Mosfet ed effetto valanga.

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Tiz
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Messaggio da Tiz »

è noto che FET e MOSFET hanno un suono molto più "caldo" rispetto ai BJT. Molto più simile ad un suono valvolare. Motivo della mia esigenza di fare tutto a FET e MOSFET.
OT/
o mammina mammina :? :? :? :?
qui si scatena l'inferno... in più ti sei giocato l'aiuto di Giaime per i prossimi 3000 anni :D :D :D :D
/OT
Ciao Paolo


Originally posted by sinuko - 18/09/2008 :  14:11:35
heheheh Paolo questo non lo so :) Ma sono sicuro che capirà ; )
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hobbit
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Messaggio da hobbit »

è noto che FET e MOSFET hanno un suono molto più "caldo" rispetto ai BJT. Molto più simile ad un suono valvolare. Motivo della mia esigenza di fare tutto a FET e MOSFET.
Ora sono serio. Hai evidenze di ciò che affermi? Puoi spiegarne eventualmente il motivo? Perché a me "è nota" solo una strumentalizzazione a fini commerciali.
Il "calore" delle valvole e dei fet ha origine nell'amplificazione per la chitarra nella quale questi dispositivi lavorano in un regime non troppo lineare. L'hi-fi ha altre esigenze.


_________
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Messaggio da Tiz »

è noto che FET e MOSFET hanno un suono molto più "caldo" rispetto ai BJT. Molto più simile ad un suono valvolare. Motivo della mia esigenza di fare tutto a FET e MOSFET.
Ora sono serio. Hai evidenze di ciò che affermi? Puoi spiegarne eventualmente il motivo? Perché a me "è nota" solo una strumentalizzazione a fini commerciali.
Il "calore" delle valvole e dei fet ha origine nell'amplificazione per la chitarra nella quale questi dispositivi lavorano in un regime non troppo lineare. L'hi-fi ha altre esigenze.


_________
Francesco


Originally posted by hobbit - 18/09/2008 :  14:40:42
Esatto Francesco. Infatti non lo devo usare per l'Hi-Fi ma per scopi chitarristici e strumentali in genere. Laddove se vanno a lavorare in zona non propriamente lineare, è tutto un vantaggio anziché uno svantaggio.
Mi ucciderete per questo ora ? :-)

Ad ogni modo, Giaime, leggendo questo schema:
http://www.futuraelettronica.net/pdf_ita/7100-FT15K.pdf
non noto che il driver è alimentato con tensione più alta dei Mosfets finali.
Non ho mai visto questa condizione secondo cui i finali sono alimentati a tensione minore del driver :-/ Anche perchè verrebbe meno il concetto di amplificazione. Vout/Vin deve essere positiva. Un segnale di uscita deve essere più grande di quello in ingresso.
Se per alimentare un MOS a 50V e tirare fuori 45Vpk devo pilotarlo con 50Vpk non ha senso.

Per risolvere questo ho fatto così, seguendo il tuo consiglio.
Mi sono messo con le curve di trasferimento, cercando i limiti del componente.
Almeno sulla carta, ho preso il suo diagramma di uscita e quello di ingresso. Ossia il diagramma Id=f(Vds) e il diagramma Id=f(Vgs)

Ho solo ipotizzato di alimentarlo a 26Vcc tra Drain e Source, perchè il datasheet riporta questo max valore e non avevo voglia di interpolare sino a 50V, e di fargli erogare una corrente massima di 8A. Corrente stabilita dall'alimentatore che più di questo non da.
Supponendo in Classe A, gli ho messo il centro di lavoro intorno a metà tensione e la VGS è di circa 4.7V. naturalmente considera questi dati approssimati.
Ora, dal diagramma di ingresso ( Id(Vgs) ) noto che sono quasi tutto in escursione lineare. Non mi importa la piccola distorsione che ho sulla curva in basso alla caratteristica. È poi in definitiva quello che voglio ( una lieve distorsione ).
Se applico un segnale in ingresso ora sinusoidale di 1Vpp, avrò un'escursione da 3.7 a 5.7V della tensione che applico al Gate.
Vado a vedere in uscita. Noto che ho una variazione da circa 3 a 22V.
ossia un'escursione di 19V.
Una "perdita" di 7V rispetto al Rail, quindi con un rendimento ( prendi con le pinze questo termine ) del 73% nel senso che il 73% dell'alimentazione, viene trasferita poi, tramite un condensatore, al carico di uscita = altoparlante.
Il guadagno VppOut/VppIn è 19 ( per un volt di variazione ne ho 19 in uscita )
Sono circa 5.6W rms su 8 Ohm circa.
Mi sembra che l'amplificazione è stata ottenuta.
Questo senza dare un'escursione al gate di 30V per ottenerne 26 in uscita.
ma mi ricordo che ai tempi, in scuola, quando studiammo gli amplificatori, questo era il modo per calcolarsi punti di lavoro, vedere dinamicamente come si comportava un transistor o un fet etc. Quindi il discorso della tensione più alta non mi torna. Ci ho pensato su un bel po' ma alla fine ho preferito prendere in mano i dati del Mosfet che sto usando e lavorare con quelli. tenendo presente che:
- le modifiche in rosso le ho fatte già e funzionano
- Quelle in verde no tranne il BD139 che ho applicato e che mi ha permesso di non sentire scottare l'aletta di raffreddamento che al momento, è sottodimensionata ... per cui cacchio se scotta :-)

Ne discuto al fine di capire meglio. Sbagliare a capire una parola, vuol dire andare completamente fuori strada.

