Era stadio Finale IRF530 - ora Hiraga 20W classe A

Messaggio da **gserpentino** » 27 giu 2007, 15:04

Posto questo circuito che ho fatto giocando con LTspice.

Mi fate delle critiche/commenti...sparate...sparate...

Immagine

ciao
gabriele

Messaggio da **hobbit** » 27 giu 2007, 16:25

Che vuol essere? Penso di capire....

Secondo me R8 deve essere piccola (ti abbassa l'impedenza di uscita) e la tensione che pilota il transistor basso più piccola in ampiezza rispetto quella del transistor alto.

Comunque per capirci qui Comi utilizzava proprio gli irf530 che poi sostitui nella versione definitiva con i buz900 (mosfet laterali):

http://www.audiofanatic.it/Amplificator ... stato3.jpg

Se vuoi ti posto una simulazione che feci qualche tempo fa proprio con gli irf530 (ne ho molti in casa, non si sa mai che ci faccia qualcosa prima o poi).

Ciao,

Francesco

POST-EDIT ad occhio le resistenze del partitore mi sembrano un po' altine per gli irf530. Vedi tu....

Messaggio da **gserpentino** » 27 giu 2007, 16:52

Che vuol essere? Penso di capire....

Secondo me R8 deve essere piccola (ti abbassa l'impedenza di uscita) e la tensione che pilota il transistor basso più piccola in ampiezza rispetto quella del transistor alto.

Comunque per capirci qui Comi utilizzava proprio gli irf530 che poi sostitui nella versione definitiva con i buz900 (mosfet laterali):

http://www.audiofanatic.it/Amplificator ... stato3.jpg

Se vuoi ti posto una simulazione che feci qualche tempo fa proprio con gli irf530 (ne ho molti in casa, non si sa mai che ci faccia qualcosa prima o poi).

Ciao,

Francesco

POST-EDIT ad occhio le resistenze del partitore mi sembrano un po' altine per gli irf530. Vedi tu....

Originally posted by hobbit - 27/06/2007 : 11:25:36

Ciao Francesco,
ho preso spunto da quello di Comi e per fare un po' di prove ho utilizzato questo Mosfet.
Ho fatto delle simulazioni LTspice e da quello che dice lui dovrebbe funzionare....
Pero' se qualcuno di piu' esperto di me ci mette la testa e fa delle prove/simulazioni ne sarei contento, in modo da avere altre conferme oppure delle modifiche.

Poi c'e' anche la stranezza (ma questo anche negli altri circuiti) che con la frequenza di 1K funziona tutto bene e la distorsione e' bassa.
Se faccio la simulazione con la frequenza di 10K, Ltspice mi da una distorsione altissima.

Ma, ripeto, questo l'ho rilevato anche con altri circuiti.

Dove sbaglio?

gabriele

Messaggio da **hobbit** » 27 giu 2007, 17:24

Io ora non riesco a mettermi a fare simulazioni, forse fra qualche giorno. Questo è uno dei miei primi giochetti con ltspice:

Immagine

Considera che butta fuori 10w, che le pcl85 le trovi ad un euro e lo stesso gli irf530. Costo stadio amplificazione 1%, costo alimentatore 99%.

A spanne nel tuo circuito l'impedenza di uscita non è proprio bassina, a parte il fatto che su R8 quanta potenza butti via?

Ciao,

Francesco

Messaggio da **Giaime** » 27 giu 2007, 18:47

Ciao Gabriele!

Vedo che stai mettendo su, pezzo per pezzo, dei circuiti niente male

Ciò che hai disegnato è uno stadio d'uscita a mosfet in configurazione quasi-complementare, seppur abbozzato.

L'idea è quella di usare dispositivi d'uscita dello stesso tipo (es. stai usando due mosfet a canale N, al posto di uno N e uno P, questa configurazione, nata con i bipolari, era dovuta alla difficoltà di reperire buoni transistor PNP, ancora difficili da produrre per le tecnologie di un tempo). Potrebbe sembrare ad un primo sguardo che il mosfet superiore lavori a drain comune (inseguitore di source, source follower, che dir si voglia) mentre quello inferiore a source comune.

