Amplificador Mini-Strong 100W/8Ω ± 42Vcc

[diegomj1973]

¿Tienen idea de donde puede estar el problema?
Gracias

Hola rulfo. Tu problema está específicamente en la fuente de corriente del diferencial de entrada. Simplemente, está conformada por un BC546, que es NPN, cuando tiene que ser un BC556 PNP (de igual polaridad que los del par diferencial). El emisor del PNP que coloques debe ir hacia el rail positivo, mientras que el colector debe ir hacia los emisores unidos del diferencial. Un error que nadie percató!!!.

Por otro lado, puenteá la resistencia de 20K a los emisores del diferencial (supongo debería ser 22K en la práctica), ya que no garantiza corriente de polarización del diferencial. Otra resistencia que sugeriría puentear es la de 1K que va a la base del transistor de la fuente de corriente constante del diferencial (está medio al vicio). Posiblemente, la resistencia de 100 ohmios la debas luego subir a 330 ohmios.



Las resistencias de realimentación no influyen en nada del problema que estás teniendo. No es necesario cambiarlas, como tampoco el capacitor de realimentación en derivación de 220 uF.

Una vez que ese amplificador funcione, sugeriría revisar luego la polarización de bías, ya que como está el circuito originalmente mal (debería operar con fuerte distorsión de cruce por cero). O se le agrega un diodo más o se reemplazan por un multiplicador adecuado.

Es un esquema muy básico. No esperes milagros. Puede resultar algo leeeeeeeeentoooooooooo o limitado en alta frecuencia.

Para mejorar un poco la respuesta en baja, sugeriría luego subir a 2,2 uF el capacitor de entrada y a 100 uF el capacitor de bootstrap.

 

[rulfo]

Hola rulfo. Tu problema está específicamente en la fuente de corriente del diferencial de entrada. Simplemente, está conformada por un BC546, que es NPN, cuando tiene que ser un BC556 PNP (de igual polaridad que los del par diferencial). El emisor del PNP que coloques debe ir hacia el rail positivo, mientras que el colector debe ir hacia los emisores unidos del diferencial. Un error que nadie percató!!!.

Por otro lado, puenteá la resistencia de 20K a los emisores del diferencial (supongo debería ser 22K en la práctica), ya que no garantiza corriente de polarización del diferencial. Otra resistencia que sugeriría puentear es la de 1K que va a la base del transistor de la fuente de corriente constante del diferencial (está medio al vicio). Posiblemente, la resistencia de 100 ohmios la debas luego subir a 330 ohmios.

Ver el archivo adjunto 193623

Las resistencias de realimentación no influyen en nada del problema que estás teniendo. No es necesario cambiarlas, como tampoco el capacitor de realimentación en derivación de 220 uF.

Una vez que ese amplificador funcione, sugeriría revisar luego la polarización de bías, ya que como está el circuito originalmente mal (debería operar con fuerte distorsión de cruce por cero). O se le agrega un diodo más o se reemplazan por un multiplicador adecuado.

Es un esquema muy básico. No esperes milagros. Puede resultar algo leeeeeeeeentoooooooooo o limitado en alta frecuencia.

Para mejorar un poco la respuesta en baja, sugeriría luego subir a 2,2 uF el capacitor de entrada y a 100 uF el capacitor de bootstrap.

Cambie bc 546 por 556, resistencia de 1k y de 20k puenteadas, ¿¿y creen que paso???


¡¡Ya está funcionando!!, lo único la salida de tension hacia el altavoz esta sobre unos 800mV, me imagino que por eso me sugeriste el cambio de la r de 100ohm por 330 ohm, a ello voy...
El bias se mantiene tal cual lo deje anteriormente , en 5mv..

 

[sebsjata]

Un error que nadie percató!!!.

Un error que percate una página atrás pero al parecer nadie la leyó.

No tiene nada que ver con el problema pero es una mejora bastante importante, el transistor de la fuente para el par diferencial, el bc546, lo cambias por un bc556 con el colector hacia los emisores del par diferencial, quitas la resistencia de 20k y la puentes, la resistencia de 100 Ohm la cambias por una de 220 Ohm, y así te queda una fuente de corriente constante a 1.8 mA. por qué lo que tienes ahí no es nada, ese transistor no está haciendo nada, lo que está limitando la corriente es la resistencia de 20k eso no es una fuente de corriente constante la corriente va a depender de la tensión y eso no es bueno.

Y sobre las resistencias de realimentación, personalmente me animo traído problemas utilizar resistencias de alto valor, crean inestabilidad y tienen ruido térmico que empeoran la calidad del sonido en general, aparte como dije, tener una ganancia en DC tan alta es perjudicial en algunos diseños, si tienes offset a la salida, ese offset se va a realimentar y a la final tendrás tensión positiva o negativa a la salida, yo haría el cambia de las resistencias de realimentación y el capacitor.

 

[rulfo]

La he cambiado y ahora se mantiene sobre los 100mv...
Sebsjata y Dosmetros muchas gracias, Diego ¡¡espetacular!!