Grazie ancora del tempo dedicato
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Messaggio da sinuko »

Un segnale di uscita deve essere più grande di quello in ingresso.
Se per alimentare un MOS a 50V e tirare fuori 45Vpk devo pilotarlo con 50Vpk non ha senso.
Attento, allora basterebbe un trasformatore in salita e hai fatto un ampli!!!!
Compito dello stadio finale è avere un guadagno in corrente e non in tensione (anzi può essere minore di 1 (se configurato a collettore comune etc etc ))..comunque alla fine quello a cui serve un ampli è amplificare la potenza (W).
Ciao Paolo
Ciao Paolo
Tiz
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Messaggio da Tiz »

Un segnale di uscita deve essere più grande di quello in ingresso.
Se per alimentare un MOS a 50V e tirare fuori 45Vpk devo pilotarlo con 50Vpk non ha senso.
Attento, allora basterebbe un trasformatore in salita e hai fatto un ampli!!!!
Compito dello stadio finale è avere un guadagno in corrente e non in tensione (anzi può essere minore di 1 (se configurato a collettore comune etc etc ))..comunque alla fine quello a cui serve un ampli è amplificare la potenza (W).
Ciao Paolo


Originally posted by sinuko - 18/09/2008 :  22:09:59
Anche in quel caso mi basterebbe un trasformatore in salita, in modo da avere tensione e corrente giusti. Infatti è quello che si fa negli Inverters. Peccato che le correnti e le tensioni in gioco nonché le frequenze e la linearità richiesta sulla larghezza di banda di 10 ottave, non rendano idoneo un trasformatore.


Torniamo all'ampli: La potenza, mi insegni, è il prodotto tra tensione e corrente.

Io posso dare 1V con 100A al carico per dire che l'ampli fornisce 100W. Ma dato che il carico ha 8 Ohm la corrente che lo percorre I=V/R sarà in ogni caso di 1/8 = 125mA. Per cui ad 1V su 8Ohm ho solo .125W.

Al pari: se un amplificatore eroga 100V ma al massimo 1.25mA, il massimo che l'amplificatore potrà fornire sono .125W e se il carico assorbe di più, mette i finali fuori uso.

Un Finale deve fornire Tensione e corrente necessaria al carico per sviluppare la potenza richiesta.
Supponiamo che il Finale dia di picco ( NON picco-picco ) 50V, deve anche fornire una corrente di I=V/R 50/8 = 6.25A ( sempre di picco ) che è poi la corrente che un carico da 8 Ohm richiede, se alimentato a 50V.
Si sviluppa sul carico una potenza di W = V*I = 50*6.25 = 312.5Wpk

Questo fà il Finale.
Il compito del finale è fornire tensione corrente richiesta per sviluppare la potenza necessaria su un dato carico. Se non hai entrambi i parametri, non hai quello che vorresti.

Quindi siamo ancora al punto di partenza che voglio chiarire ( sarò un rompiballe ma fintanto che le cose non le vedo nell'ottica giusta mi dovete scusare se rompo le scatole ;-) ):

- mi è stato detto ( od ho capito ) che il segnale di pilotaggio del MOSFET deve essere più grande del segnale in uscita.

- mi è stato detto ( od ho capito ) che di solito il driver etc, è alimentato ad una tensione maggiore dello stadio finale.

Di fatto non vedo il secondo punto e nemmeno il primo. Ho messo appunto uno schema per discuterlo eventualmente, di un amplificatore che funziona.
E considero anche quello che ho fatto io. Lo schemino di NE a cui ho apportato le modifiche. Quello originale pilotava le cuffie ed è adatto per questo pilotaggio, con le modifiche semplici che ho apportato, sto pilotando un box acustico e già lo uso. Vorrei solo fare il passo successivo di portare la potenza a livelli più elevati per le esigenze che ho.
Ma Funziona. Qui è il punto. E seguendo i due punti sopra citati, non dovrebbe andare e dovrebbe essere un buco nell'acqua.
Qui è il punto. E vorrei risolverlo.

Di positivo c'è anche che, grazie ai chiarimenti avuti nell'altro topic sul moltiplicatore di VBE, ho inserito il BD139 nel punto in cui ho disegnato il transistor verde,e la temperatura non mi sale alle stelle. Le alette rimangono tiepide. Prima il calore iniziava a dare fastidio alle mani quando si toccavano.

Ora è da chiarire l'aspetto dei due punti che ho elencato perchè da qualche parte credo vi sia di base un'incomprensione che mi piacerebbe risolvere ; ) ( e sto cercando di rispolverare tutto dalla mia memoria, e questa la cosa più difficile credo :D )
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Messaggio da ValerioV »

dipende da come è realizzato il finale...
un esempio classico è il GY50 di Aloia, che, come principio di funzionamento,
è molto simile all' amplificatore x cuffia postato prima...

il segnale d'ingresso viene prima amplificato in tensione, dal transistor driver
e poi viene amplificato in corrente dallo stadio emitter follower.

lo stadio emitter follower dovrebbe essere pilotato (in teoria) da una tensione
leggermente superiore in quanto il suo guadagno Av è leggermente minore di uno,
detto in altre parole, amplifica la corrente, ma attenua (leggermente) la tensione.

Quindi (in teoria) lo stadio driver dovrebbe essere alimentato con una tensione più alta...

In pratica per economia, si alimenta tutto con la stessa linea, e quindi
i transistor finali non arrivano ad erogare tutta la potenza (teorica) possibile,
questo significa che alla massima potenza in uscita si avrà una tensione di picco
di circa 2 Volt minore che nel driver..
(in ogni caso, la perdita di 2...4V su xxV d'uscita è quasi trascurabile)

Esempio pratico : il finale di Futura Elett. postato nel PDF
dichiara una tensione di alimetnazione di +/- 50Vcc
ammesso che i finali abbiano una Vds di 5V, la tensione massima d'uscita
sarebbe 45Vp = 32Vrms che su 8 Ohm danno una potenza di 126Wrms
in realtà però vengono dichiarati solo 100Wrms...

Una soluzione a questo problema è il circuito di bootstrap, ma l'introduzione
di questa capacità provoca anche delle non linearità del circuito...

bye :)

L'unica cosa che cambia dopo la laurea in ingegneria e' l'opinione sul coopyright...
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Messaggio da Giaime »

- mi è stato detto ( od ho capito ) che il segnale di pilotaggio del MOSFET deve essere più grande del segnale in uscita.

- mi è stato detto ( od ho capito ) che di solito il driver etc, è alimentato ad una tensione maggiore dello stadio finale.

Originariamente inviato da Tiz - 19/09/2008 : 00:15:23
Stai generalizzando. Ho detto che laddove in un amplificatore di potenza si usino dispositivo MOSFET come stadio d'uscita in configurazione drain comune, l'efficienza dell'amplificatore è compromessa se non si usa uno stadio driver alimentato ad una tensione maggiore di quella dell'alimentazione dei finali. Questo per due motivi:

1) l'elevata impedenza interna dei MOSFET (la loro transconduttanza bassa rispetto ai bjt) fa in modo che il guadagno di tensione dello stadio d'uscita a drain comune sia sensibilmente minore di 1 (v. libro di Self).

2) il fatto che per accendere un MOSFET di potenza (sono tutti ad arricchimento) bisogna imporre una Vgs positiva limita la tensione d'uscita di picco a quella di pilotaggio meno la Vgs dei MOSFET (3-4-5V tipicamente).

Quindi per sfruttare al meglio una data tensione di alimentazione con i MOSFET, bisognerebbe alimentare i piloti ad una tensione leggermente superiore. Che poi in pochi lo facciano, questo è un altro conto, puoi immaginare tu stesso facilmente quali siano le difficoltà di un'aggiuntiva alimentazione a tensione più elevata (ci vuole un altro trasformatore, se non si usa un circuito duplicatore di tensione come fa Nelson Pass).
Ho messo appunto uno schema per discuterlo eventualmente, di un amplificatore che funziona.
E questo chi l'ha detto? Che tipo di test hai effettuato, con che tipo di strumentazione? Non ho visto una sola misura a supportare il fatto che, nonostante lo stadio pilota impedisca ai MOSFET finali di sfruttare tutta la tensione di alimentazione, ciononostante per magia l'amplificatore sviluppi almeno 100W/8ohm che è quanto mi aspetterei con 100V di alimentazione.
Quello originale pilotava le cuffie ed è adatto per questo pilotaggio, con le modifiche semplici che ho apportato, sto pilotando un box acustico e già lo uso.
Secondo i miei conti stai erogando circa 35W/8ohm, l'efficienza dell'amplificatore in queste condizioni è ridicola (usi un'alimentazione enormemente più alta del necessario), a causa della sottoalimentazione degli stadi d'ingresso. E' ovvio che "L'audio c'è e pompa bene :-)" (cit.), rispetto alla manciata di watt del progetto originale, non per questo secondo dei canoni "tecnici", l'amplificatore funziona :D

Poi è ovvio che essendo un amplificatore "per strumento" non è necessario rispettare dei canoni di progettazione "hi-fi", e accetto anche la storia del "MOSFET più caldo del BJT" (personalmente ho dimostrato tutto e il contrario di tutto su questi luoghi comuni, decine di volte a chitarristi e audiofili sbigottiti) però almeno il dimensionamento di massima delle tensioni di alimentazione...

PS per i moderatori, non sarebbe il caso di splittare il topic, visto che oramai non si parla più di compensazioni termiche etc. ma di un amplificatore nello specifico?

Ciao!
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Messaggio da Tiz »

Ciao Giaime

grazie a te e agli altri che hanno risposto.
Veniamo all'argomento
1) l'elevata impedenza interna dei MOSFET (la loro transconduttanza bassa rispetto ai bjt) fa in modo che il guadagno di tensione dello stadio d'uscita a drain comune sia sensibilmente minore di 1 (v. libro di Self).

2) il fatto che per accendere un MOSFET di potenza (sono tutti ad arricchimento) bisogna imporre una Vgs positiva limita la tensione d'uscita di picco a quella di pilotaggio meno la Vgs dei MOSFET (3-4-5V tipicamente).

Quindi per sfruttare al meglio una data tensione di alimentazione con i MOSFET, bisognerebbe alimentare i piloti ad una tensione leggermente superiore. Che poi in pochi lo facciano, questo è un altro conto, puoi immaginare tu stesso facilmente quali siano le difficoltà di un'aggiuntiva alimentazione a tensione più elevata (ci vuole un altro trasformatore, se non si usa un circuito duplicatore di tensione come fa Nelson Pass).
Ok ora è chiaro, il tuo unitamente anche al messaggio di ValerioV mi hanno chiarito le idee.
E questo chi l'ha detto? Che tipo di test hai effettuato, con che tipo di strumentazione? Non ho visto una sola misura a supportare il fatto che, nonostante lo stadio pilota impedisca ai MOSFET finali di sfruttare tutta la tensione di alimentazione, ciononostante per magia l'amplificatore sviluppi almeno 100W/8ohm che è quanto mi aspetterei con 100V di alimentazione.
Non ho misurato niente del circuito di Futura Elettronica, ma che funzioni: si sa. Se poi con la parola "funzionamento" uno indica un qualcosa di diverso tipo: tendente all'ideale di funzionamento altrimenti non funziona anche se amplifica, allora è un altro paio di maniche
Secondo i miei conti stai erogando circa 35W/8ohm, l'efficienza dell'amplificatore in queste condizioni è ridicola (usi un'alimentazione enormemente più alta del necessario), a causa della sottoalimentazione degli stadi d'ingresso. E' ovvio che "L'audio c'è e pompa bene :-)" (cit.), rispetto alla manciata di watt del progetto originale, non per questo secondo dei canoni "tecnici", l'amplificatore funziona :D
Dopo quanto visto: si. Dovrò ridimensionarlo con uno stadio di ingresso più decoroso.
Poi è ovvio che essendo un amplificatore "per strumento" non è necessario rispettare dei canoni di progettazione "hi-fi", e accetto anche la storia del "MOSFET più caldo del BJT" (personalmente ho dimostrato tutto e il contrario di tutto su questi luoghi comuni, decine di volte a chitarristi e audiofili sbigottiti) però almeno il dimensionamento di massima delle tensioni di alimentazione...

PS per i moderatori, non sarebbe il caso di splittare il topic, visto che oramai non si parla più di compensazioni termiche etc. ma di un amplificatore nello specifico?

Ciao!
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Originally posted by Giaime - 19/09/2008 :  10:20:44
Questo fino ad un certo punto. Se lavoriamo nella zona lineare sono perfettamente d'accordo che la generazione di armoniche non è quella che tutti indicano. Se iniziamo a non lavorar nella zona lineare, c'è un intervallo in cui la generazione di armoniche pari è più evidente che la generazione di armoniche dispari e, in un suono come quello della chitarra distorta: fà la differenza. In applicazioni Hi-Fi è diverso. Deve possibilmente uscire tutto ciò che entrato e rimanere per quanto possibile analogo a quanto è entrato, per cui più lineare è il dispositivo meglio è. Ma non è affatto così quando si parla di chitarre elettriche. Diciamo che molti dei difetti dell'Hi-Fi, sono dei pregi quando si parla di strumenti musicali come appunto una chitarra elettrica distorta.

P.S. concordo con lo split del topic. Anzi chiedo scusa se a causa mia siamo andati così fuori topic.
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Questo fino ad un certo punto. Se lavoriamo nella zona lineare sono perfettamente d'accordo che la generazione di armoniche non è quella che tutti indicano. Se iniziamo a non lavorar nella zona lineare, c'è un intervallo in cui la generazione di armoniche pari è più evidente che la generazione di armoniche dispari e, in un suono come quello della chitarra distorta: fà la differenza. In applicazioni Hi-Fi è diverso. Deve possibilmente uscire tutto ciò che entrato e rimanere per quanto possibile analogo a quanto è entrato, per cui più lineare è il dispositivo meglio è. Ma non è affatto così quando si parla di chitarre elettriche. Diciamo che molti dei difetti dell'Hi-Fi, sono dei pregi quando si parla di strumenti musicali come appunto una chitarra elettrica distorta.

Originariamente inviato da Tiz - 19/09/2008 :  10:48:39
Guarda che sono anni che lavoro su queste cose... 8)
La mia (pur piccola) esperienza mi ha insegnato che dato un qualsiasi dispositivo, nell'applicazione per strumento è possibile tirarci fuori quasi qualsiasi suono... I FET (non i MOSFET) sono comodi poichè è possibile sostituirli direttamente ai triodi nei circuiti per i triodi (a patto di scalare opportunamente l'alimentazione), e il suono può essere simile, e da questa è nata la leggenda che suonino come le valvole. Anche con i bjt è possibile fare la stessa cosa, l'unica differenza è la necessità di una maggiore complicazione circuitale...

Se poi entriamo nel merito delle mie personali preferenze, mi sono accorto che assemblando rigs da palco per i chitarristi le migliori combinazioni sono:

1) per i generi che lo consentono, un amplificatore completamente a valvole (pre e finale) basato sostanzialmente sulle topologie classiche. E' possibile giocando con le combinazioni ottenere quasi qualsiasi suono... non è pratico, certo.