Beh per come hai disegnato tu il circuito (in particolare i generatori di tensione per il segnale d'ingresso) parrebbe che sia così, e la tua scelta di un'elevata R8 (dove in realtà R8 dovrebbe essere uguale a R2) mi conferma che hai cercato di abbassare il guadagno del mosfet basso, per renderlo simile a quello del mosfet alto.

In realtà il circuito non si fa così: il segnale che pilota il mosfet basso non deve essere riferito a massa, ma all'uscita dell'amplificatore: in pratica puoi fare ciò, in via preliminare (ossia mantenendo i due generatori di segnale) collegando il terminale negativo di V1 all'uscita dell'amplificatore (mantenedo i due, V1 e V3, fuori fase tra loro, uno a +15 l'altro a -15). Come avrai intuito nel circuito "vero" questo si fa in tutt'altro modo, con un invertitore di fase riferito all'uscita...

L'altro problema che evidenzia il tuo schema è la scarsa PSRR, ovvero il circuito siffatto è estremamente sensibile ai disturbi dell'alimentazione, poichè questo entrano attraverso il partitore formato da R1, R4, R6, R7 direttamente ai gate dei mosfet, i quali riportano il ronzio direttamente sull'uscita.

Questo si può risolvere usando dei diodi e un trimmer per settare la corrente a riposo nei mosfet. Meglio ancora sarebbe sostituire R6 e R7 con dei pozzi/sorgenti di corrente costante, in tal modo il disturbo indotto dall'alimentazione nel circuito sarebbe praticamente zero.

Simulando il circuito poi si vede che il nodo d'uscita (prima del condensatore C6) non è perfettamente centrato alla metà della tensione d'alimentazione (invero piuttosto alta se davvero vuoi settare 1A come corrente a riposo), questo fa dissipare due potenze diverse ai mosfet, facendoli funzionare in modo diverso, oltre a perdere potenza d'uscita (perchè da un lato lo swing massimo disponibile in tensione è minore rispetto all'altro lato).

Con questo circuito arrivi a fare 20W su 8ohm con circa l'1% di THD. Sto provando a mettere su una versione riveduta e corretta: in linea di massima ti sconsiglierei di proseguire con l'uscita quasi-complementare (c'è il grosso problema di polarizzare i mosfet: la differenza di tensione tra i due gate è enorme (30V) e dovrebbe essere garantita con precisione al millivolt...), e passare ad un vero complementare, usando una coppia abbinata di mosfet a canale P e N come per esempio IRF530-IRF9530.

Ciao!
Giaime Ugliano

Messaggio da **gserpentino** » 27 giu 2007, 20:10

Bello, bello lavorare cosi'..... mi piace approfondire...

Sono partito con il circuito semi complementare perche' mi piaceva l'idea di lavorare con lo stesso mosfet.....
Didatticamente mi sembrava piu' complicato, e se avessi capito questo sarei stato avvantaggiato nel caso del complementare.
Ovviamente e' solo una mia sensazione.

La R8 l'ho messa cosi alta perche' in questo modo ottenevo bassa distorsione e alta potenza.

A me LTspice mi da 0,4 % di THD e picchi di 24-27 W in uscita.

Provando a lavorare con le due resistenza R2 e R8 con lo stesso valore (0.1 ohm) la THD sale enormemente e la potenza si abbassa molto.

gabriele

Messaggio da **Giaime** » 27 giu 2007, 20:39

Rimane comunque un classico circuito che funziona in Spice e non in realtà.

Piuttosto, ti direi da subito di orientarti verso le alimentazioni duali (±30V piuttosto che +60V e massa), costa meno (pensa ai C di filtro, e a quello d'uscita che non serve più) e viene tutto meglio...

Questo è molto importante, i risultati saranno enormemente superiori già per l'assenza del condensatore sull'uscita. Poi il mio è solo un consiglio, su come lo farei io...

Ciao!
Giaime Ugliano

Messaggio da **gserpentino** » 27 giu 2007, 20:45

Alimentazione Duale ????

