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/import...tes/58052492001115525484056221917334AN211.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/audio_lab/malcolmspubdocs/J10 Enhanced cascode.pdf
rysunek 5 b
i tu
http://www.diyaudio.com/forums/solid-state/174218-rebirth-phoenix-2.html#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
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
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/0BzfGuQc3uZw5ZkFWZVZxYng2N1E/edit
https://docs.google.com/file/d/0BzfGuQc3uZw5anNiRkxDYTFkLVU/edit
https://docs.google.com/file/d/0BzfGuQc3uZw5MGYtbDhwQVZjajA/edit
https://docs.google.com/file/d/0BzfGuQc3uZw5ekJOaTJnWGU4dTg/edit
PCB dla wytrawiaczy:
https://docs.google.com/file/d/0BzfGuQc3uZw5X3VubkRWaFY1d00/edit?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/import...tes/58052492001115525484056221917334AN211.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/audio_lab/malcolmspubdocs/J10 Enhanced cascode.pdf
rysunek 5 b
i tu
http://www.diyaudio.com/forums/solid-state/174218-rebirth-phoenix-2.html#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
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
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/0BzfGuQc3uZw5ZkFWZVZxYng2N1E/edit
https://docs.google.com/file/d/0BzfGuQc3uZw5anNiRkxDYTFkLVU/edit
https://docs.google.com/file/d/0BzfGuQc3uZw5MGYtbDhwQVZjajA/edit
https://docs.google.com/file/d/0BzfGuQc3uZw5ekJOaTJnWGU4dTg/edit
PCB dla wytrawiaczy:
https://docs.google.com/file/d/0BzfGuQc3uZw5X3VubkRWaFY1d00/edit?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
Ostatnia edycja:
