Mały tranzystorowy wzmacniacz m.cz. - niespodzianki.

[zjawisko]

Wiem, że tranzystory, wiem że krzem, ale daruję sobie pytanie o to na elektrodzie bo tam pewnie ktoś mnie zaraz poinformuje o istnieniu jakiegoś fantastycznego TDAxxxx co to mu sam Zeus krzemową strukturę piorunem haratał.

Jako że kilka dni temu wszem i wobec, głośno tupiąc nóżką i sypiąc siarczystymi przekleństwami fochnąłem się na scalone wzmacniacze mocy m.cz. z lubianym przeze mnie niegdyś UL1481 na czele to i postanowiłem sklecić sobie eksperymentalny wzmacniacz niewielkiej mocy na tranzystorach.
Po sukcesie prototypowego, nieco uwspółcześnionego klona końcówki opartej o schemat "Radmora 5102" na 2xBC557, 3xBD135, BD136, 2xKD502 (Uzas +/-23V, ok 40W sin na 4Ω) myślałem, że to będzie prostackie do bólu. He he he, otóż nie.

natchnienie nr 1 - płytka wzm. m.cz. magnetofonu M2405S Kasprzaka (dwa duże elektrolity i bezpiecznik - nieco inna wersja niż na schemacie M2405S który krąży w necie, pasuje natomiast schemat końcówki z M2404)
natchnienie nr 2 - "Safari 2" Diory
natchnienie nr 3 - płytka wzm. m.cz. magnetofonu ZK246 Kasprzaka
natchnienie nr 4 - radio "Звёздочка" prod. ZSRR http://rw6ase.narod.ru/000/rprl_p/zwezdochka.html
natchnienie nr 5 - radio "Мальчиш" wersja '86 prod. ZSRR http://rw6ase.narod.ru/000/rprl_p1/malchisch.html

Dwa pierwsze natchnienia są oczywistą katastrofą ze względu na protezę tranzystora pnp mocy. Ale jako że mój M2405S mimo użycia dwóch BD354B gra całkiem miło, to nie narzekam. Może do zasługa importowanych BC413B i BC177B na wejściu końcówek - nie wiem.

ZK246 - zupełne kuriozum z TG70 w roli głównej. Niemniej jednak dwie płytki wydłubane ze zwłok owego magnetofonu po wymianie kalecznych, czerwonych elektrolitów śmigają nie najgorzej. Rocznik '73, w stopniu sterującym zamiast BC107/177 zastosowano importowane BC140 i BC160 (w czasie pracy są nieco ciepłe, więc zmiana na tranzystory średniej mocy była pożądana).
Układ mi się zupełnie nie podoba, raczej tylko jako natchnienie do doklejenia dodatkowych TG70. Ale żeby zrobić to bez kontrowersyjnych mezaliansów należało by zastosować radzieckie МП3x i МП4x oraz parkę П21x. Nie mam takiego zestawu w szpargałach; pomysł zamrożony.

"Zwiezdoczka" - kolejny raz "radzieccy uczeni" mnie zadziwiają. Rok 1972 a tu całkiem normalny wzmacniacz bez udziwnień... Jest wszystko, nawet egzotyczne u nas germanowe tranzystory npn. Fakt braku stabilizacji termicznej usprawiedliwia "zabawkowość" odbiornika. Chociaż spać mi nie daje myśl jakim cudem z cherlawej parki МП38/41 o Ic max= 20mA obciążonej 10Ω głośnikiem wyciśnięto moc 60mW. Ba, maksymalną 100mW!
Jakim cudem, skoro według ogólnie przyjętych wzorów moc, jaką można osiągnąć w tym układzie bez przeciążania tranzystorów wynosi kilka mW? Głośnik 40Ω z "Kolibra" by się przydał...

"Malczisz" - jest krzem, jest cudnie i w ogóle. Brać i kopiować na dostępnych obecnie tranzystorach. Ale zastanawiam się, skąd urwała się wartość R=16kΩ w kolektorze pierwszego tranzystora, gdy zwykle ten rezystor ma wartość rzędu 1kΩ?

Uzbrojony w schemat, ołówek, kalkulator i woltomierz przeprowadziłem wiwisekcję na M2405S co pozwoliło mi na zauważenie i bliższe poznanie zależności, którymi rządzi się ten układ wzmacniacza. Wszystko szło gładko, dopóki nie pokleiłem na małej płytce uniwersalnej plastikowego potwora na BC548B, BC308, BC337-40 i BC327-40.