2) pre a valvole / fet / bjt per fare il suono, e finale "lineare" (diciamo "hi-fi"), specialmente nei rigs da basso questa combinazione è quella che preferisco, ultimamente abbiamo provato con degli amici ad usare i moduli in classe D come finali e ci siamo trovati benissimo...

Tanto per far capire i propri gusti, insomma :)

PS solo una nota tecnica: ricorda che tutti i dispositivi in zona non lineare producono per la maggior parte armoniche pari, è la topologia che può (o non può) essere in grado di sopprimerle facendo venir fuori quelle dispari... confusione dispositivo/topologia, altro luogo comune...

Ciao!
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Questo fino ad un certo punto. Se lavoriamo nella zona lineare sono perfettamente d'accordo che la generazione di armoniche non è quella che tutti indicano. Se iniziamo a non lavorar nella zona lineare, c'è un intervallo in cui la generazione di armoniche pari è più evidente che la generazione di armoniche dispari e, in un suono come quello della chitarra distorta: fà la differenza. In applicazioni Hi-Fi è diverso. Deve possibilmente uscire tutto ciò che entrato e rimanere per quanto possibile analogo a quanto è entrato, per cui più lineare è il dispositivo meglio è. Ma non è affatto così quando si parla di chitarre elettriche. Diciamo che molti dei difetti dell'Hi-Fi, sono dei pregi quando si parla di strumenti musicali come appunto una chitarra elettrica distorta.

Originariamente inviato da Tiz - 19/09/2008 :  10:48:39
Guarda che sono anni che lavoro su queste cose... 8)
La mia (pur piccola) esperienza mi ha insegnato che dato un qualsiasi dispositivo, nell'applicazione per strumento è possibile tirarci fuori quasi qualsiasi suono... I FET (non i MOSFET) sono comodi poichè è possibile sostituirli direttamente ai triodi nei circuiti per i triodi (a patto di scalare opportunamente l'alimentazione), e il suono può essere simile, e da questa è nata la leggenda che suonino come le valvole. Anche con i bjt è possibile fare la stessa cosa, l'unica differenza è la necessità di una maggiore complicazione circuitale...

Se poi entriamo nel merito delle mie personali preferenze, mi sono accorto che assemblando rigs da palco per i chitarristi le migliori combinazioni sono:

1) per i generi che lo consentono, un amplificatore completamente a valvole (pre e finale) basato sostanzialmente sulle topologie classiche. E' possibile giocando con le combinazioni ottenere quasi qualsiasi suono... non è pratico, certo.

2) pre a valvole / fet / bjt per fare il suono, e finale "lineare" (diciamo "hi-fi"), specialmente nei rigs da basso questa combinazione è quella che preferisco, ultimamente abbiamo provato con degli amici ad usare i moduli in classe D come finali e ci siamo trovati benissimo...

Tanto per far capire i propri gusti, insomma :)

PS solo una nota tecnica: ricorda che tutti i dispositivi in zona non lineare producono per la maggior parte armoniche pari, è la topologia che può (o non può) essere in grado di sopprimerle facendo venir fuori quelle dispari... confusione dispositivo/topologia, altro luogo comune...

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Originally posted by Giaime - 19/09/2008 :  11:16:55
interessante.

In passato avevo visto come con un dispositivo quale una valvola/fet/mosfet, era assai più facile, lavorando prossimi alla zona non lineare, tirare fuori molte più armoniche pari che non con un BJT. Avevo anche visto quanto tu hai detto inerente la tipologia del circuito etc.
Ma hai anche detto che avevi scritto una dimostrazione del tutto. Dove potrei trovarla ? MI interesserebbe leggerla.
Per quanto concerne le valvole in sé e per sé: non mi va di portare in giro un "tubo di vetro". Questioni di fragilità, consumi, rendimento, il fatto che si "consumano" per cui devi star li a regolare il bias per la valvola che invecchia etc etc etc. Trovo assai più pratico muovermi con i semiconduttori.
Tra i luoghi comuni poi si trovano anche: 100Wrms di una valvola sono molto più potenti di 100Wrms di un transistor ... ma qui serve solo per creare barzellette come: pesano più 100kg di acqua o 100kg di piombo ? :D :D :D :D Ma è solo per far capire con che mentalità ci si scontra. Credo tu lo sappia bene :D
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Messaggio da plovati »

La mia (pur piccola) esperienza mi ha insegnato che dato un qualsiasi dispositivo, nell'applicazione per strumento è possibile tirarci fuori quasi qualsiasi suono... I
Originally posted by Giaime - 19/09/2008 :  11:16:55
Vorresti provare allora a fare un ampli a IC che suoni come il tuo EL84 PP? Sarebbe interessante una dimostrazione simile al prossimo Bottom Audio.

_________
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Messaggio da Tiz »

Ehehehe Plovati, magari lo fà ;-)

Giaime, attendendo se possibile le Docs inerenti topologie e "favoreggiamento di armoniche" ( sembra un'accusa da tribunale :) ), tornando al circuito dello schema. A questo punto per poter far si che quell'ampli ( NE ) tiri fuori la potenza richiesta, dovrei alimentare a 100V i finali ( meglio gli IRFP che mi hai consigliato tu, diversamente anziché 100V meglio stare su 85-90 con gli IRF che ci ho messo io ), ma diciamo che anche il driver dovrebbe poter avere un'escursione i Vd prossima appunto ai 100V per cui non solo devo alimentarlo alla stessa tensione ( o maggiore nel caso ideale di cui si parlava ), ma di certo non può andare bene il BF245 dello schema perchè appena vede questa tensione del FET ci rimangono solo i reofori :D

Quindi supponendo che il driver a emettitore/source comune abbia questa escursione, riuscirei a pilotare correttamente i MOSFETS di uscita.

