Od jakiegoś czasu siedzi mi w głowie nowy projekt kolumn i szalony pomysł ich aktywizacji :)
Głośniki nie wybrane... postanowiłem zacząć od elektroniki i zrobić mały poligon doświadczalnych na kolumienkach do warsztatu do których przetworniki już leżą jakiś czas i czekają na budki :)
(obecnie DXT, AC130F1, STX 8 AWX )
W kolumnach aktywnych 3 drożnych potrzebne jest 6 wzmacniaczy mocy...
Nie miałem najmniejszej ochoty na lutownie czegokolwiek na scalakach postanowiłem więc zrobić coś ciekawszego i chociaż w jakimś stopniu nowego :)
Wzmacniacz uzyskał obecnie status "Release to manufacturing " :)
Wzmacniacz został oparty na znanym i lubianym układzie Alexandra :
http://www.analog.com/static/importe...17334AN211.pdf
Formalnie jest to nieco podrasowana jego wersja :)
Krótko co zostało zmienione:
- kompensacja na TMC
- miejsce jej włączenia - teraz brana jest z drivera a nie bezpośrednio ze stopnia napięciowego
- boostrapowanie kolektorów drivera co drastycznie zmniejszyło obciążenie stopnia napięciowego (nieliniowa pojemność Cob)
- zmienione zostały lustra prądowe w celu poprawy liniowości stopnia napięciowego, szczegóły dla zainteresowanych :
http://www.essex.ac.uk/csee/research...%20cascode.pdf
rysunek 5 b
i tu
http://www.diyaudio.com/forums/solid...ml#post2323264
- dużą wadą oryginalnego projektu jest niezbyt "ładne" zachowanie wzmacniacza podczas przesterowania. W pewnym momencie po prostu prąd wzmacniacza operacyjnego się kończy i zaczyna działać jego wewnętrzne ograniczanie prądu - wzmacniacz może się wtedy wzbudzić i w skrajnych przypadkach nawet z hukiem rozlecieć :) aby temu zapobiec został dodany tzw. aktywny clamp.
Jest to formalnie dodatkowa pętla sprzężenia zwrotnego włączająca się tylko w chwili przesterowania i zapobiegająca wyżej wypomnianemu zjawisku :)
Po co zostały wprowadzone modyfikacje ?
Wzmacniacz Alexandra jest bardzo szybki ale zniekształcenia ma mocno przeciętne :)
Zmiany umożliwiły ich ponad dziesięciokrotną redukcję.
Wzmacniacz został fizycznie podzielony na 2 części:
- stopnia napięciowego - gdzie znajduje się wszystko oprócz tranzystorów wyjściowych i układu zabezpieczeń.
- oraz płytkę stopnia mocy gdzie właśnie zostały umieszczone tranzystory wyjściowe oraz zabezpieczania :)
Podział został podyktowany:
- względami ekonomicznymi - płytka stopnia napięciowego musi być dwustronna a pod stopień mocy już nie.
- praktycznymi - w czasie prac (czy przy uruchamianiu czy późniejszym serwisowaniu) przy wzmacniaczu nie trzeba za każdym razem odkręcać tranzystorów wyjściowych od radiatora.
- uniwersalnością - można np. mieć całkiem nowy wzmacniacz wymieniając tylko stopień napięciowy bo tranzystory wyjściowe i zabezpieczania pasują do każdego układu :)
Można wykorzystać płytkę stopnia napięciowego gdy chce się zrobić upgrade do większej mocy...
... wzmacniacz formalnie po niewielkich modyfikacjach może być rozbudowany do prawie dowolnej mocy :)
Bez zmian typów tranzystorów da się go zasilać do +-80V a po zmianie na tranzystory wysokonapięciowe nawet +-100V czyli ponad 500W/8om :twisted:
Oczywiście przy takiej mocy będzie potrzebnych jakieś 10 par MOSFET-ów...
