[końcówka mocy] HECA

[raven1985]

Najwyższa pora temat wzmacniacza zamknąć. Wzmacniacz już gra sobie "jakiś" czas zdążył się nawet zakurzyć :) Znalazłem dziś chwilę czasu na wymianę przekaźnika, korzystając z okazji zrobiłem kilka fotek i wrzucam. Miałem robić jeszcze drewnianą pokrywę ale zabieram się do tego już parę miechów... pewnie szybciej zrobię kolejny wzmacniacz niż skończę temu budkę :)

Długo się też zastanawiałem czy wrzucić całą dokumentację ale ostatecznie z tego zrezygnowałem. Nie jest to projekt który wystarczy dobrze zlutować i będzie działać. Miałbym z tym tylko urwanie głowy.


HECA czyli Hawksford Error Correction Amplifier - Wzmacniacz wykorzystuję korekcję błędów w stopniu wyjściowym i powstał na podstawie kilku artykułów prof. Hawksford-a stąd nazwa :)

Krótko co na pokładzie:
- architektura CFA (wzmacniacz z prądowym sprzężeniem zwrotnym) - zapewniająca niskie szumy i bardzo wysoki SR.
- kompensacja TMC dodatkowo redukująca zniekształcenia stopnia wyjściowego.
- komplet zabezpieczeń - oprócz podstawowych czyli : DC, cichego włącz wyłącz, temperaturowego i przeciwzwarciowego jest jeszcze:
- zabezpieczenia ultrasonic zabezpieczające głośniki wysoko tonowe w przypadku wzbudzania się wzmacniacza lub podania na wejście sygnału z duża zawartością częstotliwości ponad akustycznych (np z NOS DAC-a :) )
- aktywny clamp zapewniający pracę sprzężenia zwrotnego przy clipie (clip jest gładki jak pupcia niemowlaka )
- limiter zapobiegający clipowi :)
- wejście symetryczne XLR zapewniające tłumienie sygnału wspólnego w paśmie audio (CMRR) nie gorsze niż 100dB.
- stabilizowane napięcie dla stopnia napięciowego
- pełne dual mono (jedynym wspólnym elementem jest masa przy gniazdach)
- 60000uF w zasilaczu na kanał
- wszystkie tranzystory w torze audio to Toshiba.
- precyzyjne DC serwo redukujące offset na wyjściu do ułamków uV

Koszty: (nie wliczając prototypownia)
PCB ~ 250PLN
transformatory ~120PLN
radiatory ~40PLN
obudowa ~150PLN (dawca to jakiś trup estradowy - akurat pasował idealnie :), przód to plexa czarna 10mm)
kondensatory zasilacza ~ 30PLN :)
"drobnica" (w tym gniazda, wtyki, kable XLR) ~500PLN
Razem jakieś ~ 1KPLN
(wzmacniacze operacyjne 4xAD797 i 2*AD8620 miałem z próbek ich wartość to pewnie ok ~200PLN)

Pomiary:
-Pasmo (małosygnałowe) bez filtrów EMI jest 1.5Hz - 2MHz -3dB z filtrami 300KHz
-SR wielkosygnałowy ponad 200V/us
-THD dla 1kHz (zmierzone metodą różnicową) mniej niż 120dB albo jak kto woli
mniej niż 0.0001% lub 1ppm praktycznie w całym zakresie mocy na 8 i 4om.
-THD dla 20Khz trudny pomiar mogę tylko szacować że są poniżę 0.001% dla 8om
(THD mierzone bez konwertera XLR -> SE)
- moc 85W/8om, 145W/4om

Prostokąty. Czyli odp. impulsowa: (prostokąt 4Khz)
Mały sygnał : 0.05V/dz (obciążenie 8om)


Duży sygnał :) 10V/dz


Mały sygnał 0.47uF || z 8om 0.2V/dz


Duży sygnał 0.47uF || z 8om 5V/dz


2.2uF||8om 5V/dz


10uF||8om 5V/dz


Sam ! 0.47uF 5V/dz widać oscylacje na dość dużej f ale dalej tłumione.