Objawy?
Czułość dobra, charczy jak cholera. Wzbudzać się nie wzbudza. Konsumpcja prądu bez wysterowania rzędu 3mA, zero reakcji na kręcenie PRkiem do regulacji prądu spoczynkowego. To oczywiście powoduje fantastyczne zniekształcenia skrośne. Zmiana napięcia na bazie pierwszego tranzystora nie powoduje zmian napięcia na wyjściu w sensownym zakresie i w efekcie napięcie na wyjściu jest o około 1V za niskie.

Coś spaskudziłem w okolicach baz tranzystorów końcowych to wiem. Ale właśnie, co? Tak więc proszę bardziej doświadczonych kolegów o wskazówki dotyczące działania układu i doboru elementów.
Mniej więcej przeglądałem dyskusje na forach i mądre ruskie książki namiętnie maglujące ten i podobne układy, ale dalej wiem, że nic nie wiem...

[Tomek Janiszewski]

Dwa pierwsze natchnienia są oczywistą katastrofą ze względu na protezę tranzystora pnp mocy. Ale jako że mój M2405S mimo użycia dwóch BD354B gra całkiem miło, to nie narzekam. Może do zasługa importowanych BC413B i BC177B na wejściu końcówek - nie wiem.

Nie korciło Cię aby podmienić BD354B/BC177 na BD355B (a BC177B w stopniu sterującym na BC313)?

ZK246 - zupełne kuriozum z TG70 w roli głównej. Niemniej jednak dwie płytki wydłubane ze zwłok owego magnetofonu po wymianie kalecznych, czerwonych elektrolitów śmigają nie najgorzej. Rocznik '73, w stopniu sterującym zamiast BC107/177 zastosowano importowane BC140 i BC160 (w czasie pracy są nieco ciepłe, więc zmiana na tranzystory średniej mocy była pożądana).
Układ mi się zupełnie nie podoba, raczej tylko jako natchnienie do doklejenia dodatkowych TG70.
Ale żeby zrobić to bez kontrowersyjnych mezaliansów należało by zastosować

2N3055/BDP620 a może lepsze częstotliwościowo BUY52 lub BDYP23-35, oczywiście po przenicowaniu wszystkich pozostałych tranzystrów, diod i elektrolitów na przeciwne napięcie zasilające?

radzieckie МП3x i МП4x oraz parkę П21x. Nie mam takiego zestawu w szpargałach; pomysł zamrożony.

Na sterującą parę komplementarną najlepsze byłyby МП37A lub MП37Б i МП40A. Tylko one mają UCEmax=30V, pozostałe zaledwie 15V. To samo oczywiście dotyczy tranzystora w ostatnim stopniu napięciowym; jeśli tam miałby być tranzystor pnp - można by też sięgnąć po MП20, MП25 lub MП26.

"Zwiezdoczka" - kolejny raz "radzieccy uczeni" mnie zadziwiają. Rok 1972 a tu całkiem normalny wzmacniacz bez udziwnień... Jest wszystko, nawet egzotyczne u nas germanowe tranzystory npn. Fakt braku stabilizacji termicznej usprawiedliwia "zabawkowość" odbiornika.

A chodzi to jako tako bez stabilizacji ponieważ rezystor między bazami wytwarza spadek napięcia znacznie mniejszy niż potrzeba do wymuszenia choćby niewielkiego prądu spoczynkowego. Można go nieco zwiększyć z 27ohm, np do 33ohm.

Chociaż spać mi nie daje myśl jakim cudem z cherlawej parki МП38/41 o Ic max= 20mA obciążonej 10Ω głośnikiem wyciśnięto moc 60mW. Ba, maksymalną 100mW!
Jakim cudem, skoro według ogólnie przyjętych wzorów moc, jaką można osiągnąć w tym układzie bez przeciążania tranzystorów wynosi kilka mW?