Ale wróćmy na ziemię :)
W aktywnych kolumnach nie są potrzebne kW (a przynajmniej dla średniaka i wysokich :) )
obecna wersja jest wiec uzbrojona jedynie w 2 pary popularnych IRFP240/IRF9240.
Max. moc jest więc ograniczona do jakiś 200W/4om.
Rozmiary płytek zostały tak dobrane aby przykręcone "na płasko" do radiatora - popularnego profilu A6023 L = 10cm - stanowiła zwarty moduł zajmujący jak najmniej miejsca.
Wzmacniacz został wyposażony w większość zabezpieczeń (zbudowanych dookoła popularnego układu uPc1237):
- zabezpieczenie przed DC
- przeciw zwarciowe, przeciążeniowe.
- ciche włącz/wyłącz
- termiczne - wyłącznik bimetalowy :)
Co z tego wyszło :
- THD w całym paśmie audio poniżej 0.001%
- SR limit - 200V/us
- moc z obecnym zasilaniem ~90W/8om 150W/4om
- pasmo DC-150Kz-3dB (bez filtru wejściowego 1Mhz)
Ale pewnie mało was obchodzą parametry :) a najbardziej ciekawi...
Brzmienie:
Dla osób korzystający z tradycyjnego wzmacniacza może to być szok poznawczy
Alexander zwraca uwagę na specyficzne brzmienia basu, ja też to zauważyłem.
W wysokich tanach nie ma nawet najmniejszego śladu ostrości - i to jest tak bardzo prze zemnie pożądana cecha dla której warto się pomęczyć :)
Resztę ocenicie sami jak ... sobie zbudujecie :P
I w tym miejscu warto powiedzieć o tym o czym jeszcze nie było...
czyli wadach.
- wzmacniacz jest stosunkowo drogi i skomplikowany porównując go np. SymAsyma
(koszt widuje 2 stronna płytka i pomocniczy zasilacz)
- nie wybacza błędów - jak nie wie się co robi rezultaty mogą być fatalne.
- wymaga dodatkowego zasilania dla stopnia napięciowego.
- częściowy montaż SMD
więcej nie znam :P
Jak znajdą się zainteresowani - mi będą potrzebne jeszcze jakieś 4 komplety płytek... Można zrobić "grupbaj" :)
Jest jeszcze mały problem z nietypowym przekaźnikiem prze zemnie zastosowanym.
Jest to specjalny element mogący przełączać duże napięcia i prądy także stałe, a nie jak tanie przekaźniki które owszem są znamionowo np. na 230VAC i 16A. Lecz dla DC dopuszczalny prąd styków jest już znacznie mniejszy i typowo nie przekracza 1A przy max napięciu kilkunastu V !
Skutek jest przeważnie taki, że styki już po kilku rozłączaniach DC się zużywają i potrafią skleć...
rezultat łatwo przewidzieć.
Cena za przekaźnik wynosząca 30 parę PLN nie jest znowu tak wygórowana gdy ma on chronić kolumny na przetwornikach za kilka set... tys PLN.
A przynajmniej takie jest moje zadanie.
Szczególnie że projekty DIY zawsze mają zwiększone ryzyko
Koniec paplaniny trochę dla oka :)
Schematy:
https://docs.google.com/file/d/0BzfG...ZxYng2N1E/edit
https://docs.google.com/file/d/0BzfG...xDYTFkLVU/edit
https://docs.google.com/file/d/0BzfG...hwQVZjajA/edit
https://docs.google.com/file/d/0BzfG...JnWGU4dTg/edit
PCB dla wytrawiaczy:
https://docs.google.com/file/d/0BzfG...it?usp=sharing
loop gain:
- czerwone bez TMC
- niebieski z TMC
zysk jak widać jest ponad 20dB
odpowiedź na prostokąt 10khz.
i po obciążeniu kondensatorem 0.47uf (bez cewki wyjściowej i filtru wejściowego)
To kto mi zrobi budkę
Głośniki nie wybrane... postanowiłem zacząć od elektroniki i zrobić mały poligon doświadczalnych na kolumienkach do warsztatu do których przetworniki już leżą jakiś czas i czekają na budki :)
(obecnie DXT, AC130F1, STX 8 AWX )
W kolumnach aktywnych 3 drożnych potrzebne jest 6 wzmacniaczy mocy...
