Otro amplificador de 3 Transistores ! BBB ¡

[diegomj1973]

Acá subo un video de una prueba rápida y sucia del amplificador BBB13. No me reten por el desastre de armado que hice!!! . Es solo un prototipo de pruebas o conejito de indias!!! . Rescaté elementos de donde pude para llevar adelante esta cochina prueba (como podrán ver).

Seguidores del "High End" => abstenerse.

En un tiempito más, cuando me junte con más tiempo y dinero, armo la versión cosmética definitiva y en estéreo (ya en mono, aturde ).

Las pruebas fueron hechas desde el canal izquierdo del rep. de CD, sin ecualización agregada, atenuando 6 dB la señal de entrada para evitar clipping. Dada la existencia de la señal de un solo canal, la música puede resultar con faltantes de instrumentos (acorde a lo que solemos escuchar del material completo => I + D).

Saludos

 

[Juan Carlos Hernández Púa]

Pues suena de maravilla Diego, ten en cuenta que además de la provisionalidad del circuito eléctrico, los altavoces están sin recinto acústico. ¡¡¡¡¡¡¡ Enhorabuena !!!!!!.

 

[diegomj1973]

Pues suena de maravilla Diego, ten en cuenta que además de la provisionalidad del circuito eléctrico, los altavoces están sin recinto acústico. ¡¡¡¡¡¡¡ Enhorabuena !!!!!!.

Así es. Lo que sucede es que, además del cortocircuito acústico y demás aberraciones visibles de todo tipo, el micrófono de la cámara es una porquería (no capta lo muy agradable que suena en media y alta frecuencia, a pesar de ese barato piezoeléctrico Lesson y de ese woofer reenconado). No pude poner bafles con parlantes de 8 ohmios, ya que no dispongo armados, pero me dá la apreciación de que los graves deberían estar en su justa medida empleando las cajas y parlantes correspondientes.

En fin, tendrían que probarlo para disfrutar lo lindo que se escuchan las voces. El circuito es ultra-hiper-mega primitivo en su diseño y con muchísimas limitaciones y simplificaciones, pero aún así es extraordinariamente agradable de escuchar (apreciación puramente personal).

Saludos

 

[diegomj1973]

En el video que subo, intenté llevarlo al clipping cambiando la carga en alta frecuencia. Si bien el reemplazo del piezoeléctrico Lesson por el tweeter dinámico Audifiel suavizó un poco los agudos, no alcanzó para hacerlo clippear por el cambio de carga y el contenido de agudos en la canción.

Muy seguramente, tanto la impedancia del woofer como la del tweeter trabajando simultáneamente en la zona alta del espectro (mal desde todo punto de vista), no alcanzó a caer por debajo de los 8 ohmios. Y muy probablemente no haya alcanzado el contenido de agudos del tema en cuestión, para favorecer un clipping.

Qué lástima que la cámara no pueda registrar lo lindo que suena, aún armado a lo indio y con elementos que dan calambre .

 

[diegomj1973]

Procedí a medir con instrumental el desempeño real de mi amplificador (recordar que lo armé según post 12 y con algunos cambios ya citados). Debo reconocer que los resultados me han dejado estupefacto por lo tremendamente bien que se desempeña, a pesar de su extremada simpleza.

Lo primero que me llamó la atención es su enorme ancho de banda. A los 10 Hz (que es el límite inferior de mi generador de audio) ofrece solamente 1,49 dB de atenuación respecto a la frecuencia de centro de banda (unos 2524 Hz, predichos por la simulación). La simulación predice que esos 1,49 dB deben darse a los 6,65 Hz aprox. en lugar de los 10 Hz medidos. Aún así, lo considero aceptable dada la gran tolerancia de los electrolíticos.

Ahora viene lo lindo : la señal de salida sale impecable hasta una frecuencia de nada menos que 100 KHz (con un muy pequeño desfase). Para que lo vean, subí el primer video donde se barrió desde los 100 Hz, pasando por 1 KHz, 10 KHz y 100 KHz. Luego, se efectuó el barrido inverso: desde 100 KHz a 10 KHz, 1 KHz, 100 Hz y finalmente 10 Hz. En el video, van a escuchar un ruido de fondo que no es del ampli sino del lavarropas ---(). Puede que también se vea alguna interferencia producto del arranque del lavarropas ---(). En la parte superior de la cuadrícula: salida. En la parte inferior de la cuadrícula: entrada.

En el segundo video se muestra el flanco ascendente de la señal de salida aplicando señal cuadrada a la entrada de unos 20 KHz. La señal de entrada es de una amplitud tal que la salida excursione a casi el máximo de diseño. No hay un ringing exagerado . El flanco de ataque es menos abrupto que el flanco descendente (como lo predice la simulación ).

En el tercer video se muestra el flanco descendente de la señal de salida aplicando señal cuadrada a la entrada de unos 20 KHz. La señal de entrada es de una amplitud tal que la salida excursione a casi el máximo de diseño. No hay un ringing exagerado . Se ve claramente que el flanco descendente es muy abrupto.

Por último, se muestra el cuarto video donde llevamos al sistema a 320 KHz de onda cuadrada !!! shock y donde la salida no crece más allá de lo observado.

El ampli resultó formidable por donde se lo miré y muy permisivo en cuanto a cambios en sus componentes.

Tener presente que no se cuidó en absoluto las reglas de un buen armado, como una adecuada sección para los cables que manejan Iq, el trenzado y largo de los mismos hacia los mosfets, falta de resistencias stoppers (aunque no oscila en lo absoluto), capacitores sin bypassear, etc., etc., etc. Solamente la fuente de alimentación está mínimamente pensada según reglas. Aún así: el ruido en la salida es inverificable según mi osciloscopio (podría otorgársele como exagerado unos 2 mVpp, aunque no se llega a medir siquiera eso).

Fueron los más agradables 4 W que he escuchado hasta ahora, de todos mis amplificadores .

Recomiendo plenamente su armado .

Saludos

PD: disculpen la mala calidad de filmación.

Esquema empleado:



Fuente empleada: 2 trafos de 220 VCA a 12 VCA 100 VA c/u; 6 capacitores de 4.700 uF c/u por rama; 2 disipadores de 1,15 ºC/W c/u; no se emplea mica aislante (ojo!). Esta fuente estaba reservada y previamente construida para la modificación del JLH a mosfets mmm:).

 

[diegomj1973]

Manteniendo como premisa de diseño la menor cantidad de componentes, se implementan cambios para garantizar la estabilidad de la corriente de polarización de la etapa de salida con las variaciones posibles del voltaje de alimentación.

Se reemplaza el preset de ajuste de corriente de bías por una simple resistencia (el bías pasa a ser autoajustable). Se elimina R4 y se agrega Q4 (el amplificador no es más de 3 transistores). Se modifica el valor de R2.

Todos estos cambios favorecen que la corriente de bías sea muchísimo más estable con las variaciones esperables del voltaje de la red. Para que se den una idea: si el voltaje de red sufre alteraciones de + - 5 % respecto de su valor nominal, la corriente de bías sufre variaciones de + 0,497 % y - 0,596 %. Antes, sufría variaciones de + 46,5 % y - 44,108 %.



El resto de los parámetros permanecen prácticamente sin cambios.

El circuito sigue siendo de 13 componentes.

Saludos

PD: falta llevarlo al banco de pruebas, para conocer si no hay que efectuar modificaciones.

PD2: es curioso pero, si a Q2 lo alimento desde una fuente de corriente constante clásica (eliminando R2 en este último circuito), los valores de distorsión no son tan bajos como cuando se emplea SRPP.

 

[fff]

4w a 8 ohm
10w a 4ohm?

puentable a 4 ohm 20w aprox?
si es asi es, seria gran amplificador con pocos componentes

 

[diegomj1973]

4w a 8 ohm
10w a 4ohm?

puentable a 4 ohm 20w aprox?
si es asi es, seria gran amplificador con pocos componentes

No sería un gran amplificador... Es un gran amplificador!!!!