Po pierwsze: te tranzystory cechują się jeszcze takim parametrem jak szczytowy prąd kolektora, a ten wynosi 40mA dla MП38. Co prawda, to i tak niby o wiele za mało (moc 8mW) ale widać takie przeciążenie prądowe im nie szkodzi, tym bardziej że napięciowo są one wykorzystane słabo. Już bardziej bym się obawiał o słabiutki głośniczek o mocy zaledwie 100mW. Przy zasilaniu 9V i przyjęciu strat napięcia równych 0,5V na każdy półokres moc sinus może sięgnąć 0,8W! Bezpieczne dla tego głośnika napięcie zasilające - to zaledwie niecałe 4V (np 3 paluszki akumulatorowe lub 2 ogniwa suche), ale wówczas silnie spadnie wzmocnienie wzmacniacza w.cz. na petach П401, charakteryzujących się kolosalną jak na dyfuzyjne tranzystory w.cz. pojemnością zwrotną (15pF, odpowiadające im nasze TG39 miały "zaledwie" 6pF). Sytuację przy obniżonym napięciu zasilania poprawiłoby zastąpienie rezystora obciążenia w kolektorze drugiego peta - toroidalnym dławikiem w.cz., takim jak w "Malciszu".

Głośnik 40Ω z "Kolibra" by się przydał...

Owszem, w tym zastosowaniu byłby wręcz idealny (pomijając fakt że jego wielki magnes by się nie zmieścił, są jednak nowsze i z mniejszym magnesem GD5/0,2 o tej samej rezystancji, ale to byłby tym bardziej miezalians). Dopuszczalną moc 200mW osiągnęłoby się właśnie przy 9V a szczytowy prąd kolektora wyniósłby wtedy 100mA - i tak mniej niż przy 100mW na 10 omach. Istniały jednak i sowieckie wysokoomowe głośniki. Jeden z nich stosowany był w radioodbiorniku "Rubin" (następca bardziej znanego "Kosmosa"). Miał moc zaledwie 25mW i opór 60 ohm z odczepem pośrodku (stosowano go w równoległym stopniu przeciwsobnym bez transformatora głośnikowego, dołączając odczep do "-" zasilania, ale oczywiście można włączyć go klasycznie, bez wykorzystania odczepu). Inny - to 0,25ГДШ-2-50.

http://devicemusic.ucoz.ru/publ/muzej_d ... 0/7-1-0-70

Ten byłby jeszcze bardziej "przyjazny" dla tranzystorów końcowych (i baterii 9V): prąd szczytowy wyniósłby już tylko ok. 80mA. Tym więc dziwniejsze że ani w Zwiezdoćce, ani w całej rodzinie "Elektronów" gdzie również uzyto identycznego układowo stopnia końcowego, choć z nieco innymi rezystorami (zasilanie 6V z czterech ogniw R6) go nie zastosowano.

"Malczisz" - jest krzem,

I co o wiele gorsze - plastik Wcześniejsze wersje, na czerstwych ruskich germanowych petach w nocnikowych obudowach (patrz instrukcje pod linkiem jaki podałeś) miały jednak swój klimat, którego brak ostatniemu wydaniu z 1986 roku
Ale zastanawiam się, skąd urwała się wartość R=16kΩ w kolektorze pierwszego tranzystora, gdy zwykle ten rezystor ma wartość rzędu 1kΩ?

Krzemowe tranzystory planarne pracują całkiem nieźle i w zakresie mikroprądów (tu ok. 40uA), dzięki małym prądom zerowym. Więc uznano że mniejszego rezystora dawać nie trzeba.

Wszystko szło gładko, dopóki nie pokleiłem na małej płytce uniwersalnej plastikowego potwora na BC548B, BC308, BC337-40 i BC327-40.

Błeeee, ja tam gardzę plastikami. Zgromadziłem ogromne zapasy metalowych BC-tek, BD-tek, BF-ów, 2N-ek, i tylko takich używam. Tu oczywiście podeszłyby BC108, BC178, BC211 i BC313.

Czułość dobra, charczy jak cholera. Wzbudzać się nie wzbudza. Konsumpcja prądu bez wysterowania rzędu 3mA, zero reakcji na kręcenie PRkiem do regulacji prądu spoczynkowego. To oczywiście powoduje fantastyczne zniekształcenia skrośne. Zmiana napięcia na bazie pierwszego tranzystora nie powoduje zmian napięcia na wyjściu w sensownym zakresie i w efekcie napięcie na wyjściu jest o około 1V za niskie.

