Wzmacniacz ze stopniami CFP

[Nieliniowy]

Po korekcie źródła prądowego z tranzystorem Q11, jest poprawa stabilności.
Ale dalej maksymalna amplituda to zaledwie 3.0V pp / 1.5V RMS !!
Kwadrat 100kHz wygląda wzorowo, ani śladu dzwonienia.

Sinus 100kHz tez jest ok. Mały jakiś losowy śmieć to od świetlówki nad biurkiem.
Generalnie nic się już nie wzbudza. Wszystkie oscylogramy robione przy obciążeniu 8ohm i wszystkimi wodotryskami włączonymi.

Problem z amplituda jest dalej.
Przy 100kHz, obcinanie wygląda trochę brzydko.
Obcina najpierw z góry przy 1.8V pp.

Przy 1kHz, wygląda jak zwykle przesterowanie przy 3V pp, tylko trochę nie symetrycznie.
I, co ciekawe, najpierw z dołu.
Aż dwa razy sprawdzałem czy oscyloskop nie jest przestawiony na 10X..

Zasilanie bateryjne, ale twardo trzyma się +/-15V. Mierzone przy przesterowaniu na oscyloskopie.
Jeśli panowie mają jakieś sugestie/teorie, co to może być, to bardzo bym prosił.

Chyba ustanowiłem rekord niskiej mocy z 4 tranzystorów po 150W

[Nieliniowy]

Witam Panów,
Po długiej przerwie wracam do majstrowania przy wzmacniaczu.
Footprinty tranzystorów końcowych też były odwrócone. Skutek: zamieniony emiter z bazą..
Po odwróceniu, układ działa normalnie. Osiąga maksymalną amplitudę dla +/-15V na 8 omach.
Dodatkowy układ polaryzacji działa, a właściwie nie przeszkadza.
Reszta obserwacji w tym poście jest z wyłączoną dodatkową polaryzacją, zwarte J10/J11.

Jest problem z dzwonieniem dolnej połówki przy bardzo stromych zboczach.

Zbliżenie zbocza opadającego.

Zamkniecie zwory J9 od sprzężenia (rezystor R15 połączony) trochę to zjawisko kompensuje ale nie do końca.

Zbliżenie z zamkniętą zwora. Widać ze w tej konfiguracji, USZ dużo lepiej ogarnia wysokie częstotliwości.

Dzwonienie daje się sprowokować podaniem sinusa około 500kHz.

Po dodaniu jednego herca więcej, dolna polowa gwałtownie wchodzi w jakiś rezonans.
Widać nałożone dwie częstotliwości. Jedna ~500kHz i następna to harmoniczna. Trzecia?

Wygląda na to ze rezonans jest przy około 1.5MHz, czyli chyba trzecia...

Albo piąta harmoniczna przy ~2.6MHz

W poprzednim prototypie tez było delikatne zniekształcenie w tym samym miejscu, ale nie tak duże. Wydaje się że różnice sprawia typ tranzystora sterującego PNP i mocy NPN. U mnie prawdopodobnie jest bardziej podatne ze względu podwójnych tranzystorowy mocy. Wiele osób na forach i w książkach, w tym Douglas Self, opisuje coś takiego. Dzwoni zawsze dolna polowa CFP, niezależnie czy źródło prądowe jest po dodatniej czy ujemnej stronie. Układy CFP z bootstrapem tez maja ten problem. W paru komercyjnych rozwiązaniach są dodane nie symetryczne kondensatory. Jest ciekawy odcinek Reduktora Szumu jak mocuje się z jakąś Unitrą po zamianie tranzystorów na nowe.

Gdyby ograniczyć częstotliwość wejściową do, powiedzmy 250kHz, to problem zniknie.
Obecnie filtr wejściowy policzony jest na 2.5MHz przy impedancji wyjściowej źródła 50 ohm.
Zdaje sobie sprawę że to wartość absurdalna. Chciałem widzieć co się dzieje przy wysokich częstotliwościach/stromych zboczach.
Większość urządzeń typu iPad, ma na wyjściu klasę D, i czasem słabe filtry.
Z takim filtrem może się coś wzbudzić podczas normalnego słuchania..