Bueno, fuera de toda broma, el trabajarlo en puente podría ser una opción. Para llevarlo a cabo, sobre el último esquema habría que hacer ajustable R3 (la resistencia de 120 K) y muy posiblemente se pueda eliminar C2 con ciertas precauciones (el capacitor de acople al parlante). La eliminación de C2 traería algún beneficio en la reproducción de bajas frecuencias y posiblemente en alguna reducción adicional de la distorsión.

Si se escoge el BBB13, que entregaría 4 W sobre 8 ohmios, en puente entregaría 8 W pero sobre 16 ohmios.

Del mismo modo, el BBB19, que entregaría 8 W sobre 4 ohmios, en puente entregaría 16 W pero sobre 8 ohmios.

Igualmente, el BBB27, que entregaría 16 W sobre 2 ohmios, en puente entregaría 32 W pero sobre 4 ohmios.

Habría que analizar hasta qué corriente de bías podemos llevar al BBB13 para que en puente y sobre 8 ohmios entregue algo más de potencia sin correr riesgos de clipping ni de incendio.

Saludos

 

[pandacba]

4w a 8 ohm
10w a 4ohm?

puentable a 4 ohm 20w aprox?
si es asi es, seria gran amplificador con pocos componentes

8Ω para 20W en puente

 

[diegomj1973]

Llevando al límite de 30 W a la disipación de potencia en reposo del mosfet más inferior del esquema del BBB13 (el más solicitado en potencia de los dos mosfets), se podría extraer de una única etapa unos 9,41 W RMS máximos con fuente dual de + - 15,67 V. Esto es a una corriente de bías de 1,64 A aproximadamente. La carga para ese desarrollo de potencia de salida máxima sería de 6,97 ohmios mínimos.

Dos etapas del BBB13 trabajando en puente podrían erogar hasta unos 18,82 W pero sobre 13,94 ohmios de carga mínima, sin clippear.

El mayor inconveniente es lograr impedancias de trabajo de esos valores rebuscados (de casi 7 ó casi 14 ohmios, dependiendo de cómo lo trabajemos al ampli!!!).

Otro problema es disipar esos 30 W permanentes en uno de los transistores y, en lo posible, sin coolers.

Yo, actualmente, lo estoy logrando pero con 8 coolers a bajas revoluciones.

Saludos

PD: los transistores de los que hablo son los IRFP150N, ojo!.

 

[Dr. Zoidberg]

Yo, actualmente, lo estoy logrando pero con 8 coolers a bajas revoluciones.

Pero estas diseñando un amplificador o un dron???
Ya vuela????

 

[diegomj1973]

Pero estas diseñando un amplificador o un dron???
Ya vuela????

Aletea, aletea, pero non vola todavía... Es un pichoncito!!!

Aquí el pichoncito de Dronito:





Saludos

PD: ese es el 2 etapas en single ended, que uso a diario. ¿Se nota el uso?. Son 2 coolers adelante, 2 atrás y 4 más atrás (donde hay dos disipadores más).

 

[diegomj1973]

El BBB13 sigue mutando!!!. Ahora con transistores de salida tipo Darlington!!!. La respuesta en frecuencia y la distorsión permanecen prácticamente sin cambios, manteniendo el mismo bías de salida de 1 A que en la versión a mosfets. Solo hay una merma en el PSRR en alta frecuencia (16 KHz) de en torno a 8,11 dB aprox. (debido a que se debe reducir lógicamente el valor de R4 comparándolo al mismo de la versión a mosfets). R1 se ha reducido para mejorar un poco más el slew rate. Ese mismo valor de R1 se puede probar en la versión a mosfets también, pero ajustando un poco R4.

Falta llevarlo al banco de pruebas, todavía. Pero en un 100 % seguro anda como en las simulaciones.

Referencias: curva verde => BBB13 a mosfet, curva roja => BBB13 a Darlington.

La magnitud en la respuesta en frecuencia está expresada en dB.

Saludos

 

[diegomj1973]

El BBB13 sigue evolucionando!!!

