF como suele hacerse con ese valor de bobina de 22uF.
en estos dias volvere a probar algo mas y comento.
gracias

Probá cortocircuitar la entrada de audio a la masa de señal: Si no se oye nada, entonces es la fuente de audio, que tiene una impedancia de salida muy alta. No es la 1era vez que veo algo así... Lo más probable es que agregando un pequeño preamplificador (puede ser el conversor para entrada balanceada) el problema se te solucione

 

[crazysound]

Hola fibrolco, dónde conseguiste esos núcleos rojos ? A mí el circuito me andubo bien con bobina de aire de 40uHy

Saludos...

 

[fibrolco]

Exageradamente grande , pero sirve..





Probá cortocircuitar la entrada de audio a la masa de señal: Si no se oye nada, entonces es la fuente de audio, que tiene una impedancia de salida muy alta. No es la 1era vez que veo algo así... Lo más probable es que agregando un pequeño preamplificador (puede ser el conversor para entrada balanceada) el problema se te solucione

Muy bien sr ejtagle, voy a probar agregarle alguno de los tantos preamp que tengo vistos o descargados con algun buffer a ver si es ese el problema de impedancias, ya que puse AUDIO IN a masa y el ruido desaparece. Voy a comentar apenas tenga novedades al respecto.

Respecto a la fuente y tensiones, el calculo lo pude hacer bien, lo entendi correctamente ya que es:

Prms = (1/2 Vdc^2) / 2*R > entonces: Irms = sqrt (Prms / R) <sqrt es raiz cuadrada>
> finalmente: Ipeak = Irms * 1.4142 <1.4142 es raiz de 2>

donde, R es la impedancia del parlante y 1/2 Vdc es la mitad de la tension total en continua.

El trafo debe entregar si o si picos de corriente de Ipeak? eso se refiere a que el nucleo sea capaz de entregarlo sin saturarse antes?

muchisimas gracias

Hola fibrolco, dónde conseguiste esos núcleos rojos ? A mí el circuito me andubo bien con bobina de aire de 40uHy

Saludos...

hola crazysound, mira los compre creo, si mal no recuerdo, por eBay. Por ejemplo algo asi:
http://www.ebay.com/itm/181352648127?_trksid=p2055119.m1438.l2649&ssPageName=STRK:MEBIDX:IT
lo que es importante es el tamaño y modelo con el cual pedirlo debido a las caracteristicas y tamaño del nucleo en si, en este caso lo que se usa normalmente es el tipo T106-2 que es rojo o rojo-negro (existe una tabla de valores segun el color que te permite saber tambien segun cuantas vueltas des, que valor de inductancia vas a tener). Pero el calculo es sencillo y hay paginas que te ayudan, el temas seria que primero busques a ver como los podes comprar afuera (Amazon tambien vende). Suerte !!

 

[papu]

Hola fibrolco, probaste con una bobina de aire de un mayor valor?

 

[fibrolco]

Hola fibrolco, probaste con una bobina de aire de un mayor valor?

hola papu, no no probe aun. deje esa bobina porque era la que tenia hecha para otro proyecto y "creo" deberia andar bien, aunque suele usarse 680nF o 470nF con ésta de 22uH, pero se pùede verificar haciendo el calculo de filtro LC para ver que corte frecuencias muy altas o fuera del rango. El problema aca viene x el pre o la entrada. Hasta que no me siente a hacer pruebas de las que todos aca mas o menos propusieron y comience a descartar, no lo sabre. A menos que todos los que dijeron que anda bien, probaron solo con BOBINAS DE AIRE. Entonces ahi, tendre que pensarlo bien, de todos modos no me cuesta mucho hacerlo, es otra prueba mas.
Muchas gracias

 

[fibrolco]

Hola fibrolco, probaste con una bobina de aire de un mayor valor?