Ehm....

come dire ...

, ci avevo pensato ma non sono riuscito ad implementare il circuito in tale modo....

gabriele

Messaggio da **Giaime** » 27 giu 2007, 21:20

Dunque, partiamo da una cosa alla volta. Ecco a voi l'uscita quasi-complementare a mosfet, ovvero una delle uscite peggio performanti del panorama a stato solido (sia come guadagno, che cala drammaticamente su carichi bassi, sia come distorsione, piuttosto elevata...).

Immagine

La "macchia nera" con scritto "Bias" rappresenta appunto gli elementi che dovranno introdurre la polarizzazione dei dispositivi. In pratica serve un "qualcosa", un circuito che abbia ai suoi capi una tensione costante e regolabile, indipendentemente dalla corrente che ci passa. Tantissime possibilità: dei diodi in serie tra di loro, uno zener (poco regolabile però...), un Vbe multiplier, uno di quei riferimenti di tensione variabili...

Il segnale poi entrerà dalla base del bjt basso.

Ciao!
Giaime Ugliano

Messaggio da **Giaime** » 27 giu 2007, 21:35

Qui un'ipotesi per il circuito di polarizzazione:

Immagine

Ho usato il classico Vbe multiplier. R16 è in realtà un trimmer da 4.7k. In questa configurazione l'amplificatore si può usare in classe AB e eroga una quarantina di watt su 8ohm, con distorsione purtroppo non bassa (1% circa, non ho ancora ottimizzato il circuito, non è in alcun modo da intendersi definitivo poichè ad es. R12 e R13 andrebbero sostituite da delle sorgenti di corrente costante, oltre a mancare del tutto il circuito d'ingresso e di guadagno in tensione...).

Ciao!
Giaime Ugliano

Messaggio da **Giaime** » 27 giu 2007, 22:16

E qui variazione sul tema, amplificatore completo: liberamente ispirato al classe A di John Linsley Hood

Le prestazioni sono modeste però, visto il basso guadagno ad anello aperto, e il circuito "minimale". Fa circa 30W su 8ohm, a circa l'1% di THD, con una corrente a riposo di 1.5A (quindi piena classe A). L'uscita quasi-complementare non aiuta con la distorsione: tenendo conto anche del condensatore sull'uscita, ho tracciato il profilo di una vera carretta

Ciao!
Giaime Ugliano

Messaggio da **gserpentino** » 27 giu 2007, 22:34

wow.....il thread, grazie a Giaime e' decollato.
Questa sera, se riesco mi studio l'ultimo circuitino.......

Vediamo se riusciamo a partorire un "Primo" a mosfet per i lettori Audiofaidate.....

Chi altro ci aiuta......?

Io sono un ultra principiante per cui non contate troppo su di me, io cerco di apprendere...

gabriele

Messaggio da **Giaime** » 27 giu 2007, 23:50

Vediamo se riusciamo a partorire un "Primo" a mosfet per i lettori Audiofaidate.....

Originally posted by gserpentino - 27/06/2007 : 17:34:37

Se l'intenzione era fare qualcosa di semplice ed economico, sicuramente:

- NON dovrà essere in classe A;
- NON dovrà essere quasi-complementare;
- NON dovrà essere ad alimentazione singola;
- NON dovrà essere a mosfet

Per cui credo che la questione sia fallata nella sostanza

Ciao!
Giaime Ugliano

Messaggio da **hobbit** » 28 giu 2007, 03:30

Uff finché si gioca a fare il circuitino didattico va bene, ma fare qualcosa di serio mica è semplice.
E se prima di stabilire dispositivi, topologia, polarizzazione, etc. stabiliste le prestazioni desiderate, il budget e compagnia bella?
Ad esempio Lovati in Primo prima di arrivare al circuito vero e proprio ne fa di considerazioni.
Boh, tutto imho.
Bye,

Frank

Messaggio da **gserpentino** » 28 giu 2007, 04:10

Mi viene da dire:

1) Plovati fa molte cosiderazioni perche' ha esperienza.
Un pivello come me non puo' fare certe considerazioni che chi ha esperienza e' in grado di fare.
Io parto cosi, un po a braccio....poi se qualcuno piu' esperto mi/ci aiuta e percorre una strada meglio organizzataben venga.