Może iść głębiej w las i przerobić to na potrójna końcówkę, NPN+PNP+(NPN+NPN) / PNP+NPN+(PNP+PNP)
Pre-driver, driver i podwójny mocy?

[Einherjer]

Szczerze mówiąc to takim dzwonieniem bym się nie przejmował, jeśli tylko w różnych warunkach zawsze szybko zanika (jest silnie tłumione). Wątpię, żeby w tym układzie dało się go całkowicie pozbyć. Sygnał audio tego raczej nie sprowokuje, na stałe celuj filtr wejściowy w okolice 60 kHz.

[Nieliniowy]

Wracam do projektu. Jest troche walki z pradem spoczynkowym. Za to znalazlem odpowiedni radiator.

[Nieliniowy]

Witam serdecznie,

Udało się układ w pełni uruchomić i przetestować z docelowym, ale nadal konserwatywnym,napięciem zasilania, +/-38V.
Ostateczny problem był z tranzystorem Q9, wlutowałem NPN zamiast PNP..
Prąd spoczynkowy stopnia napięciowego to teraz 5.5mA. Prąd spoczynkowy stopnia końcowego ustawiony na 50mA.

Zamieszczam finalny schemat V7 z wszystkimi poprawkami:

wersja z wszystkimi poprawkami

Wzmacniacz ma zauważalnie niższe zniekształcenia w zakresie wysokich częstotliwości niż V5.
Bardzo przyjemnie się tego słucha. Nie ma żadnych zabarwień, pokrywa pasmo 2Hz-100kHz +/-0.5 dB.
Przesuniecie fazowe jest minimalne w pasmie audio, takie same jak na wykresach wersji V5 w tym temacie.

Koraliki ferrytowe na bazach tranzystorów końcowych pozbyły się "dzwonienia" na zakresie średniofalowym.
Schemat wybacza rożne obsady tranzystorów, nie ma tu jakiś magicznych/specjalnych tranzystorów.
Tranzystory wybrane to kompromis pomiędzy kosztem, Ft i Vmax.
Maksymalna moc z tym co jest na schemacie to około 150W przy napięciu zasilania +/-55V. Minimalne napięcie to +/-9V.
Dało by się to złożyć w wersji retro-CEMI i odpowiednio dobranym napięciu do mocy.

Czy ktoś jest zainteresowany poprawionym plikiem płytki do serwisu typu JLCPCB?
(footprinty w prototypie są odwrócone 180 stopni, z czym do ludzi... mocne 30% itp itd.. )

[AZ12]

Witam

Ciekawe, czy z tranzystorami TIP35C/TIP36C by się wzbudził?

Dało by się to złożyć w wersji retro-CEMI i odpowiednio dobranym napięciu do mocy.

Tranzystory krajowe mocy np: BDP495/BDP496 są na maksymalne napięcie zaledwie 80 V. Ze względu na ich mniejsze wzmocnienie jako sterujące trzeba by dać BDP285/BDP286.

[Nieliniowy]

Ciekawe, czy z tranzystorami TIP35C/TIP36C by się wzbudził?

Chyba nie, z racji niższej częstotliwości granicznej. W razie problemow można dobrać wartości R39/R40. One wpływają na charakterystykę fazową sprzężenia zwrotnego pomiędzy driverami i końcowymi tranzystorami mocy. Coś takiego nie występuje w końcówkach Darlingtona.
Ma to większy wpływ na stabilność niż kondensatory C9/C10, które właściwie można pominąć.

[Nieliniowy]

..kondensatory C9/C10, które właściwie można pominąć.

Wersja dopieszczona po 4 latach:

[Nieliniowy]

Z USZ:

Bez USZ:

[Marek7HBV]

Imponujące Jeszcze Koledze wielkie firmy opracowany schemat ,,gwizdną,, . Jak wygląda poziom szumów przy zastosowaniu tych popularnych tranzystorów na wejściu?. A tak z praktyki napraw, to tak rozbudowane układy są bardzo trudne {drogie} do naprawy z powodu masowych uszkodzeń w razie przebicia tranzystora mocy, może dałoby się zwiększyć R41 i 42?