Un error que percate una página atrás pero al parecer nadie la leyó.

Y sobre las resistencias de realimentación, personalmente me animo traído problemas utilizar resistencias de alto valor, crean inestabilidad y tienen ruido térmico que empeoran la calidad del sonido en general, aparte como dije, tener una ganancia en DC tan alta es perjudicial en algunos diseños, si tienes offset a la salida, ese offset se va a realimentar y a la final tendrás tensión positiva o negativa a la salida, yo haría el cambia de las resistencias de realimentación y el capacitor.

Sebsjata, disculpa no me di cuenta, como ya he comentado bajo la tensión offset a unos 100mv...

Yo revisaría el par diferencial.
La falla ocurre con el mínimo de señal de audio o solo con gran señal?, tanto el bc546 como los bd139-140, solo soportan hasta 80V y tu lo estas alimentando con 84.8V

También cambié la tension de alimentación por unos 32v dc...

 

[DOSMETROS]

Probá una resistencia deeee 47 Ohms en serie con el emisor de uno del par diferencial y volvé a medir el offset.

 

[rulfo]

¿Y si subo un poco más el valor de la resistencia del emisor del nuevo bc 556 de la fuente de corriente, la que he subido de 100 a 330r?

 

[diegomj1973]

Cambie bc 546 por 556, resistencia de 1k y de 20k puenteadas, ¿¿y creen que paso???


¡¡Ya está funcionando!!, lo único la salida de tension hacia el altavoz esta sobre unos 800mV, me imagino que por eso me sugeriste el cambio de la r de 100ohm por 330 ohm, a ello voy...
El bias se mantiene tal cual lo deje anteriormente , en 5mv..

Subir la resistencia de 100 ohmios a 330 ohmios hace que la corriente del par diferencial sea cerca de los 2 mA, que es lo que necesita para que se polarice adecuadamente la juntura base emisor del VAS.

 

[rulfo]

¿Me imagino que lo comentas es para intentar emparejar lo mejor posible el par diferencial??

 

[DOSMETROS]

¿Me imagino que lo comentas es para intentar emparejar lo mejor posible el par diferencial??

Exacto , ahí te fijás si mejora o empeora , si queda en ese transistor o en el otro. Ese valor , mayor o menor . . . a jugar


P.D.: la primera acción sería intercambiar entre ellos los del par diferencial

 

[diegomj1973]

Cambie bc 546 por 556, resistencia de 1k y de 20k puenteadas, ¿¿y creen que paso???


¡¡Ya está funcionando!!, lo único la salida de tension hacia el altavoz esta sobre unos 800mV, me imagino que por eso me sugeriste el cambio de la r de 100ohm por 330 ohm, a ello voy...
El bias se mantiene tal cual lo deje anteriormente , en 5mv..

Solo como anécdota y también para guardarlo en la biblia del audio:



Yo lo he hecho también!!!

Ahora, rulfo, a poner pachangas y a bailar!!!

 

[rulfo]

Exacto , ahí te fijás si mejora o empeora , si queda en ese transistor o en el otro. Ese valor , mayor o menor . . . a jugar


P.D.: la primera acción sería intercambiar entre ellos los del par diferencial

Ya los cambié, conseguí que bajará unos 10mv, ya que se encotraba totalmente emparejados con una ganancia de 340, bueno ya está bien por hoy..
Ahora toca unas cervezas, a vuestra salud..
Gracias!!!

Las fotos del Mini-strong , éste lo hice hace un par de años y anda como el primer día.

¿Cómo lo hiciste andar??
¿Tal cual está el esquema?

 

[diegomj1973]

En un intento de complementar y dejar debidamente documentado el Mini Strong de 100 W a 8 ohmios, subo una versión corregida, con algunos datos de interés.

El slew rate resulta cercano a los 5 V / useg. El ancho de banda a - 3 dB estaría entre 1,38 Hz y 435 KHz. El PSRR está en 37,5 dB a 100 Hz. Todos estos parámetros fueron para un bías de 50 mA (el cual podría ser ajustado a cualquier valor entre 10 mA mínimo y 100 mA máximo). La THD a 1 KHz es de 0,037 % a plena potencia sobre 8 ohmios, con entrada de 0,735 V RMS.











Por último, en el archivo .zip encontrarán el fichero .ms14 para jugar en Multisim 14

 

[sebsjata]

@diegomj1973 Se puede saber, si eres tan amable, como haces esa tabla de THD vs frecuencia?
Lo que no me gusta de este amplificador, y de la gran mayoría de amplificadores sencillos, es la altísima THD a los 20kHz, veo que este llega a 1.7% en 20kHz, y no digan que no se escucha, porque si se nota y mucho.

 

[diegomj1973]

@diegomj1973 Se puede saber, si eres tan amable, como haces esa tabla de THD vs frecuencia?
Lo que no me gusta de este amplificador, y de la gran mayoría de amplificadores sencillos, es la altísima THD a los 20kHz, veo que este llega a 1.7% en 20kHz, y no digan que no se escucha, porque si se nota y mucho.

