Este amplificador se origina desde el punto de partida donde nos preguntamos qué tan simple un amplificador podría ser y cuáles podrían ser sus parámetros alcanzados con la más simple configuración posible.
En parte, recuerda mucho a uno que diseñé y armé, el CURRENT DRIVE DE DOS TRANSISTORES, pero opera bajo otra modalidad, con lo que el parecido es mayormente en el primer golpe de vista del circuito y la disposición general de componentes.
En buena parte de sus parámetros (aunque técnicamente mejor en éste mismo), se asemeja al original ZEN del maestro Nelson Pass, aunque bastante diferente en aspecto y cantidad de componentes empleados (mayor simplicidad y menor costo).
Como características puedo citar:
1) Una SNR en 1 W sobre 8 ohmios y 1 KHz, como referencia, de 87,71 dB
2) Una I bías de 1,45 A (mínimo sugerible)
3) Una impedancia de salida de 2,23 ohmios a 1 KHz
4) Un damping factor sobre 8 ohmios y 1 KHz de 3,57
5) Una ganancia de voltaje a 1 KHz de 12,88 dB (4,4 veces)
6) Un PSRR a 100 Hz de 41,33 dB
7) Alimentación de 32 Vcc (preferiblemente, estabilizada, aunque no estrictamente necesaria). Es necesario fuentes independientes para sistema estéreo.
8) Se requieren dos ajustes: uno de voltaje de offset de salida y otro de corriente de bías por la etapa de salida
Esquema de amplificador y fuente de alimentación sugerida:
Aclaración: para el primer ajuste y conexión, se sugiere ajustar el trimpot R9 de modo que su cursor quede hacia el lado de R5. Como existe bastante independencia de ajustes entre los dos trimpots, conviene ajustar primero R1 para que entre el terminal positivo de C2 y el negativo de la fuente de alimentación haya un voltaje de cerca de 16 V aprox. (mitad del voltaje de fuente). Luego, se mueve suavemente el cursor de R9 hacia el lado de R3, hasta verificar que por R6 o R4 circulen 1,45 A aprox. (319 mV aprox.). Finalmente, se retoca nuevamente R1 para reajustar el offset, si fuese necesario. Podría ser necesario repetir todo el proceso hasta la estabilización de parámetros en el transcurso de 1 hora aprox. De todos modos, el offset de salida no se altera significativamente con la temperatura, aunque si lo puede hacer con el voltaje de alimentación (no siendo un problema, ya que es capacitivamente acoplado al parlante y las variaciones no resultan tampoco muy significativas).
En la siguiente gráfica pueden ver que alcanza más de 6 W sobre 8 ohmios, con solo un 1 % de distorsión y, bastante menos, con niveles más moderados de escucha:
En la gráfica siguiente, la distorsión a 2 W sobre 8 ohmios (menor que la del ZEN de Nelson Pass, que estaría en el 1 % y con I bías bastante mayores como de 2 a 3 A):
Distorsión a 1 W sobre 8 ohmios:
Bode de magnitud y fase:
PSRR:
Análisis transitorio para una señal cuadrada a su entrada de 16 KHz:
Finalmente, el análisis de Fourier para una señal senoidal de 1 KHz a su entrada y una potencia de salida de referencia de 1 W sobre 8 ohmios:
El carácter es netamente de un single ended.
A continuación, como resultado de las sugerencias del maestro Nelson Pass, simplifico aún más el esquema, manteniendo casi intactos los parámetros de calidad citados:
Aquí los esquemas (se obvia la esquematización de la fuente de alimentación, por simplicidad, sustituyéndola por el símbolo de V1):
Por último; el esquema más simple todavía, para quien no quiera gastar demasiado en componentes y ni tiempo de armado:
Aclaración: de más está decir que en los dos últimos esquemas deberán intercalar una resistencia entre el drain de Q2 y el positivo de alimentación para ajustar la corriente del par. Luego, se puentea la resistencia o se retira.
Adjunto para comparación, el archivo original del ZEN de Pass.
La distorsión del ZEN con la potencia de salida a 1 KHz:
Vean que obtiene solo 3 W, con similar distorsión del NEZ!!!.
El ZEN a 2 W sobre 8 ohmios:
Claramente, mayor distorsión que el NEZ en toda la banda audible!!!.