Se implementa una variante para manejar directamente desde la salida de un reproductor de CD, y ahora con mucho menos ruido de Johnson!!!:



Como podrán observar, se ha alterado mínimamente la conexión de uno de los terminales de R8 en este esquema presentado (respecto a anteriores esquemas que no cuentan con el cuarto transistor), de modo que la diferencia de potencial sobre esa resistencia se reduce entre un 20 % mínimo a un 33,3 % máximo del valor original. Esto permite reducir su valor óhmico en la misma proporción, y, por ende, reducir también el ruido de Johnson producido por la misma resistencia (entre un 4,42 % mínimo a un 15,41 % máximo, dependiendo de cómo se den las tolerancias del cambio, considerando resistencias de 5 % de tolerancia), si se mantienen las mismas relaciones originales: de un valor anterior de 47 K podemos bajar ahora a 39 K aprox., considerando la peor situación de Vgs (4 V aprox.) y los valores normalizados contiguos de las resistencias (4/5 de 47 K es cercano a 39 K, ya que sobre la resistencia R6 de 1 ohmio y 5 W hacemos circular 1 A de bías, con lo que cae sobre ella 1 V).

La mejor situación de Vgs sería de 2 V, con lo que nos permitiría bajar de 47 K a 33 K aprox. (2/3 de 47 K es cercano a 33 K, ya que sobre la resistencia R6 de 1 ohmio y 5 W hacemos circular 1 A de bías, con lo que cae sobre ella 1 V). Vgs no es un parámetro que podamos manejar, lamentablemente.

Ahora bien, se ha decidido adicionalmente reducir en una década tanto el valor del preset como de esa resistencia R8, con lo que el ruido de Johnson se reduce muchísimo más todavía (entre un 330 % mínimo a un 365 % máximo, solamente debido a R8).

El hecho de aplicar menos voltaje sobre una resistencia ó condensador, trae aparejado una reducción en la distorsión también (aunque puede ser de difícil verificación, ya que los niveles de reducción pueden ser bastante marginales). Asimismo, todos los esfuerzos adicionales por reducirla son bienvenidos.

Con todos estos cambios, la THD está ahora en el orden de los 0,008 % a 1 KHz y a unos casi 4 W sobre 8 ohmios .

Saludos

 

[diegomj1973]

Olvidé mencionar que el cambio en la conexión de uno de los extremos de R8 (y, por ende, también su valor) favorece además que exista menor desplazamiento del voltaje con la temperatura del circuito en el punto desde donde se toma la señal para la salida al parlante (a través del condensador de salida C3).

Como dato: variando entre 0 ºC y 50 ºC la temperatura del circuito, ese voltaje sufre un 12 % menos de desplazamiento (de 4,07 mV pasamos a 3,58 mV, sobre un valor de reposo de 3,74 V a 27 ºC). Todo esto es manteniendo fijo el voltaje de alimentación y sin señal aplicada en la entrada.

Saludos

 

[diegomj1973]

Este último esquema es para operarlo directamente desde la salida de un reproductor de CD y es el más recomendable de todos los presentados hasta aquí por su excelente estabilidad de parámetros de bías con las variaciones del voltaje de rail y de la temperatura.



Como se puede observar en la última gráfica, la corriente de polarización de salida tiende a reducirse mínimamente con el aumento de la temperatura, lo cual es muy recomendable para evitar embalamientos térmicos. El voltaje en el extremo superior de R6 respecto de 0 V es de 3,74 V a una temperatura ambiente de 27 ºC.

Saludos

 

[Juan Carlos Hernández Púa]