Coś chyba się poplątałeś. Pewien jesteś że na wyjściu masz ok. 3,5V napięcia spoczynkowego (powinno być nieco więcej, ale raczej nie 4,5V lecz ok. 4V - dobrze jest uwzględnić spadek napięcia na złączu B-E tranzystora końcowego npn co skutkowałoby jego gorszym wysterowaniem w wypadku pełnej symetrii napięcia na wyjściu)? Gdyby faktycznie było tam sensowne napięcie (a głośnik przy pomiarze prądu spoczynkowego podłączyłeś - bez niego nie ma którędy płynąć prad spoczynkowy stopnia sterującego z tranzystorem BC308?) - to z rezystorem obciążającym stopień sterujacy 1 kohm i peerką 470 ohm tranzystory końcowe odleciałyby w kosmos! W ogóle, to nie jest dobry sposób polaryzacji. Jesli nie chcesz użyć w tym celu piątego tranzystora z dzielnikiem w bazie - wywal peerkę, i wstaw w szereg jeszcze jedną diodę, dobierając ją spośród dostępnych diod impulsowych i prostowniczych (np. BYP401 - mają one nieco niższe napięcie przewodzenia co pozwoli w jakimś tam stopniu dobierać prąd spoczynkowy). A napięcie między bazami stopnia mocy mierzyleś?

[Furman Zenobiusz]

Nie korciło Cię aby podmienić BD354B/BC177 na BD355B (a BC177B w stopniu sterującym na BC313)?

Czy ta zmiana przejdzie również w końcówkach z M531S bez dodatkowych komplikacji ? Kupiłem jakiś czas temu trochę BD354B/355B ale jakoś nie mogę się zabrać za modyfikację, boję się, że coś padnie a używam tego sprzętu na codzień
Innym problemem jest to, że dość ciężko powybierać choćby z grubsza pary, wszystkie BD355 jakie mam mają raczej marne wzmocnienie

[zjawisko]

Dwa pierwsze natchnienia są oczywistą katastrofą ze względu na protezę tranzystora pnp mocy. Ale jako że mój M2405S mimo użycia dwóch BD354B gra całkiem miło, to nie narzekam. Może do zasługa importowanych BC413B i BC177B na wejściu końcówek - nie wiem.

Nie korciło Cię aby podmienić BD354B/BC177 na BD355B (a BC177B w stopniu sterującym na BC313)?

Korciło, ale ja nie mam BD354, BD355 to już w ogóle, a o wybrzydzaniu w grupach wzmocnienia nawet nie marzę!

ZK246 - zupełne kuriozum z TG70 w roli głównej. Niemniej jednak dwie płytki wydłubane ze zwłok owego magnetofonu po wymianie kalecznych, czerwonych elektrolitów śmigają nie najgorzej. Rocznik '73, w stopniu sterującym zamiast BC107/177 zastosowano importowane BC140 i BC160 (w czasie pracy są nieco ciepłe, więc zmiana na tranzystory średniej mocy była pożądana).
Układ mi się zupełnie nie podoba, raczej tylko jako natchnienie do doklejenia dodatkowych TG70.
Ale żeby zrobić to bez kontrowersyjnych mezaliansów należało by zastosować

2N3055/BDP620 a może lepsze częstotliwościowo BUY52 lub BDYP23-35, oczywiście po przenicowaniu wszystkich pozostałych tranzystrów, diod i elektrolitów na przeciwne napięcie zasilające?

Dałem sobie spokój z kombinacjami, do wyciskania 40W na 4Ω mam prototyp poskładany na KD502 w oparciu o schemat modułu PWM z Radmora 5102. Działa jak złoto, muszę to kiedyś poskładać na czysto.

"Zwiezdoczka" - kolejny raz "radzieccy uczeni" mnie zadziwiają. Rok 1972 a tu całkiem normalny wzmacniacz bez udziwnień... Jest wszystko, nawet egzotyczne u nas germanowe tranzystory npn. Fakt braku stabilizacji termicznej usprawiedliwia "zabawkowość" odbiornika.

A chodzi to jako tako bez stabilizacji ponieważ rezystor między bazami wytwarza spadek napięcia znacznie mniejszy niż potrzeba do wymuszenia choćby niewielkiego prądu spoczynkowego. Można go nieco zwiększyć z 27ohm, np do 33ohm.