Sí, como no. La tabla la hago en Excel. Parto de 16 Hz (más o menos el umbral mínimo de escucha) y voy simulando punto a punto la THD, cada una octava (16, 32, 64, ....., 16384 Hz, que está cerca de la frecuencia más alta audible). Normalmente, trato de acotar por debajo del 1 % para la THD y especificar la potencia y carga.

En relación a la respuesta en alta de este amplificador, creo mayormente se debe a cómo están ensamblados los BD con los MJL en la salida. No es muy bienvenido que entre base y emisor de los MJL no haya dispuesta una resistencia como para ayudar. No he querido modificar mucho el esquema de base, ya que también se podría mejorar el slew rate alterando la etapa de entrada y toqueteando el capacitor Miller.

De todos modos, hay una cadencia natural en la amplitud de los agudos en relación a los graves, lo que ayudaría estar un poco por debajo de la curva mostrada, la que supone igual amplitud de señales en todo el espectro. La simulación muestra una cadencia en los componentes espectrales, cuando se reproducen los agudos, lo que no sería malo si el H3, H5 y H7 no se despegan tanto del piso (esos Hs son los más detectables, aún en bajísimo contenido).

No estaría mal en el rango de las voces (entre los 200 Hz y los 6 KHz se mantiene contenido por debajo de 0,04 % de THD a plena potencia). Yo creo que este diseño está más apto hasta los 6 KHz y no más, para sacarle todo su jugo. Para agudos, prevería otro más específico, a no ser que lo uses a menos de 1 W como mucho para que se luzca en todo su espectro (lo cual sería un despropósito).

 

[sebsjata]

La tabla la hago en Excel.

Me lo imaginaba, pensé que había alguna función que desconocía del multisim que hacia la tabla para los flojos como yo.

El esquema es muy básico, pero por eso no quiere decir que sea malo, con los mismos numero de componentes pero bien diseñado, el amplificador cambia y mucho, pero este no es el tema para hacer eso porque dejaría de llamarse mini strong

 

[diegomj1973]

Me lo imaginaba, pensé que había alguna función que desconocía del multisim que hacia la tabla para los flojos como yo.

El esquema es muy básico, pero por eso no quiere decir que sea malo, con los mismos numero de componentes pero bien diseñado, el amplificador cambia y mucho, pero este no es el tema para hacer eso porque dejaría de llamarse mini strong

Debe haber una macro que lo haga, aunque yo lo hice siempre así y me sirve.

Otorgándole el lugar que corresponde, creo es un amplificador aceptablemente bueno. Hay que acompañarlo con una fuente adecuadamente filtrada, ya que el PSRR no es alto. Cuando pueda, voy a tantear qué es lo que necesitaría de filtrado como para calificar. Para agudos, definitivamente no. Para voces o una viola, es aceptablemente bueno y barato de implementar.

El famoso AKSA 55 de Hugh Dean no tiene mucha más magia que este y sin embargo...



Hugh trabaja astutamente sobre la realimentación, para domar la cadencia de los componentes espectrales y su impacto en la percepción de escucha.

 

[rulfo]

Como ya comenté, ya esta funcionando, con todos los cambios sugeridos, pero alimentado con una tensión de +-32dc, ya que tenemos el transistor de VAS (bc556 que soporta 65v) y los driver bd139 y BD140 que soportan 80v, para alimentarlo con los +-42dc que dice el esquema original. ¿Podríamos hacer los siguiente cambios?

Los bd por los tip 41 y 42(100v)
Bc546 por el bc639

Gracias

 

[DOSMETROS]

Los bd por los tip 41 y 42(100v)

Si , pero esos transistores van invertidos al tener las patas al revés.

 

[diegomj1973]

Si no hice mal los cálculos, este amplificador requeriría una capacidad de filtrado principal en la fuente (bajo esquema más simple) de 8.309 uF por rail, para una SNR de 60,21 dB a 100 Hz (a plena potencia sobre 8 ohmios). De ese valor de referencia de 8.309 uF podría escalarse a cualquier otro valor de SNR que se necesite. Ejemplo: si es necesario una SNR de 54,19 dB a 100 Hz (6 dB menos que la referencia), se divide por 2 ese valor de capacidad, por lo que se requerirían 4.155 uF. Si es necesario una SNR de 66,23 dB a 100 Hz (6 dB más que la referencia), se multiplica por 2 ese valor de capacidad, por lo que se requerirían 16.618 uF.

Como ven, el amplificador es exigente para el filtrado de fuente, ya que su PSRR es algo limitado.

Por otro lado, si se reduce a 56 K la resistencia de realimentación originalmente de 100 K, la THD en 16 KHz a casi 1 W sobre 8 ohmios se reduce prácticamente a la mitad que en el esquema original (baja a 0,074 %), con lo que comenzaría a entrar en zonas más aceptables. La sensibilidad de entrada queda en 1,287 V RMS.

 

[Dr. Zoidberg]

Si , pero esos transistores van invertidos al tener las patas al revés.

Es mejor poner los MJE340/350 que creo que tienen las patas en el mismo lugar y soportan 300V.