El circuito que acerco es un rediseño personal del mítico amplificador que John Linsley Hood presentó hace 45 años atrás (1969). Del circuito original se han desprendido algunas variantes, incluída una de Nelson Pass (PLH) y otra de Rod Elliott (DOZ). Surgido entre simulaciones e ideas personales. Está en su fase de implementación práctica: por el momento, solo llevo construída su fuente de alimentación y probadas sus fuentes de corrientes (aunque de estas últimas tengo probadas exitosamente tres variantes más, de las que tengo intenciones de probar seguramente dos de ellas). Los resultados de las simulaciones son bastante prometedores.
Como características principales hay:
Se elimina un gran condensador en el lazo de realimentación, con muchos beneficios: económicos, se mejora la distorsión y se da una sola pendiente a la izquierda del corte en baja frecuencia (habría que analizar, posteriormente, si estos dos últimos beneficios tienen impacto sónico perceptible).
Se emplean dos fuentes de corriente constante: una para el transistor de entrada y otra para el splitter de fase, contribuyendo a una mejor linealidad y mayor PSRR. Para lograr mayor PSRR se ha jugado con los puntos a los cuales van conectadas las resistencias de polarización de las fuentes de corriente constante (extremo inferior de la resistencia inferior de 15 K y 30 K, respectivamente: la primera a -V y la última a 0 V). Paradójicamente, para obtener el más alto PSRR, se ha bootstrapeado solamente la primera fuente de corriente constante: ya que si se implementaba el bootstrap simultáneamente en las dos fuentes (como en una de las variantes conocidas), no se obtenía el más alto PSRR resultante.
La salida se implementó con mosfets: que resultan más lineales que sus pares BJTs, cuando se los trabajan fuertemente polarizados en clase A. Ésto trae un beneficio adicional (mi principal y primera idea de mejora al original): el transistor splitter trabaja a verdadera corriente constante, a diferencia del JLH original en el que conforme los transistores de salida cambian su conducción van "robando" linealidad al splitter, ya que es muy difícil que haya simetría respecto a un punto de reposo en la curva de variación de hFE con Ic en cada transistor e incluso entre ambos transistores simultáneamente. A continuación, vemos lo que explico en los MJ15003, utilizados en el JLH actual:
En esas curvas, se ve claramente que si nuestra corriente de reposo es cercana a 1 A, la simetría en el hFE vs. Ic en cada transistor y entre los dos transistores de salida ya no existe y, de esa forma, "roban" linealidad al splitter que los alimenta y, probablemente, arrastre problemas hacia la etapa primera también, ya que el splitter es otro BJT expuesto a este mismo problema (pudiendo variar su requerimiento de corriente conforme varíe la amplitud de la señal a su entrada).
Como los requerimientos de manejo de los transistores de salida son menores a los del circuito original, me permitió trabajar con transistores de señal en el resto del circuito (con frecuencia de transición importante), para poder disponer un mayor ancho de banda a lazo abierto y, con ello, una menor distorsión en alta frecuencia. Se ve mejorado el rendimiento, también.
Se aumentó la ganancia de la primera etapa.
La corriente de reposo de la salida es de 1,321 A aprox. Esto permite acercarnos a una potencia de 13,5 W aprox. por canal sobre 4 ohmios (27 W en sistema estéreo).
La primera fuente de corriente constante ajusta el offset. Debe ajustarse en 1,442 mA aprox.
La última fuente de corriente constante ajusta el bías de salida. Debe ajustarse en 2,029 mA aprox. para un bías de salida de 1,321 A aprox.
La potencia disipada en reposo por transistor de salida es de 20,7 W aprox.
La potencia disipada en reposo por la carga de la fuente de alimentación es de 41,6 W aprox., con lo que el rendimiento teórico máximo es de 32,5 % aprox.
El tamaño de la placa para cada canal del amplificador es de 10 x 10 cm. Los mosfets se montan fuera de ella.
Como mi diseño media entre el JLH y el PLH, lo bautizo de ahora DLH
Si lo queremos asociar a un número: 427 (27 W en estéreo sobre 4 ohmios)
Saludos y pronto voy a subir avances.
Fotos de la fuente doble con punto de salida en verdadera estrella. Por debajo son 8 pistas paralelas independientes, de las que se unen solo al final dos de ellas mediante un terminal para 0 V (uno por cada amplificador). Me hubiese gustado separar en distancia (por posible crosstalk y por modulación térmica) ambas fuentes de alimentación, pero el apuro ganó:
Los transformadores que voy a emplear los disponía de antes: son 4 unidades de 220 V a 12 V (algo más de 400 VA en total). Quizá bastante cortos para mi gusto (probablemente, sean necesarios unos 850 VA totales, para un funcionamiento muy confiable). Los puentes son de 35 A (MB3510).