El ZEN original de Pass:
Disfrútenlo!!!
En parte, recuerda mucho a uno que diseñé y armé, el CURRENT DRIVE DE DOS TRANSISTORES, pero opera bajo otra modalidad, con lo que el parecido es mayormente en el primer golpe de vista del circuito y la disposición general de componentes.
En buena parte de sus parámetros (aunque técnicamente mejor en éste mismo), se asemeja al original ZEN del maestro Nelson Pass, aunque bastante diferente en aspecto y cantidad de componentes empleados (mayor simplicidad y menor costo).
Como características puedo citar:
1) Una SNR en 1 W sobre 8 ohmios y 1 KHz, como referencia, de 87,71 dB
2) Una I bías de 1,45 A (mínimo sugerible)
3) Una impedancia de salida de 2,23 ohmios a 1 KHz
4) Un damping factor sobre 8 ohmios y 1 KHz de 3,57
5) Una ganancia de voltaje a 1 KHz de 12,88 dB (4,4 veces)
6) Un PSRR a 100 Hz de 41,33 dB
7) Alimentación de 32 Vcc (preferiblemente, estabilizada, aunque no estrictamente necesaria). Es necesario fuentes independientes para sistema estéreo.
8) Se requieren dos ajustes: uno de voltaje de offset de salida y otro de corriente de bías por la etapa de salida
Esquema de amplificador y fuente de alimentación sugerida:
Aclaración: para el primer ajuste y conexión, se sugiere ajustar el trimpot R9 de modo que su cursor quede hacia el lado de R5. Como existe bastante independencia de ajustes entre los dos trimpots, conviene ajustar primero R1 para que entre el terminal positivo de C2 y el negativo de la fuente de alimentación haya un voltaje de cerca de 16 V aprox. (mitad del voltaje de fuente). Luego, se mueve suavemente el cursor de R9 hacia el lado de R3, hasta verificar que por R6 o R4 circulen 1,45 A aprox. (319 mV aprox.). Finalmente, se retoca nuevamente R1 para reajustar el offset, si fuese necesario. Podría ser necesario repetir todo el proceso hasta la estabilización de parámetros en el transcurso de 1 hora aprox. De todos modos, el offset de salida no se altera significativamente con la temperatura, aunque si lo puede hacer con el voltaje de alimentación (no siendo un problema, ya que es capacitivamente acoplado al parlante y las variaciones no resultan tampoco muy significativas).
En la siguiente gráfica pueden ver que alcanza más de 6 W sobre 8 ohmios, con solo un 1 % de distorsión y, bastante menos, con niveles más moderados de escucha:
En la gráfica siguiente, la distorsión a 2 W sobre 8 ohmios (menor que la del ZEN de Nelson Pass, que estaría en el 1 % y con I bías bastante mayores como de 2 a 3 A):
Distorsión a 1 W sobre 8 ohmios:
Bode de magnitud y fase:
PSRR:
Análisis transitorio para una señal cuadrada a su entrada de 16 KHz:
Finalmente, el análisis de Fourier para una señal senoidal de 1 KHz a su entrada y una potencia de salida de referencia de 1 W sobre 8 ohmios:
El carácter es netamente de un single ended.
A continuación, como resultado de las sugerencias del maestro Nelson Pass, simplifico aún más el esquema, manteniendo casi intactos los parámetros de calidad citados:
Aquí los esquemas (se obvia la esquematización de la fuente de alimentación, por simplicidad, sustituyéndola por el símbolo de V1):
Por último; el esquema más simple todavía, para quien no quiera gastar demasiado en componentes y ni tiempo de armado:
Aclaración: de más está decir que en los dos últimos esquemas deberán intercalar una resistencia entre el drain de Q2 y el positivo de alimentación para ajustar la corriente del par. Luego, se puentea la resistencia o se retira.
Adjunto para comparación, el archivo original del ZEN de Pass.
La distorsión del ZEN con la potencia de salida a 1 KHz:
Vean que obtiene solo 3 W, con similar distorsión del NEZ!!!.
El ZEN a 2 W sobre 8 ohmios:
Claramente, mayor distorsión que el NEZ en toda la banda audible!!!.
El ZEN original de Pass:
Disfrútenlo!!!
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