Jak wdziać mimo że wzmacniacz jest bardzo szybki to z obciążeniem pojemnościowym radzi sobie bez problemu.
Pomiary oczywiście były wykonane bez filtrów, cewki wyjściowej (cewki i tak nie ma :) ) i z oczywistych względów nie były wykonane na pełnej mocy (płyną przy tym SR gigantyczne prądy impulsowe które razem z przesunięciami fazy są wstanie zniszczyć tranzystory wyjściowe)

Teraz Clip:
Bez obciążenia:

Z 8om

Z pracującym limiterem :)


Żeby nie przedłużać zdjęcia: (pokrywa jest oryginalna tzn, z trupa estradowego i nie zbyt urodziwa więc ograniczyłem się tylko do "aktów", na co dzień wzmacniacz stoi w szafce i nie widać :P fotograf taki zemnie jak i stolarz na żywo przód wygląda znacznie lepiej)



Bibliografia dla zainteresowanych szczegółami technicznymi :)
"POWER AMPLIFIER OUTPUT STAGE DESIGN INCORPORATING ERROR FEEDBACK CORRECTION WITH CURRENT DUMPING ENHANCEMENT", M.O.J. Hawksford
http://www.essex.ac.uk/csee/research...nhancement.pdf
"TRANSCONDUCTANCE POWER AMPLIFIER SYSTEMS FOR CURRENT-DRIVEN LOUDSPEAKERS", Mills, P.G.L., Hawksford
http://www.essex.ac.uk/csee/research...0amplifier.pdf
"DISTORTION CORRECTION IN AUDIO POWER AMPLIFIERS", M.O.J. Hawksford
http://www.essex.ac.uk/csee/research...ction%20PA.pdf
"REDUCTION OF TRANSISTOR SLOPE DISTORTION IN LARGE SIGNAL AMPLIFIERS", M.O.J. Hawksford
http://www.essex.ac.uk/csee/research...%20cascode.pdf
"LOW-DISTORTION PROGRAMMABLE GAIN CELL USING CURRENT-STEERING CASCODE TOPOLOGY", M.O.J. Hawksford
http://www.essex.ac.uk/csee/research...ain%20cell.pdf
"The Aleaxander CFA Audio Power Amp. " Mark Alexander
http://www.analog.com/static/importe...17334AN211.pdf

Pomiar zniekształceń :
http://www.angelfire.com/ab3/mjramp/distortiontest.pdf
http://www.angelfire.com/ab3/mjramp/simple2.html

[zbyszek]

Po prostu troszki poraziłeś (przynajmniej mnie) tym co zrobiłeś.Szkoda ,ze obudowa ... .Po raz pierwszy przeczytałem opis i nie zaglądałem do fotek. Twój przekaz odebrałem jako napisany tzw.jednym tchem,czyli jesteś pod dużym wrażeniem tego co stworzyłeś i to coś jest warte tych mniej więcej 1000pln.Gratuluję,zazdroszczę (nie ma co owijać w bawełnę) .Napisz jak brzmi (nie lubię tego typu pytań he,he)
A miałem już z tym skończyć a Twoja końcówka wzbudza niepokój i chęć zrobienia;Nie wiem jak na to się zapatrujesz ale chętnie ja sklonuję.

[Pogromca mitow]

Raven, Tobie sie chyba bardzo nudzi w domu co? :P Ciezko mi cos tu na pisac bo dla mnie to co zrobiles to prawie czarna magia, ale widac temat masz obcykany w pelni :) Piekna elektronika.

[raven1985]

.Szkoda ,ze obudowa ... .

W rzeczywistości nie wygląda tak tragicznie jak na zdjęciach

Twój przekaz odebrałem jako napisany tzw.jednym tchem,czyli jesteś pod dużym wrażeniem tego co stworzyłeś i to coś jest warte tych mniej więcej 1000pln

Byłem może 1.5roku temu (Powoli powstaje wersja 2.0 :) ) Rzeczywiste koszty jakie poniosłem są znacznie większe ale rozłożyło się to na długi okres czasu. (Prototypowe 2 warstwowe PCB nie są tanie)
Zastosowana topologia jest bardzo uniwersalna i sporo czasu zajęło mi testowanie różnych wersji i pomysłów, nie wszystkie były dobre i niestety do całkowitych kosztów trzeba doliczyć też ubite tranzystory :). Opanowanie metody pomiaru THD też było pracochłonne i tak w dalszym ciągu nie mam możliwości pomiaru THD20. Powoli dojrzewam do zakupu profesjonalnego analizatora.
Koszty to sprawa drugorzędna zdobyte doświadczenie bezcenne

Gratuluję

Dziękuje.

zazdroszczę

Nie ma czego

Napisz jak brzmi (nie lubię tego typu pytań he,he)

Ja też nie lubię.

Nie wiem jak na to się zapatrujesz ale chętnie ja sklonuję.