Nie miałem najmniejszej ochoty na lutownie czegokolwiek na scalakach postanowiłem więc zrobić coś ciekawszego i chociaż w jakimś stopniu nowego :)
Wzmacniacz uzyskał obecnie status "Release to manufacturing " :)
Wzmacniacz został oparty na znanym i lubianym układzie Alexandra :
http://www.analog.com/static/importe...17334AN211.pdf
Formalnie jest to nieco podrasowana jego wersja :)
Krótko co zostało zmienione:
- kompensacja na TMC
- miejsce jej włączenia - teraz brana jest z drivera a nie bezpośrednio ze stopnia napięciowego
- boostrapowanie kolektorów drivera co drastycznie zmniejszyło obciążenie stopnia napięciowego (nieliniowa pojemność Cob)
- zmienione zostały lustra prądowe w celu poprawy liniowości stopnia napięciowego, szczegóły dla zainteresowanych :
http://www.essex.ac.uk/csee/research...%20cascode.pdf
rysunek 5 b
i tu
http://www.diyaudio.com/forums/solid...ml#post2323264
- dużą wadą oryginalnego projektu jest niezbyt "ładne" zachowanie wzmacniacza podczas przesterowania. W pewnym momencie po prostu prąd wzmacniacza operacyjnego się kończy i zaczyna działać jego wewnętrzne ograniczanie prądu - wzmacniacz może się wtedy wzbudzić i w skrajnych przypadkach nawet z hukiem rozlecieć :) aby temu zapobiec został dodany tzw. aktywny clamp.
Jest to formalnie dodatkowa pętla sprzężenia zwrotnego włączająca się tylko w chwili przesterowania i zapobiegająca wyżej wypomnianemu zjawisku :)
Po co zostały wprowadzone modyfikacje ?
Wzmacniacz Alexandra jest bardzo szybki ale zniekształcenia ma mocno przeciętne :)
Zmiany umożliwiły ich ponad dziesięciokrotną redukcję.
Wzmacniacz został fizycznie podzielony na 2 części:
- stopnia napięciowego - gdzie znajduje się wszystko oprócz tranzystorów wyjściowych i układu zabezpieczeń.
- oraz płytkę stopnia mocy gdzie właśnie zostały umieszczone tranzystory wyjściowe oraz zabezpieczania :)
Podział został podyktowany:
- względami ekonomicznymi - płytka stopnia napięciowego musi być dwustronna a pod stopień mocy już nie.
- praktycznymi - w czasie prac (czy przy uruchamianiu czy późniejszym serwisowaniu) przy wzmacniaczu nie trzeba za każdym razem odkręcać tranzystorów wyjściowych od radiatora.
- uniwersalnością - można np. mieć całkiem nowy wzmacniacz wymieniając tylko stopień napięciowy bo tranzystory wyjściowe i zabezpieczania pasują do każdego układu :)
Można wykorzystać płytkę stopnia napięciowego gdy chce się zrobić upgrade do większej mocy...
... wzmacniacz formalnie po niewielkich modyfikacjach może być rozbudowany do prawie dowolnej mocy :)
Bez zmian typów tranzystorów da się go zasilać do +-80V a po zmianie na tranzystory wysokonapięciowe nawet +-100V czyli ponad 500W/8om :twisted:
Oczywiście przy takiej mocy będzie potrzebnych jakieś 10 par MOSFET-ów...