Buenos días Diego; acabo de dedicar unas tres horas de mi vida ;-) a leerme éste hilo con detenimiento y todo parece indicar que estamos ante un GRAN circuito.
Pues bien, también todo parece indicar que el montaje DEFINITVO y aconsejable es el del post #56, justo el de arriba de éste mío.
También me alegra ver que NO es necesario realizar ningún ajuste al mismo pues no hay ni siquiera presets: pues bien Diego ¿¿¿¿ que te parece publicar como definitivo éste circuito como en el resto de hilos, o sea PCB, conexionado..........???? para así lograr su mayor difusión (debo reconocer que ante tanta prueba y evolución puede llegar a despistar al lector no muy diestro en éste tipo de montajes ) y lograr que los lectores del foro se animen a su montaje ( entre los que me incluyo ).
Las pruebas de escucha ( he oído los vídeos con unos buenos cascos Panasonic ) y pese a la precariedad de los micros de las cámaras son FANTÁSTICAS y pese al la corriente dominante del foro de buscar circuitos con terawatios, creo que será un gran aliciente éste circuito por su calidad y simpleza.
No puedo dejar de constatar que en los links del foro italiano que colgué en el hilo del amplificador de clase A de 20 watios, un circuito de éste tipo ( buena clase A y unos 5 watios ) acarrea ¡¡¡¡¡ 200 páginas !!!!! de debate y un alto grado de acepatación y de usuarios que los montan; en cambio aquí somos cuatro "locos" los que nos sentimos atraidos por éstos circuitos, en fin, cada uno es libre de decidir que montar, aunque yo animo a escuchar un circuito de éste tipo antes de ningunearlo.
En fin Diego, te rogaría que se pase "a la accion" con éste circuito y publicar todo "mascadito" para así favorecer su difusión y realización.
Gracias y un abrazo.

 

[pppppo]

Lo fui leyendo, y releyendo a medida que fue apareciendo, asi supongo a varios mas "gatos locos", es impecable el desarrollo y explicaciones, y aunque no pueda aportar, siquiera entender cabalmente todo es para un . ( Perdon, no ensucio mas).

 

[diegomj1973]

Existirían 3 opciones que muy tranquilamente podrían montarse: la del post 45 (que es la de la prueba de escucha y los oscilogramas mostrados), la del post 54 (que en realidad es una muy pequeña variante, pero apta para ser atacada directamente desde un reproductor de CD => 2 V RMS, a diferencia de la del post 45 que es apta para hasta 1,15 V RMS de señal de entrada) y la del post 56 (también para ser atacada directamente desde un reproductor de CD). El único agregado que sugeriría en todas las variantes sería colocar un diodito tipo 1N4148 o similar desde el gate del mosfet superior hasta el voltaje positivo de alimentación (+ V). El cátodo de ese mismo diodo tiene que estar hacia + V y el ánodo hacia el gate del mosfet superior del esquema.

Armarlos resulta una pavada, ya que los trafos pueden ser de los que se solían emplear en las lámparas dicroicas halógenas (creo que con dos trafos de 100 VA c/u por canal andarían perfecto). Para uso prolongado, a dos trafos de 50 VA c/u por canal los veo medio cortos, ya que supe armar un buffer a mosfets a 0,5 A constante de bías y llegaban a tomar bastante temperatura después de un rato (está aquí en el foro ese esquema). Ese buffer empleaba 4 trafos de 50 VA c/u para 0,67 W por canal sobre 6 ohmios!!!.

Es muy cierto el hecho que has mencionado de que somos extremadamente muy pocos los que nos interesamos por esta modalidad de funcionamiento, en este foro. En otros foros, se vé muchísimo más interés por el tema . Será cuestión de contagiar esta increíble forma de disfrutar la música, la cual solamente se descubre después de armar algún bichito de éstos y oír que existen detalles que con otra modalidad de funcionamiento pueden pasar casi desapercibidos (principalmente, a bajos niveles de escucha).

Lo que me cuesta horrores es diseñar PCBs, pero aquí en el foro tenemos muchos expertos que podrían colaborar .

Otro diseño al que le tengo muchas ganas es al SRPP + bastode, que en realidad se decanta de este mismo thread.

Saludos

 

[Juan Carlos Hernández Púa]

Cuando puedas añade el diodo a los esquemas y la polarización de los electrolíticos por favor, si es cierto que está totalmente detallado en los textos,pero una imagen vale más que mil palabras .......
Gracias y un abrazo.
http://www.tforumhifi.com/t21774-ampli-classe-a-da-3-watt-dott-r-borromei
Es un circuito de !!!!!!3 watios!!!!!!!! Y dice literalmente que tras oírlo quedó en shock y que su valvular con una !!!!!KT88!!!!!! Suena de risa al lado de éste.