Czyli czysta klasa B?

Chociaż spać mi nie daje myśl jakim cudem z cherlawej parki МП38/41 o Ic max= 20mA obciążonej 10Ω głośnikiem wyciśnięto moc 60mW. Ba, maksymalną 100mW!
Jakim cudem, skoro według ogólnie przyjętych wzorów moc, jaką można osiągnąć w tym układzie bez przeciążania tranzystorów wynosi kilka mW?

Po pierwsze: te tranzystory cechują się jeszcze takim parametrem jak szczytowy prąd kolektora, a ten wynosi 40mA dla MП38. Co prawda, to i tak niby o wiele za mało (moc 8mW) ale widać takie przeciążenie prądowe im nie szkodzi, tym bardziej że napięciowo są one wykorzystane słabo. Już bardziej bym się obawiał o słabiutki głośniczek o mocy zaledwie 100mW. Przy zasilaniu 9V i przyjęciu strat napięcia równych 0,5V na każdy półokres moc sinus może sięgnąć 0,8W! Bezpieczne dla tego głośnika napięcie zasilające - to zaledwie niecałe 4V (np 3 paluszki akumulatorowe lub 2 ogniwa suche), ale wówczas silnie spadnie wzmocnienie wzmacniacza w.cz. na petach П401, charakteryzujących się kolosalną jak na dyfuzyjne tranzystory w.cz. pojemnością zwrotną (15pF, odpowiadające im nasze TG39 miały "zaledwie" 6pF). Sytuację przy obniżonym napięciu zasilania poprawiłoby zastąpienie rezystora obciążenia w kolektorze drugiego peta - toroidalnym dławikiem w.cz., takim jak w "Malciszu".

Na to, że ten prąd płynie w impulsie nie wpadłem. Zawsze mnie uczono, żeby dobierać elementy ze sporym marginesem...

"Malczisz" - jest krzem,

I co o wiele gorsze - plastik Wcześniejsze wersje, na czerstwych ruskich germanowych petach w nocnikowych obudowach (patrz instrukcje pod linkiem jaki podałeś) miały jednak swój klimat, którego brak ostatniemu wydaniu z 1986 roku

Klimat klimatem, ale nie każdy ma w domu wiaderko petów, za to za całe 20gr można kupić tranzystor, który zastąpi KT315 czy tam inny plastik i będzie działał bez kombinowania. Do testów nie będę brał przecież cudem wyszperanego w szkole i doszczętnie wymęczonego peta NPN bo znając moje szczęście upalę go po 5 minutach. Plastiki są dobre do testów.

Wszystko szło gładko, dopóki nie pokleiłem na małej płytce uniwersalnej plastikowego potwora na BC548B, BC308, BC337-40 i BC327-40.

Błeeee, ja tam gardzę plastikami. Zgromadziłem ogromne zapasy metalowych BC-tek, BD-tek, BF-ów, 2N-ek, i tylko takich używam. Tu oczywiście podeszłyby BC108, BC178, BC211 i BC313.

A wiem, plastiki fe. Ale jak się nie ma co się lubi to tego, no... Z BC211/313 u mnie sucho, prędzej jakieś BC108.

Czułość dobra, charczy jak cholera. Wzbudzać się nie wzbudza. Konsumpcja prądu bez wysterowania rzędu 3mA, zero reakcji na kręcenie PRkiem do regulacji prądu spoczynkowego. To oczywiście powoduje fantastyczne zniekształcenia skrośne. Zmiana napięcia na bazie pierwszego tranzystora nie powoduje zmian napięcia na wyjściu w sensownym zakresie i w efekcie napięcie na wyjściu jest o około 1V za niskie.