Ale wróćmy na ziemię :)
W aktywnych kolumnach nie są potrzebne kW (a przynajmniej dla średniaka i wysokich :) )
obecna wersja jest wiec uzbrojona jedynie w 2 pary popularnych IRFP240/IRF9240.
Max. moc jest więc ograniczona do jakiś 200W/4om.
Rozmiary płytek zostały tak dobrane aby przykręcone "na płasko" do radiatora - popularnego profilu A6023 L = 10cm - stanowiła zwarty moduł zajmujący jak najmniej miejsca.
Wzmacniacz został wyposażony w większość zabezpieczeń (zbudowanych dookoła popularnego układu uPc1237):
- zabezpieczenie przed DC
- przeciw zwarciowe, przeciążeniowe.
- ciche włącz/wyłącz
- termiczne - wyłącznik bimetalowy :)
Co z tego wyszło :
- THD w całym paśmie audio poniżej 0.001%
- SR limit - 200V/us
- moc z obecnym zasilaniem ~90W/8om 150W/4om
- pasmo DC-150Kz-3dB (bez filtru wejściowego 1Mhz)
Ale pewnie mało was obchodzą parametry :) a najbardziej ciekawi...
Brzmienie:
Dla osób korzystający z tradycyjnego wzmacniacza może to być szok poznawczy
Alexander zwraca uwagę na specyficzne brzmienia basu, ja też to zauważyłem.
W wysokich tanach nie ma nawet najmniejszego śladu ostrości - i to jest tak bardzo prze zemnie pożądana cecha dla której warto się pomęczyć :)
Resztę ocenicie sami jak ... sobie zbudujecie :P
I w tym miejscu warto powiedzieć o tym o czym jeszcze nie było...
czyli wadach.
- wzmacniacz jest stosunkowo drogi i skomplikowany porównując go np. SymAsyma
(koszt widuje 2 stronna płytka i pomocniczy zasilacz)
- nie wybacza błędów - jak nie wie się co robi rezultaty mogą być fatalne.
- wymaga dodatkowego zasilania dla stopnia napięciowego.
- częściowy montaż SMD
więcej nie znam :P
Jak znajdą się zainteresowani - mi będą potrzebne jeszcze jakieś 4 komplety płytek... Można zrobić "grupbaj" :)
Jest jeszcze mały problem z nietypowym przekaźnikiem prze zemnie zastosowanym.
Jest to specjalny element mogący przełączać duże napięcia i prądy także stałe, a nie jak tanie przekaźniki które owszem są znamionowo np. na 230VAC i 16A. Lecz dla DC dopuszczalny prąd styków jest już znacznie mniejszy i typowo nie przekracza 1A przy max napięciu kilkunastu V !
Skutek jest przeważnie taki, że styki już po kilku rozłączaniach DC się zużywają i potrafią skleć...
rezultat łatwo przewidzieć.
Cena za przekaźnik wynosząca 30 parę PLN nie jest znowu tak wygórowana gdy ma on chronić kolumny na przetwornikach za kilka set... tys PLN.
A przynajmniej takie jest moje zadanie.
Szczególnie że projekty DIY zawsze mają zwiększone ryzyko
Koniec paplaniny trochę dla oka :)
Schematy:
https://docs.google.com/file/d/0BzfG...ZxYng2N1E/edit
https://docs.google.com/file/d/0BzfG...xDYTFkLVU/edit
https://docs.google.com/file/d/0BzfG...hwQVZjajA/edit
https://docs.google.com/file/d/0BzfG...JnWGU4dTg/edit
PCB dla wytrawiaczy:
https://docs.google.com/file/d/0BzfG...it?usp=sharing
loop gain:
- czerwone bez TMC
- niebieski z TMC
zysk jak widać jest ponad 20dB
odpowiedź na prostokąt 10khz.
i po obciążeniu kondensatorem 0.47uf (bez cewki wyjściowej i filtru wejściowego)
To kto mi zrobi budkę
Skomentuj