Aquí subo alguna data de simulación:
Magnitud y fase de salida:
Distorsiones a 1 KHz, 16 KHz y 16 Hz, sobre 4 ohmios y 1 Vpico de salida:
Curvas de armónicas:
Distorsiones a 1 KHz, 16 KHz y 16 Hz, sobre 4 ohmios y 10 Vpico de salida (casi plena potencia):
Como características principales hay:
Se elimina un gran condensador en el lazo de realimentación, con muchos beneficios: económicos, se mejora la distorsión y se da una sola pendiente a la izquierda del corte en baja frecuencia (habría que analizar, posteriormente, si estos dos últimos beneficios tienen impacto sónico perceptible).
Se emplean dos fuentes de corriente constante: una para el transistor de entrada y otra para el splitter de fase, contribuyendo a una mejor linealidad y mayor PSRR. Para lograr mayor PSRR se ha jugado con los puntos a los cuales van conectadas las resistencias de polarización de las fuentes de corriente constante (extremo inferior de la resistencia inferior de 15 K y 30 K, respectivamente: la primera a -V y la última a 0 V). Paradójicamente, para obtener el más alto PSRR, se ha bootstrapeado solamente la primera fuente de corriente constante: ya que si se implementaba el bootstrap simultáneamente en las dos fuentes (como en una de las variantes conocidas), no se obtenía el más alto PSRR resultante.
La salida se implementó con mosfets: que resultan más lineales que sus pares BJTs, cuando se los trabajan fuertemente polarizados en clase A. Ésto trae un beneficio adicional (mi principal y primera idea de mejora al original): el transistor splitter trabaja a verdadera corriente constante, a diferencia del JLH original en el que conforme los transistores de salida cambian su conducción van "robando" linealidad al splitter, ya que es muy difícil que haya simetría respecto a un punto de reposo en la curva de variación de hFE con Ic en cada transistor e incluso entre ambos transistores simultáneamente. A continuación, vemos lo que explico en los MJ15003, utilizados en el JLH actual:
En esas curvas, se ve claramente que si nuestra corriente de reposo es cercana a 1 A, la simetría en el hFE vs. Ic en cada transistor y entre los dos transistores de salida ya no existe y, de esa forma, "roban" linealidad al splitter que los alimenta y, probablemente, arrastre problemas hacia la etapa primera también, ya que el splitter es otro BJT expuesto a este mismo problema (pudiendo variar su requerimiento de corriente conforme varíe la amplitud de la señal a su entrada).
Como los requerimientos de manejo de los transistores de salida son menores a los del circuito original, me permitió trabajar con transistores de señal en el resto del circuito (con frecuencia de transición importante), para poder disponer un mayor ancho de banda a lazo abierto y, con ello, una menor distorsión en alta frecuencia. Se ve mejorado el rendimiento, también.
Se aumentó la ganancia de la primera etapa.
La corriente de reposo de la salida es de 1,321 A aprox. Esto permite acercarnos a una potencia de 13,5 W aprox. por canal sobre 4 ohmios (27 W en sistema estéreo).
La primera fuente de corriente constante ajusta el offset. Debe ajustarse en 1,442 mA aprox.
La última fuente de corriente constante ajusta el bías de salida. Debe ajustarse en 2,029 mA aprox. para un bías de salida de 1,321 A aprox.
La potencia disipada en reposo por transistor de salida es de 20,7 W aprox.
La potencia disipada en reposo por la carga de la fuente de alimentación es de 41,6 W aprox., con lo que el rendimiento teórico máximo es de 32,5 % aprox.
El tamaño de la placa para cada canal del amplificador es de 10 x 10 cm. Los mosfets se montan fuera de ella.
Como mi diseño media entre el JLH y el PLH, lo bautizo de ahora DLH
Si lo queremos asociar a un número: 427
(27 W en estéreo sobre 4 ohmios)Saludos y pronto voy a subir avances.
Fotos de la fuente doble con punto de salida en verdadera estrella. Por debajo son 8 pistas paralelas independientes, de las que se unen solo al final dos de ellas mediante un terminal para 0 V (uno por cada amplificador). Me hubiese gustado separar en distancia (por posible crosstalk y por modulación térmica) ambas fuentes de alimentación, pero el apuro ganó:
Los transformadores que voy a emplear los disponía de antes: son 4 unidades de 220 V a 12 V (algo más de 400 VA en total). Quizá bastante cortos para mi gusto (probablemente, sean necesarios unos 850 VA totales, para un funcionamiento muy confiable). Los puentes son de 35 A (MB3510).
Aquí subo alguna data de simulación:
Magnitud y fase de salida:
Distorsiones a 1 KHz, 16 KHz y 16 Hz, sobre 4 ohmios y 1 Vpico de salida:
Curvas de armónicas:
Distorsiones a 1 KHz, 16 KHz y 16 Hz, sobre 4 ohmios y 10 Vpico de salida (casi plena potencia):
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