2) Non ditemi che un finale in classe A a mosfet puo' costare di piu' di un finale in classe A a valvole....

Vuoi che con circa 200, 250 esagero 300 Eur non riesci a fare un finale classe A a Mosfet...?

Per la potenza mi accontenterei di stare intorno ai 20 Watt in classe A.

gabriele

Messaggio da **Giaime** » 28 giu 2007, 04:13

E se prima di stabilire dispositivi, topologia, polarizzazione, etc. stabiliste le prestazioni desiderate, il budget e compagnia bella?

Originally posted by hobbit - 27/06/2007 : 22:30:47

Certo Frank, tu hai ragione. Ma d'altronde il senso dei miei interventi era di comprendere il circuito postato da Gabriele e migliorarlo (entro i miei limiti

): del resto di questo si parla in questa discussione, introdurre circuiti completamente diversi sarebbe stato interessante ma OT.

E' vero però che volendo cercare qualcosa di semplice, ma didattico e performante, è bene NON partire dal circuito e giustificarlo a posteriori, ma introdurre prima i capitolati del progetto.

Tra l'altro si aprirebbe una bella questione: cosa intendete per prestazioni di un amplificatore a stato solido?

In un mondo dove va molto di moda dire che i numeri non contano niente ai fini del buon suono, talvolta mi sovviene questo genere di dubbio.

Ciao!
Giaime Ugliano

Messaggio da **hobbit** » 28 giu 2007, 04:46

E' vero però che volendo cercare qualcosa di semplice, ma didattico e performante, è bene NON partire dal circuito e giustificarlo a posteriori, ma introdurre prima i capitolati del progetto.

Tra l'altro si aprirebbe una bella questione: cosa intendete per prestazioni di un amplificatore a stato solido? In un mondo dove va molto di moda dire che i numeri non contano niente ai fini del buon suono, talvolta mi sovviene questo genere di dubbio.

Ciao!
Giaime Ugliano

Originally posted by Giaime - 27/06/2007 : 23:13:33

Chissà se ce lo diranno quelli che discutono nell'altro thread?

Altra questione, siamo proprio sicuri che gli ampli a ss generalmente abbiano tutti i numeri a posto o solo quelli sbandierati?

Mi viene da dire:

1) Plovati fa molte cosiderazioni perche' ha esperienza.
Un pivello come me non puo' fare certe considerazioni che chi ha esperienza e' in grado di fare.
Io parto cosi, un po a braccio....poi se qualcuno piu' esperto mi/ci aiuta e percorre una strada meglio organizzataben venga.

2) Non ditemi che un finale in classe A a mosfet puo' costare di piu' di un finale in classe A a valvole....

Vuoi che con circa 200, 250 esagero 300 Eur non riesci a fare un finale classe A a Mosfet...?

Per la potenza mi accontenterei di stare intorno ai 20 Watt in classe A.

gabriele

Originally posted by gserpentino - 27/06/2007 : 23:10:35

Che vuol dire, Lovati fa le considerazioni che può e tu quelle che puoi tu.

I finali a valvole SE non sono i più economici e PG per contenere i costi scende ad un compromesso molto forte: contenere la potenza (vedi "Lo Scherzo"). 20W in classe A non sono propriamente uno scherzo, pensa solo al costo dei dissipatori, un case adeguato, ...., a meno che tu non li abbia già in casa. 200/300 euro non sono un costo irrisorio per le mie tasche, nell'usato ci porto a casa già un bell'oggetto e sono disposto a buttarli in un progetto di autocostruzione solo se questo non è campato per aria.

Bye, F.

Messaggio da **Giaime** » 28 giu 2007, 04:53

Altra questione, siamo proprio sicuri che gli ampli a ss generalmente abbiano tutti i numeri a posto o solo quelli sbandierati?