[Nieliniowy]

Raczej nie ma obaw, to się nie nadaje do produkcji seryjnej z racji stabilności.
W "realu" urządzenie daje się ustabilizować poprzez dokładne dobranie małego kondensatora 5..22pF w pętli USZ. Na przykład, w pierwszym urządzeniu miał wartość 22pF (biała płytka), wersja 2 (czarna płytka) to 7pF <- przy <5pF było wzbudzenie, jak i > 10pF. W wersji 3 wsadzę tam trymer 5..25pF

Wersja 2/3 to trudny przypadek w analizie fazowej, tak na prawdę są dwie pętle USZ
1 - klasyczna pętla obejmuje cały układ, wszystkie stopnie
2 - obejmuje tylko stopień napięciowy i końcowy (dwa kondensatory Cdom szeregowo 220pF i rezystor 1k w połowie podający napięcie z wyjścia mocy):

W symulacji, najnowsza wersja jest stabilna z 5pF. Wiem, na wykresie mam wzmocnienie +18dB przy przesunięciu >90*, normalny układ z pojedynczą pętlą by się wzbudził.

Symulacja która pokazałem też wiernie odtwarza niestabilność tranzystorów mocy w układzie CFP. To objawia się jako dzwonienie o wartości < 1V ~10MHz, nie jako zbudzanie się całego układu. Pomaga nowa wersja LTSpice i lepsze modele tranzystorów w stosunku do poprzednich prototypów, gdzie walczyłem z tym zjawiskiem na zmontowanym układzie.. trochę po omacku..

[Nieliniowy]

Nie wiem jak tam z szumami. Przyznam się że zupełnie to zagadnienie pominąłem. "Nausznie" nie ma problemu w obu prototypach.

[Misiek13]

Przyznaje, że nie śledziłem tego wątku od początku. Bardzo ciekawy i ambitny układ. Interesują mnie następujące symulacje:
1. Jak układ będzie zachowywał się przy prostokącie np. 100kHz dla różnych wartości napięcia na wejściu i jaka jest szybkość zmian napięcia na wyjściu
2. Jak wyglądają zniekształcenia nieliniowe dla małych mocy kiedy kiedy prąd wyjściowy jest 3 razy większy niż prąd spoczynkowy, tak żeby było wyraźne przejście z klasy A do B.
Szumami bym się nie przejmował. Przy takich rezystancjach na wejściu powinny być na zadowalającym poziomie.

[Nieliniowy]

Zaczynam od pytania #2. Prąd spoczynkowy w tej symulacji jest ustawiony na 32mA. 16mA na parę CFP to mniej więcej optimum, wedle zaleceń ekspertów. (D. Self) Odpowiada to napięciu około 256mV na 8ohm. Zmierzyłem THD dla 10kHz przy paru wartościach zaczynając od 800mV (P-P) (100mA) w dół. Symulacja potwierdza około 30..40mA jako minimum zniekształceń dla 0.8W.

W prawdziwym układzie, na słuch wydawało mi się że było lepiej przy około 50..60mA a dla większych tak jakby gorzej. Ale to bardzo subiektywne, i do tego słaba kompensacja temperaturowa. Prąd spoczynkowy pływa +50% po mocnym graniu. Ekstra rezystor 10ohm powinien tu pomóc.
Nie miałem odwagi podłączyć poprzednich prototypów do wejścia karty dźwiękowej w komputerze i robić pomiar THD.

Biorę się za pomiary czasów narastania i opadania napięcia bo sam jestem ciekawy. I kwadrat dla wysokich częstotliwości.

[Nieliniowy]

Mały problem z pojemnościami przy starcie symulacji. Prostokąt 100KHz jest symetryczny +/-2V, ale na wyjściu mamy niesymetrycznie. To z bypasem kondensatora 100uF na wejściu. Winny jakiś inny kondensator...

Pomiary: czas narastania 42V/µS, czas opadania 22V/µS