O klonowaniu nie ma mowy. Wzmacniacz jest szybki i nie wiele trzeba żeby zamienić go w generator (Oscylację w skrajnych przypadkach kończą się "fajnymi" fajerwerkami w najmniej oczekiwanym momencie) Prowadzanie przewodów , typy kondensatorów i wiele innych rzeczy nie jest też przypadkowa . Układ korekcji wymaga regulacji, regulacja prądu spoczynkowego odbywa się przez dobranie 2 rezystorów a nie przez regulację potkiem . Wiele elementów może być już nie dostępnych a ja nie jestem wstanie zagwarantować że z innymi będzie działać itp.
Na każdej płytce jest ponad 270 elementów.... nie jest to takie poste jak wygląda.

Raven, Tobie sie chyba bardzo nudzi w domu co? :P Ciezko mi cos tu na pisac bo dla mnie to co zrobiles to prawie czarna magia, ale widac temat masz obcykany w pelni Piekna elektronika.

Chciałbym się trochę ponudzić :) To samo PM mógł bym napisać o tobie i twoich LT :P

[zbyszek]

Niestety brak wiedzy nie pozwala na podjecie dyskusji.Tak Twoje dzieło skojarzyło mi się z końcówką "SILVER SOUND" z EP 12/2001.Coś podobnego?

[raven1985]

"SILVER SOUND" z EP 12/2001.Coś podobnego?

To uproszczony znacznie układ Alexandra ale tak "podwozie" jest takie samo. (Chodzi o wykorzystanie wzmacniacza operacyjnego na wejściu w klasycznym wzmacniaczu CFA jest tam zwykły wtórnik)

[zbyszek]

stopień napięciowy jest zasilany wyższym napięciem od stopnia końcowego czy o takiej samej wartości?Zasilacz stabilizowany do napięciowego to jakieś nietypowe rozwiązanie czy coś tradycyjnego na trójkońcówkowych stabilizatorach?

[El_liero]

Widzę SMD :)

jak pokrótce wygląda pomiar zniekształceń? Jakie przyrządy potrzebne?

[zbyszek]

napisz coś więcej o serwie DC .Myślę,że warto wyjaśnić tez takie zwroty jak: kompensacja TMC ,aktywny clamp ,limiter z kompresorem zapobiegający clipowi .To może więcej osób podłączy się do dyskusji (dla mnie przyznam niezrozumiałe tak samo jak j.angielski

[raven1985]

stopień napięciowy jest zasilany wyższym napięciem od stopnia końcowego czy o takiej samej wartości?Zasilacz stabilizowany do napięciowego to jakieś nietypowe rozwiązanie czy coś tradycyjnego na trójkońcówkowych stabilizatorach?

Małe Trafko dostarcza 2*15VAC - to napięcie jest dodawane do głównego zasilania wzmacniacza i stabilizowane w LM317/337 z tranzystorami które pilnują aby napięcie na LM nie przekroczyło kilku V. Zasilanie stopnia napięciowego to +-55V. Stopień mocy w spoczynku ma do dyspozycji +-45V.

jak pokrótce wygląda pomiar zniekształceń? Jakie przyrządy potrzebne?

Przyzwoita karta dźwiękowa 2 sztuki nisko szumnych wzmacniaczy operacyjnych np ad797, jakiś analizator widma na PC np SpectraLab, oscyloskop, stos kondensatorów i rezystorów i mnóstwo czasu i cierpliwości :) Metoda polega na odjęciu od napięcia wyjściowego wzmacniacza (podzielonego przez jego wzmocnienie) napięcia wejściowego czyli na wyjściu zostają same zniekształcenia :) Tylko żeby to odejmowanie się udało trzeba skompensować przesunięcia fazy wprowadzane przez wzmacniacz. Wygląda to mniej więcej tak http://www.angelfire.com/ab3/mjramp/pic8.gif
Metoda ma tą zaletę że nie potrzebny jest generator sygnału mający zniekształcenia mniejsze niż badany układ.

napisz coś więcej o serwie DC

DC serwo jest klasyczne. Ale wzmacniacz operacyjny w nim pracujący to opa277 :)

Myślę,że warto wyjaśnić tez takie zwroty jak: kompensacja TMC

http://www.diyaudio.pl/showthread.ph...l=1#post271343

,aktywny clamp

Gdy wzmacniacz wchodzi w przesterowanie pętla sprzężenia zwrotnego przestaje poprawne pracować mogą pojawić się wtedy oscylacje i inne przykre efekty. Tradycyjnie stosuje się tzw "Baker clamp" - odpowiednio włączone diody zapobiegające nasycaniu się poszczególnych stopni wzmacniacza. U mnie te diody włączone są między wyjście stopnia napięciowego a zasilanie stopia mocy z racji zasilania stopnia mocy niższym napięciem. Prąd tych diod jest zawracany z powrotem na wejście odwracające, tworzy się w ten sposób pętla dodatniego sprzężenie zwrotnego w czasie clipu gwarantująca poprawną pracę głównej pętli nfb wzmacniacza - i to jest właśnie ten aktywny clamp :)