Originally posted by hobbit - 27/06/2007 : 23:46:18

Francesco,

io penso una cosa, molto banale, però ho sempre avuto il coraggio di metterci la faccia.

Ho ascoltato più di un amplificatore a stato solido dal suono eccezionale, assolutamente perfetto in ogni dettaglio. Guarda caso era un amplificatore ineccepibilmente progettato con criteri che, di fronte alle logiche esoteriche dell'hi-fi moderna, oserei definire "tradizionali".

Quello che voglio dire è: prima di porci la soluzione, poniamoci il problema.

Cos'hanno che non vanno gli ampli a stato solido? Hai avuto brutte esperienze da bambino?

Per quanto mi riguarda sarebbe carino decidersi per un progettino in classe B a bjt ben fatto, di potenza non esagerata però documentato e con le PCB pronte, replicabile da chiunque e con componenti di facile reperibilità. Una sorta di Primo a stato solido, un PrimoSolido

E finalmente potremmo dare ad AudioFaiDaTe, con l'avvallo dei più esperti e l'appoggio dei fondatori del sito, il suo progetto a stato solido discreto per principianti

Ciao!
Giaime Ugliano

Messaggio da **hobbit** » 28 giu 2007, 05:13

Mi hai frainteso, non ho niente contro lo stato solido, anzi penso di esser uno dei pochi qui che cerca di parlarne.
Intendevo solo dire che non bastano alcuni numeri a fare un buon amplificatore, altrimenti gli scaffali dei negozi sarebbero pieni di oggetti allo stato dell'arte.

Riguardo un PrimoSolido il mio povero contributo lo posso dare.
Per non far l'ennesimo progetto inutile che dopo 5 giorni cade nel limbo cerchiamo di capire bene quale deve essere un buon capitolato di progetto.
Ad esempio nell'altro thread si parla tanto del sistema Moss, in che modo un progetto low-cost può ereditare le buone idee che vi sono contenute? Quali sono le idee base che possimo applicare con poco sforzo e che eleverebbe il livello del progetto?

Ciao, F.

POST-EDIT: personalmente mi trovi daccordo sulla classe AB, certo che non sarà facile trovare un buon compromesso semplicità/costi/prestazioni, forse il campioncino da questo punto di vista è il my_ref. Personalmente non mi fisserei necessariamente con i mosfet, ma valuterei anche i bjt, gli ibgt e gli opamp senza preclusioni.

Messaggio da **Giaime** » 28 giu 2007, 14:54

POST-EDIT: personalmente mi trovi daccordo sulla classe AB, certo che non sarà facile trovare un buon compromesso semplicità/costi/prestazioni, forse il campioncino da questo punto di vista è il my_ref. Personalmente non mi fisserei necessariamente con i mosfet, ma valuterei anche i bjt, gli ibgt e gli opamp senza preclusioni.

Originally posted by hobbit - 28/06/2007 : 00:13:02

Ecco, iniziamo a ragionare su qualcosa di concreto. Attendendo anche altri pareri, ovviamente, secondo me si potrebbe puntare come dicevo ad un finale in classe B, a bjt (per economizzare, con la possibilità di montare i 3055 per giocare, ma anche perchè - IMHO - è il massimo come prestazioni). Magari farlo versatile: chi ha un pre a valvole ad elevata uscita può "attaccarsi" direttamente allo stadio d'uscita, chi vuole un ampli integrato invece c'è il suo stadio d'ingresso "tradizionale", oppure si potrebbe interamente rimuovere l'ingresso e sostituirlo con un operazionale... magari con bootstrap per aumentarne le possibilità in tensione d'uscita... magari due opamp, in feedforward

Penasa, Piercarlo, dove sieteeeeeeeeee...

Edit: ovviamente questo per quanto riguarda la struttura, poi per quanto riguarda i trucchi per facilitarne la realizzazione si potrebbe puntare ad un'architettura scalabile per diverse tensioni di alimentazione, dai ±15V per giocare ai ±55V per fare casino sul serio. Tutto su una singola Eurocard, alimentazione a parte: riusciranno i nostri eroi? :p

Ciao!
Giaime Ugliano