Bueno papu, finalmente probe hoy con una bobina de aire de 60uH y un capacitor de 1uF, pero no mejoro, se calienta un poco mas que la de toroide rojo y ademas parece incluso meter mas ruido.
En el video 4, 5 y 6 sigo con las pruebas y van a escuchar el ruido que hace que pareciera ser RF o algo asi. En el video 4 esta puesto con un High Pass, un filtro activo Linkwitz-Riley y en el 5 y 6 lo mismo pero Low Pass y aun se escucha un poco, menos pero se escucha (aclaro que lo que me proponia ejtagle respecto a usar algo que adapte impedancias, bueno estos circuitos deberian haber servido para eso).
Luego continue con el iPod directo nuevamente pero siempre con el pote en la entrada:
Si quito el iPod y pongo el pote al mango con la entrada al aire, se escucha poco ruido, hasta que se pone en mute solo y casi no se escucha nada. Si pongo el ipod y el pote al mango (exitando el circuito para que arranque) es cuando se empieza a escuchar; en este caso si pongo play se escucha a max volumen pero el ruido hiss se aprecia demasiado sobre el de audio. Si bajo un poco el pote hasta cierto punto, el hiss baja o tiende a escucharse poco, en este punto pongo play y se escucha el audio por encima del hiss, pero con menor volumen, claro.
La impresion que me queda una unica solucion o mas bien definirlo asi por decreto:
Definir el volumen con el pote o un preset previo para no permitir ingresar con mayor volumen del "permitido".
Digo a todo esto, ya que la fuente tampoco es muy grande (24+24@6A) supongo que con mi carga de 8ohm estaria dando unos 76W o al menos si pudiera poner la entrada a maximo, antes que ingrese el hiss.
Puede que este saturando yo la entrada y el LM311 responde con ese ruido de alguna manera?
No tengo forma de medir señales ya que no tengo osciloscopio.
Tengo un trafo que hice esta semana de 60+60@10A pero es mucha potencia para mis parlantes ya que son de 10" 250W RMS.

el link: https://www.dropbox.com/sh/7dc12sjmizloth4/AACGMoUGHydjKGDha5ByRhnqa?dl=0

Si se les ocurre algo mas, comenten porfa.

gracias

 

[shevchenko]

Mmmmm paralelo a la entrada de audio:
una R de 1k
Un cap 103
Un cap 104
En paralelo a la entrada soldadopor abajo...
Y si puedes cambia el LM por otro.. sólo por las dudas... además fíjate conmultimetrl si está alimentado correctamente...
Igual creo que es sólo ruido...


Saludos!

 

[fibrolco]

Mmmmm paralelo a la entrada de audio:
una R de 1k
Un cap 103
Un cap 104
En paralelo a la entrada soldadopor abajo...
Y si puedes cambia el LM por otro.. sólo por las dudas... además fíjate conmultimetrl si está alimentado correctamente...
Igual creo que es sólo ruido...


Saludos!

aah ok. Entonces vos decis que entre la entrada de AUDIO IN y GND conecte una resistencia de 1k // 0.1uF (en paralelo ambos) o 1k // 0.01uF (en paralelo ambos) por debajo claro porque no hay lugar sino. Porque decis esta configuracion? No baja demasiado la impedancia de entrada? mas alla que no se la impedancia de salida del iPod.
El LM puedo verificar tambien de cambiarlo, creo que tengo uno mas. Y la alimentacion si mal no recuerdo ahora (de memoria) eran cerca de +/- 3v, no llegaba a 3.3 como dice, y eso no se porque. Pero si fuera que metiera ruido de por si el circuito, al desconectar y dejar al aire meteria y no pasa eso. Se escucha igual una fritura rara como interferencia de RF propia del circuito pero mas de fondo, no tanto como cuando pongo al mando la entrada aunque este en pausa el iPod. Y el iPod no es porque con auriculares Hi-Fi al mango no se escucha nada y en otros equipos nunca me trajo drama.
Tendria que probar ademas del circuito que probe de filtro Linkwitz-Riley, un pre con un TL071 o algo asi con FET de entrada para descartar si pudiera ser problema de impedancia. Sino lo que dije, dejar limitada la señal o volumen de entrada para que el HISS no le gane al Audio.
aviso cualquier novedad.
muchas gracias