Per cui lo schema è totalmente da rifare
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Messaggio da Giaime »

Giaime, attendendo se possibile le Docs inerenti topologie e "favoreggiamento di armoniche" ( sembra un'accusa da tribunale :) )

Originariamente inviato da Tiz - 19/09/2008 :  12:45:59
Forse mi sono spiegato male, eppure a me sembrava chiaro. Non ho scritto niente in merito, figurarsi se mi metto a pontificare in un campo dove così importanti sono i gusti personali. Intendevo dire che più volte ho assemblato circuiti che imitassero i famosi ampli a valvole... ci sono molti progetti in giro per internet, quasi tutti si basano si FET ma ce ne sono anche a bjt.
Vorresti provare allora a fare un ampli a IC che suoni come il tuo EL84 PP? Sarebbe interessante una dimostrazione simile al prossimo Bottom Audio.
Originariamente inviato da plovati - 19/09/2008 : 12:25:46
Se non erro il Bottom è rivolto all'hifi, non agli strumenti musicali, e in ogni caso Penasa ha spiegato da tanto tempo come perseguire l'obiettivo che citi. Sviluppare ciò che dici è un bell'impegno, non penso di avere tempo nei prossimi mesi. Anche se un'idea o due ce l'avrei...

Ciao!
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Giaime, attendendo se possibile le Docs inerenti topologie e "favoreggiamento di armoniche" ( sembra un'accusa da tribunale :) )

Originariamente inviato da Tiz - 19/09/2008 :  12:45:59
Forse mi sono spiegato male, eppure a me sembrava chiaro. Non ho scritto niente in merito, figurarsi se mi metto a pontificare in un campo dove così importanti sono i gusti personali. Intendevo dire che più volte ho assemblato circuiti che imitassero i famosi ampli a valvole... ci sono molti progetti in giro per internet, quasi tutti si basano si FET ma ce ne sono anche a bjt.
ok ho capito male io allora quando parlavi di dimostrazione, credevo avessi scritto qualcosa in merito. Scusa per l'incomprensione
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Messaggio da plovati »

Vorresti provare allora a fare un ampli a IC che suoni come il tuo EL84 PP? Sarebbe interessante una dimostrazione simile al prossimo Bottom Audio.
Originariamente inviato da plovati - 19/09/2008 : 12:25:46
Se non erro il Bottom è rivolto all'hifi, non agli strumenti musicali, e in ogni caso Penasa ha spiegato da tanto tempo come perseguire l'obiettivo che citi. Sviluppare ciò che dici è un bell'impegno, non penso di avere tempo nei prossimi mesi. Anche se un'idea o due ce l'avrei...

Originally posted by Giaime - 19/09/2008 :  13:34:01
Hifi, strumenti musicali... sempre amplificatori sono.
Senza riaprire vecchie e inconcludenti diatribe, se qualcuno ha tempo, voglia capacità perchè non farlo?

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Piergiorgio
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Tiz
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Messaggio da Tiz »

Vero sono sempre amplificatori. Magari quelli per strumenti possono permettersi di non essere perfetti come l'Hi-Fi, di essere cioè più alla buona ( tanto non se ne accorge nessuno dato che lavoriamo con distorsioni quasi sempre attive :p )

Ad ogni modo, pensando quanto voi tutti ed il buon Giaime avete detto.

Vorrai proporre uno schemino molto semplice ma vorrei avere il parere. Ok, so già che non sarà eccelso, ma vediamo se dimensionando questo schema opportunamente, riusciamo ad ottenere potenza in uscita più seriamente.
Volendo mettere un driver che sopporti più di 30V come VDS, non ho trovato alcun FET, allora ho pensato di mettere un MOSFET di potenza per amplificare in tensione.

La figura seguente mostra quanto ho pensato ( lasciatemi la fissa dei MOSFETs vi prego ... almeno quella :) )

Immagine

Dite che è fattibile ? Il MOS Q4 lavorerebbe in classe A.
Il moltiplicatore di VBE Q3 permette ( opportunamente tarato ) di far lavorare i finali Q1 e Q2 in classe AB, tenendo sotto controllo la temperatura. Il tutto alimentato a 90Vcc per evitare di andare proprio a 100V limite fisico degli IRF usati.

L'ingresso è collegato all'eventuale differenziale di ingresso ( che però non è alimentato a 90Vcc perchè con i BF245B vedo fuochi d'artificio ), oppure da un normale stadio a Source comune.

Ripeto: so bene che non è un gran che, ma raggiungerei, dimensionando poi i valori delle resistenze, i miei obiettivi in termini di potenza su8 Ohm ?

Grazie ancora della vostra pazienza e disponibilità.

P.S. Giaime ti prego non mandarmi a quel paese ora, non è ancora il momento :)
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Messaggio da Giaime »

Ciao,

avevo pensato di mettere nel simulatore il tuo circuito per proporti qualche miglioramento, ma purtroppo OrCAD non mi funziona più e mi toccherà reinstallarlo per l'ennesima volta.