,limiter z kompresorem zapobiegający clipowi

Sygnał z clampu jest całkowy (uśredniany) i podawany na fotorezystor który zmniejsza sygnał na wejściu wzmacniacza (przycisza :) ) tak aby utrzymać napięcie wejściowe poniżej progu przesterowania :)

[El_liero]

Przyzwoita karta dźwiękowa 2 sztuki nisko szumnych wzmacniaczy operacyjnych np ad797, jakiś analizator widma na PC np SpectraLab, oscyloskop, stos kondensatorów i rezystorów i mnóstwo czasu i cierpliwości :) Metoda polega na odjęciu od napięcia wyjściowego wzmacniacza (podzielonego przez jego wzmocnienie) napięcia wejściowego czyli na wyjściu zostają same zniekształcenia :) Tylko żeby to odejmowanie się udało trzeba skompensować przesunięcia fazy wprowadzane przez wzmacniacz. Wygląda to mniej więcej tak http://www.angelfire.com/ab3/mjramp/pic8.gif
Metoda ma tą zaletę że nie potrzebny jest generator sygnału mający zniekształcenia mniejsze niż badany układ.

hmmm, ciekawe. A co z THD oraz N karty dźwiękowej. SpectraLab sam go kompensuje poprzez "pewne" zwarcie wejścia z wyjściem (np. LineIN) dźwiękowej ? Wszystkie wymienione elementy mam na stanie, a że sam jestem w trakcie składania wzmacniacza ( od 1,5 roku go klece........ ) to może i bym mu pomiary zadał.
Powiedz również ile godzin dziennie przez ile dni męczyłeś sie nad opanowaniem tej metody?
Czy karta SB live ( sławna od JIGa :) ) nada się tutaj ?

[raven1985]

hmmm, ciekawe. A co z THD oraz N karty dźwiękowej.

Nic :) To one ograniczają pomiar.

SpectraLab sam go kompensuje poprzez "pewne" zwarcie wejścia z wyjściem (np. LineIN) dźwiękowej ?

Teoretycznie da się tak zrobić.

to może i bym mu pomiary zadał.

Jak nie ma zniekształceń na poziomie ppm to możesz spokojnie zmierzyć samą kartą :)

Powiedz również ile godzin dziennie przez ile dni męczyłeś sie nad opanowaniem tej metody?

Nie wiem :P

Czy karta SB live ( sławna od JIGa ) nada się tutaj ?

Nie. Min X-fi najlepiej E-MU.

Można bez wysiłku :)
http://www.cordellaudio.com/instrume...agnifier.shtml
http://www.pilghamaudio.com/index.ph...dist-magnifier
to urządzenie robi dokładnie to o czym pisałem wcześniej :)

[zbyszek]

Dzięki za solidną dawkę teorii.Nienawidzę czytania z monitora.Przyznam,że po przeczytaniu wątku ciągle nie daje mi spokoju to jak to gra,brzmi.Napisz co nieco.Po raz drugi-jestem 8 razy bardzo zainteresowny skolonowniem.

[tomq88]

Jak tylko zobaczyłem, że wzmacniacz jest autorstwa Ravena, to wiedziałem, że będzie to "coś porządnego" i musze przyznać - robi duże wrażenie (a zwłąszcza opis) i wzbudza zazdrość.

THD dla 1kHz (zmierzone metodą różnicową) mniej niż 120dB albo jak kto woli
mniej niż 0.0001% lub 1ppm praktycznie w całym zakresie mocy na 8 i 4om.

Czy stwierdzenie, że wzmacniacz jest "przezroczysty" jest na miejscu? Tzn. zniekształcenia są tak małe, że można je pominąć, więc teoretycznie wzmcnaicz nic nei dodaje od siebie i gra dokładnie tak jak zamierzał przekazać to autor utworu?


Ile czasu zajeło Ci zrobienie wzmacniacza?
Jakie kolumny są do niego podłączone?

[Chilihead]

Jak pierwszy raz przeczytałem temat to normalnie zaniemówiłem. Postanowiłem poczekać z jakimkolwiek komentarzem po bliższym zapoznaniu się z podlinkowanymi przez Ciebie materiałami i napisać coś konstruktywnego, ale dalej nie mam pojęcia co. Pozostaje pogratulować konstrukcji, jestem pełen podziwu dla ogromu włożonej pracy.