Coś chyba się poplątałeś. Pewien jesteś że na wyjściu masz ok. 3,5V napięcia spoczynkowego (powinno być nieco więcej, ale raczej nie 4,5V lecz ok. 4V - dobrze jest uwzględnić spadek napięcia na złączu B-E tranzystora końcowego npn co skutkowałoby jego gorszym wysterowaniem w wypadku pełnej symetrii napięcia na wyjściu)? Gdyby faktycznie było tam sensowne napięcie (a głośnik przy pomiarze prądu spoczynkowego podłączyłeś - bez niego nie ma którędy płynąć prad spoczynkowy stopnia sterującego z tranzystorem BC308?) - to z rezystorem obciążającym stopień sterujacy 1 kohm i peerką 470 ohm tranzystory końcowe odleciałyby w kosmos! W ogóle, to nie jest dobry sposób polaryzacji. Jesli nie chcesz użyć w tym celu piątego tranzystora z dzielnikiem w bazie - wywal peerkę, i wstaw w szereg jeszcze jedną diodę, dobierając ją spośród dostępnych diod impulsowych i prostowniczych (np. BYP401 - mają one nieco niższe napięcie przewodzenia co pozwoli w jakimś tam stopniu dobierać prąd spoczynkowy). A napięcie między bazami stopnia mocy mierzyleś?

Litości, no chyba jasne że głośnik podłączyłem! I żeby było zabawniej, w kosmos nic nie odleciało! Prąd pobierany z baterii zasilającej był żałośnie mały.

Czyli co, 2 diody Si między bazami i powinno działać? Muszę najpierw znaleźć tę płytkę i dokumentację, bo od tego czasu przez mój pokój przeszło dużo wojen w tym kilka międzygalaktycznych.

[Tomek Janiszewski]

Czy ta zmiana przejdzie również w końcówkach z M531S bez dodatkowych komplikacji ?

Nie widzę przeciwwskazań, tym bardziej że tranzystory mocy są na radiatorach a nie na płytce, toteż nie trzeba rzezać ścieżek - wystarczy przelutować kabelki i jakąś zworkę pewnie wlutować. Należy jednak zmniejszyć rezystory i kondensator w układzie bootstrap, i wstawić mocniejszy tranzystor sterujący. Oczywiście, po takiej zmianie trzeba będzie skorygować prąd spoczynkowy i symetrię napięcia na wyjściu.

Innym problemem jest to, że dość ciężko powybierać choćby z grubsza pary, wszystkie BD355 jakie mam mają raczej marne wzmocnienie

Miałeś niebywałego pecha - nie zauważyłem aby moje były gorsze od BD354 (ale stosowałem te z grupy B lub C, nigdy nie badałem bezgrupowych). Niemniej jednak nawet znaczna asymetria bet będzie mniejszym złem niż współpraca nawet BD354C z BC177A/BD354B którą to konfigurację zwykle się stosowało.

[Tomek Janiszewski]

[Czyli czysta klasa B?

Na to wychodzi. A radyjko i bez niej rzęzi, bo z racji braku ARW albo sygnał poddawany detekcji jest za słaby, albo za mocny.

Na to, że ten prąd płynie w impulsie nie wpadłem. Zawsze mnie uczono, żeby dobierać elementy ze sporym marginesem...

W tym wypadku o spory margines zadbali konstruktorzy petów, bardzo ostrożnie szacując ich wytrzymałość prądową. Można by jeszcze wstawić do "Zwiezdoćki" autotransformator głośnikowy (można w tym celu posłużyć się odpowiednio połączonym sowieckim transformatorkiem głośnikowym od "Ałmaza" czy innego "Sokola") który pozwoli racjonalniej wykorzystać prąd z baterii dzięki ponad czterokrotnemu zwiększeniu impedancji obciażenia (tak zrobiono w telewizorku "Junost" gdzie również zastosowanu układ komplementarny jak w "Zwiezdoćce" ale z mocniejszymi tranzystorami ГT402/ГT404).

Litości, no chyba jasne że głośnik podłączyłem! I żeby było zabawniej, w kosmos nic nie odleciało! Prąd pobierany z baterii zasilającej był żałośnie mały.

No to nie ma bata: musiałeś popełnić jakiś inny czeski błąd. Wszak przy stosunku rezystancji bootstrapu (1kohm) i peerki (470 ohm) spadku napięcia na samej tylko peerce powinno wystarczyć do odblokowania obu tranzystorów końcowych, a tu dochodzi jeszcze prawie 0,7V na diodzie! Może pomyliłeś emiter z kolektorem, emiter z bazą itd w stopniu mocy?

Czyli co, 2 diody Si między bazami i powinno działać?

Najpewniej działać nie będzie, skoro obecnie zachowuje się bez sensu. Sprawdź najpierw poprawność montażu a następnie zmierz napięcie mięzy bazami stopnia końcowego.