Quindi, andando solo a naso senza nessun calcolo, ti posso sicuramente dire già tutta una serie di cose: Q2 e Q4 sono collegati al contrario, ricontrolla...

R5 e R2 messe così fanno un moltiplicatore di Vbe potenzialmente pericoloso (pensa a cosa succederebbe se il contatto strisciante del trimmer fosse intermittente...): collega la base di Q4 al nodo centrale tra le due resistenze (di cui una sarà collegata a resistore variabile).

La funzione di D1 quale sarebbe?

Tieni conto che R1 dovrà dissipare parecchio, è lo scotto che si paga per questa topologia: io adotterei un circuito di bootstrap che ne aumenti la resistenza AC (guarda il C da 100uF in questo schema http://sound.westhost.com/p03_fig1.gif).

Ricordati che tutti i mosfet che stai usando sono dispositivi ad arricchimento, necessitano di Vgs positiva per funzionare, ragion per cui Q3 collegato in quel modo è spento, se il suo gate ha potenziale DC pari a zero (mentre il source ha un potenziale positivo). Per farlo funzionare bisogna che la circuiteria precedente gli fornisca un offset DC ben definito (entro un range piuttosto stretto, nonostante la presenza di R6). E' una topologia sicuramente molto promettente... promette di non funzionare per niente :D

Per la "sicurezza" del circuito, invece: mancano gli zener gate-source su tutti i mosfet (cerca gli schemi di un qualsiasi ampli a mosfet e vedrai di cosa parlo), mancano i resistori di source per Q1 e Q2, manca un carico all'amplificatore alle altissime frequenze (è importante anche se non usi retroazione globale: ti manca la rete di Zobel collegata in parallelo all'altoparlante, anche qui cerca lo schema di qualsiasi ampli a stato solido serio e vedrai di cosa parlo).

Poi se riesco a far andare SPICE magari ti posto un circuito riveduto e corretto...

Ciao!
Giaime Ugliano

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Messaggio da Tiz »

Ciao Giaime e grazie

allora Spice ce l'ho anch'io ma non ha mai funzionato. Il mi OrCAD ha anche altri problemi. Funziona solo il CIS. per cui non posso porprio testare niente se non fidarmi di quanto trovo in rete, e nell'unico libro che ormai mi è rimasto ma che noto avere lacune. Non è un libro di testo ma l'handbook della NE laddove però i mosfets hanno sempre 2 gates :-)

Ho corretto lo schema. Scusa per l'inversione di Q2 proprio non me ne sono accorto quando l'ho importato in OrCAD. Pardon.

Qui la nuova immagine
Immagine
Ho inserito la rete di Zobel che conoscevo con il nome di Cella di Boucherot. Ora so che si chiama anche rete di Zobel ( EDIT: mi sa che ho dimenticato l'induttanza ... Sorry )e le resistenze di Source anche se in schemi anche di ampli commerciali, quando ci sono solo due MOS a volte questi componenti non vi sono. Ne deduco che possa funzionare anche senza ( a rischio e pericolo ) ma quello che mi premeva era capire se questa topologia potesse funzionare ( ammazza mi hai ucciso quando hai detto: non può funzionare :D )

Q4 è connesso ora come consigliavi tu ? Ho capito bene ? In ogni modo uso trimmers multi giri verticali. Mai quelli ad un giro.
Anche quando lo schema non è mio ed il progetto prevede un trimmer normale, gli metto sempre quelli multi giri.

Per Q3. Appunto il problema di polarizzazione pensavo di averlo risolto ma giustamente in questo modo la polarizzazione è negativa. Quindi o uso un Mosfet a svuotamento anziché a riempimento ( non so le sigle ) da quanto ho capito, oppure devo realizzare un partitore sul gate, per dar logo ad una tensione positiva. A questo punto mi conviene allora togliere R6 direttamente e conseguentemente C1.
Per la realizzazione del partitore sul gate ? Semplice partitore o c'è qualcosa d'altro ? Non trovo quello che mi servirebbe mannaggia. Puoi aiutarmi ?

EDIT Trovato qualcosa al riguardo http://www.ingre.unimo.it/elettronica/elettronica/Capitolo_5.pdf un semplice partitore quindi. ben non conviene a sto punto eliminare la R6 direttamente e dare una tensione positiva di 3-4 V sul gate ?
/EDIT


Per il diodo D1. È stata un'aggiunta più di istinto/copiatura che ragionata. L'ho visto in diversi schemi e lo hanno giustificato come un qualcosa che aiuta a mantenere simmetrico l'ampli durante i sovraccarichi. Non mi sono posto il problema di quanto vero/utile sia. L'ho messo e basta :-) A dirti la verità non ho trovato nessuna documentazione che lo rendesse obbligatorio e/o lo descrivesse.


per R1, ho preso i diagrammi del MOSFET ed ho impostato la retta di carico. Tieni conto che volevo proiettare sul diagamam di ingresso ma questi era logaritmico e l'altro lineare. Non ho avuto voglia di stare li a fare la proiezione per convertire il Log in Lineare e vedere il resto.
Se dici che deve dissipare parecchio, allora ho forse imopstato male qualcosa. Mi risulta che fossero circa una decina o ventina di mA a 90V ( vado a memoria guarda, per cui perdonami l'imprecisione, dovrei rifare il disegno per dirla giusta ) quindi dovrebbero essere circa 2W.