Taki mały OT, ciekaw jestem co szamani z wiadomego forum, napisali by na jego temat.

[RpLand]

Nie na temat...

Taki mały OT, ciekaw jestem co szamani z wiadomego forum, napisali by na jego temat. To już złośliwość, jest tam sporo mądrych ludzi. Podejrzenie że to tam gromadka oszołomów sugerowałaby wymianę kondensatorów i przewodów na lepsze nie oznacza, że tutaj ludzi bez logiki nie ma, bo są! To temat rzeka, więc...

[raven1985]

Przyznam,że po przeczytaniu wątku ciągle nie daje mi spokoju to jak to gra,brzm

Mam nadzieje że nie brzmi albo brzmi jak najmniej.

Po raz drugi-jestem 8 razy bardzo zainteresowny skolonowniem.

Przymierzam się od dawna do forumowej wersji mającej mniej tranzystorów a zbliżone (o ile nie lepsze) parametry. Ale pomysłów dużo czas jeden, też inaczej się robi jak układ ma być forumowy a inaczej jak się robi tylko dla siebie.
Wystarczy przejrzeć temat UniAmp wzmacniacz ma kilka elementów na krzyż i są problemy a co dopiero jak ma 30-40 tranzystorów na kanał.

Czy stwierdzenie, że wzmacniacz jest "przezroczysty" jest na miejscu? Tzn. zniekształcenia są tak małe, że można je pominąć, więc teoretycznie wzmcnaicz nic nei dodaje od siebie i gra dokładnie tak jak zamierzał przekazać to autor utworu?

Mam taką nadzieję :) Chociaż... Np jak poda się na układ nielinowy 10 rzędu (tzn po podaniu na niego sinusa na wyjściu otrzymamy 10 harmonicznych) sygnał o widmie mający 10 harmonicznych to powstanie ponad 8 milionów przeróżnych produktów inter modulacji. Daje do myślenia :)

Ile czasu zajeło Ci zrobienie wzmacniacza?

Robiłem coś przy tym wtedy kiedy maiłem ochotę i czas, trudno powiedzieć.

Jakie kolumny są do niego podłączone?

Eton 7 + Seas docelowo tylko Eton ale niestety nie samym DIY człowiek żyje jak kiedyś skończę to na pewno się pochwalę

---------- Post dodany o 15:49 ---------- Poprzedni post o 15:46 ----------

Jak tylko zobaczyłem, że wzmacniacz jest autorstwa Ravena, to wiedziałem, że będzie to "coś porządnego" i musze przyznać - robi duże wrażenie (a zwłąszcza opis) i wzbudza zazdrość.

Nie ma czego zazdrość ! To tylko wzmacniacz :)

Pozostaje pogratulować konstrukcji, jestem pełen podziwu dla ogromu włożonej pracy.

Dziękuje.

[Profesjonalista]

Zawsze intrygowało mnie to jak jedna osoba bije na głowę 50 inżynierów w znanych firmach audio.
Wspaniały wzmacniacz, taki "God mode amp".

ps. jakie tranzystory mocy dają tak szerokie pasmo ?

[Pogromca mitow]

Przy znieksztalceniach jakie wprowadzaja glosniki, znieksztalcenia wzmacniaczy przestaja miec znaczenie :) z pewnoscia nie tutaj lezy tajemnica dobrego dzwieku wzmacniacza.

[raven1985]

Zawsze intrygowało mnie to jak jedna osoba bije na głowę 50 inżynierów w znanych firmach audio. Wspaniały wzmacniacz, taki "God mode amp".

Wzmacniacze o podobnych parametrach istniały już 25lat temu np. wzmacniacz Bob-a Cordella :)
http://www.cordellaudio.com/papers/MOSFET_Power_Amp.pdf

ps. jakie tranzystory mocy dają tak szerokie pasmo ?

Wyjściowe to takie same Toshiby jak w Uni 2sc5200/2sa1943 reszta 2sa1930/2sc5171, 2sa1360/2SC3423, 2sc2705/2SA1145, 2sc2240/2sa970

syn08 wycisnął 4Mhz stosując "rozproszony" driver z bipolarów On-Semi.

Przy znieksztalceniach jakie wprowadzaja glosniki, znieksztalcenia wzmacniaczy przestaja miec znaczenie z pewnoscia nie tutaj lezy tajemnica dobrego dzwieku wzmacniacza.

Jak to kiedyś Nelson Pass powiedział : wyjaśnienie tej zagadki leży gdzieś pomiędzy naszymi uszami a siecią neuronową w naszej głowie :)