Poi, supponendo però che non uso un differenziale d'ingresso, non credo che lo schema del Bootstrap possa applicarlo, o meglio: devo farlo in modo diverso.

Grazie ancora. Apprezzo quello che stai facendo ossia che mi stai seguendo. Non è facile seguire un pazzo folle come me :)
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Messaggio da Giaime »

Ciao,

andiamo con ordine.
Ho corretto lo schema. Scusa per l'inversione di Q2 proprio non me ne sono accorto quando l'ho importato in OrCAD. Pardon.
Q4 è ancora storto!!!
Ho inserito la rete di Zobel che conoscevo con il nome di Cella di Boucherot.
La rete di Zobel è la RC, la cella di Boucherot è la LR, quest'ultima potrebbe non essere necessaria se non usi retroazione globale.
le resistenze di Source anche se in schemi anche di ampli commerciali, quando ci sono solo due MOS a volte questi componenti non vi sono.
Funziona anche senza, ma poi come fai a misurare la corrente a riposo dei soli dispositivi finali? ; )
Q4 è connesso ora come consigliavi tu ? Ho capito bene ? In ogni modo uso trimmers multi giri verticali. Mai quelli ad un giro.
Anche quando lo schema non è mio ed il progetto prevede un trimmer normale, gli metto sempre quelli multi giri.
Q4 è ancora storto, vedi sopra, e conviene scambiare la posizione di R5 con quella di R2 (sempre girando Q4, ovviamente, se poi vuoi usare un PNP al posto di un NPN lascia R2 e R5 dove sono).
Per Q3. Appunto il problema di polarizzazione pensavo di averlo risolto ma giustamente in questo modo la polarizzazione è negativa. Quindi o uso un Mosfet a svuotamento anziché a riempimento ( non so le sigle ) da quanto ho capito, oppure devo realizzare un partitore sul gate, per dar logo ad una tensione positiva. A questo punto mi conviene allora togliere R6 direttamente e conseguentemente C1.
Per la realizzazione del partitore sul gate ? Semplice partitore o c'è qualcosa d'altro ? Non trovo quello che mi servirebbe mannaggia. Puoi aiutarmi ?
Io non toglierei R6, può tornare utile per aggiustare di fino la polarizzazione (e fa anche da elemento di stabilizzazione termica della corrente a riposo in Q3). Quindi andrebbe lasciato anche C1.
Per polarizzare Q3 si può provare con un partitore, conviene che una delle due resistenze sia regolabile però, per settare la corrente in Q3 (ci sono sempre di mezzo le variazioni da componente a componente).
per R1, ho preso i diagrammi del MOSFET ed ho impostato la retta di carico. Tieni conto che volevo proiettare sul diagamam di ingresso ma questi era logaritmico e l'altro lineare. Non ho avuto voglia di stare li a fare la proiezione per convertire il Log in Lineare e vedere il resto.
Se dici che deve dissipare parecchio, allora ho forse imopstato male qualcosa. Mi risulta che fossero circa una decina o ventina di mA a 90V ( vado a memoria guarda, per cui perdonami l'imprecisione, dovrei rifare il disegno per dirla giusta ) quindi dovrebbero essere circa 2W.
Per R1, una volta che hai deciso la corrente in Q3 (io starei piuttosto altino, 20-30mA minimo), devi semplicemente far sì che ai suoi capi cada circa metà della tensione di alimentazione (questo per un dimensionamento "ad occhio": è chiaro poi che per ottenere il minimo di distorsione, o viceversa, una particolare caratterizzazione della distorsione, il valore va tarato a seconda delle preferenze. Tieni conto che se ai capi di R1 c'è meno o più di metà della tensione di alimentazione, la potenza massima "indistorta" disponibile all'altoparlante diminuirà).

Ciao!
Giaime Ugliano

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Oh santo cielo, scusa per Q4 non me ne sono affatto accorto.

ecco la nuova proposta:
Immagine

Che ne pensi ?

Per la corrente Id di Q3: si nel frattempo ho ripreso in mano i datasheet ed infatti la corrente è di una trentina di mA che avevo impostato. Quindi dissipa un pochetto circa 3 W.

Avevo sbagliato la posizione del trimmer. Vero. Anche questa è stata una svista. Così com'è infatti è meglio. Chiedo scusa per le sviste, ma a volte non vedo nemmeno errori di scrittura e mi tocca usare il correttore causa dislessia, vedi tu come sono messo.

Allora la resistenza R6 in effetti meglio lasciarla. La tensione Vg stabilita dal partitore R11/R7 deve essere intorno a 4V giusto ?

Ho calcolato i valori delle resistenze. Ho tralasciato apposta R6 tanto non ci vuole molto a calcolarsela ma preferivo postare il messaggio quanto prima :)

Dunque in questo modo l'amplificatore dovrebbe andare. A questo punto posso applicargli direttamente un segnale.

Spero tu reinstalli presto PSPICE in modo da poter fare un qualche test del tutto :) Non mi dispiacerebbe veder funzionare questo cosino ...
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