Era stadio Finale IRF530 - ora Hiraga 20W classe A

[gserpentino]

Ecco il mio contributo.
Purtroppo, magari sbagliando, io ho la mania della classe A.
Il mio Electrocompaniet e' dichiarato per 50 W in classe A.
Eppure ha solo due mosfet per canale.
Un dissipatore molto piccolo rispetto agli altri ampli (vedi il classe A di audio analogue) pesa molto ma molto meno rispetto agli altri ampli in classe A e suona molto ma molto bene.
Purtroppo devo dire che suona meglio del mio valvolare autocostruito.

Anche di condensatori non ce ne sono cosi tanti e cosi grossi come negli altri ampli.

A volte mi chiedo come possa essere un classe A.
L'unico componente veramente grosso e costoso e' il trasformatore.

Almeno questa e' l'idea che mi sono fatto io.

gabriele

[hobbit]

50w in classe A per canale? Il rendimento massimo teorico è del 25% da cui stanno in genere molto lontani, perciò il tuo amplificatore dovrebbe dissipare in maniera continua 400w, ma diaciamo che 6/700w sono da mettere nel conto. Ovvero il tuo amplificatore dovrebbe essere una stufetta.
Se è così sottodimensionato come dici avrà i primi 2watt in classe A, ma non te lo specificano. Se suona male come dici, sarà sottodimensionato in tutto!
Trai tu le conclusioni.
Ciao,

Francesco

[Giaime]

Caro Gabriele,

di classe A più o meno belli è pieno il mondo. Se sei interessato a una cosa di quel genere, potresti dare un occhiata ai tantissimi progetti di Pass, Elliott, etc etc...

Come dice giustamente Francesco, Audiofaidate non è nè il luogo dove si diffondono falsità (gli ampli in classe A fredda) nè dove il neofita non può trovare il progettino economico (classe AB appunto)

Del resto è come dire che il progetto Primo, quello a valvole, si sarebbe dovuto fare con le 300B. In quanti l'avrebbero fatto in quel caso? ; )

Ciao!
Giaime Ugliano

[gserpentino]

Francesco, non hai capito.
L'ampli a mosfet suona molto ma molto meglio del mio valvolare autocostruito.

Ti allego il link del modello piu' recente

http://www.electrocompaniet.com/product ... /eci3.html

Il mio e' un modello un po' vecchiotto ma i concetti di base sono gli stessi.

[Giaime]

50w in classe A per canale? Il rendimento massimo teorico è del 25% da cui stanno in genere molto lontani,

Originally posted by hobbit - 28/06/2007 : 10:41:41

Non me ne ero accorto ad una prima lettura, comunque il rendimento massimo teorico dei comuni stadi d'uscita in classe A a stato solido è il 50%, e non il 25%. C'è di mezzo il fatto che la maggior parte delle uscite in classe A è un push-pull: 25% vale per il single ended caricato da CCS, come in Pass e altri design. Caricato da resistenza (come ho visto fare a qualche pazzo) il rendimento massimo teorico cala al 12.5%.

La cosa si dimostra banalmente con 4 calcoli...

Ciao!
Giaime Ugliano

[hobbit]

Si non avevo capito.
Ho guardato link e sembra un bell'ampli, ma sicuramente è un classe AB, infatti non può essere un classe A visto che senza segnale consuma 70w. Ovvero funzionerà in classe A per i primi watt, magari nel tuo range di ascolto.
Questo dovrebbe dirti (a te che lo ascolti, io non lo conosco) che un classe AB può andare molto bene!
Che mosfet utilizza il tuo ampli? (per avere un'idea, un possibile punto di partenza)
Scusa l'errore!

Rispondendo a Giaime:
Si protrebbe iniziare trovando una serie di progetti interessanti da studiare e una serie di documenti per capire dove si deve andare (citavo Moss a questo fine).
Anche il lavoro di Penasa è interessante, bisognerebbe scrivergli, visto che certe problematiche sono già state affrontate e risolte. Chiedergli dei criteri di bontà.
Riguardo i possibili dispositivi, perché meglio i bjt rispetto dei mosfet? I mosfet laterali sono performanti, mentre gli irf530/9530 sono molto economici. Purtroppo ho poca esperienza sul campo, in simulazione la coppia cfp si comporta molto bene anche a polarizzazioni risicate, sarebbe da valutare. Se ha il problema della possibile instabilità (che dalle simulazioni non riesco ad evincere) si cerca di progettarla bene, di porla in condizioni tranquille.
Lo stadio di ingresso vedendo my_ref potrebbe essere anche ad operazionali (con il vantaggio di poterli montare su zoccolo e provarne vari).
L'alimentazione (la parte più costosa) come farla, te dici che costa meno quella duale, Aloia nei suoi progetti "economici" metteva quella singola, perché? Il condensatore finale comunque lo si può togliere da quella duale se si sa bene quello che si sta facendo, ovvero l'integratore deve svolgere bene il suo lavoro.

Ciao, Francesco

[gserpentino]

Purtroppo i mosfet sono coperti da delle placchette metalliche e il modello non si vede.

Faccio l'ipotesi che la tensione del mio electrocompaniet sia 50 V
Consuma 70W senza segnale 1,4 A (suppongo per canale)

Utilizzando queste formule

Prms = R*Irms^2
Irms (max) = Idc / 1.4142

arrivo a calcolare che avro' circa 9 W in classe A.
Ma suppongo anche che sara' un push-pull per cui dovrei arrivare a circa 18W in classe A.

Se tutto cio e' corretto (e avendo io in cantina un alimentatore da laboratorio che arriva solo ai 30V ma puo' fornire 5A) proverei a fare un circuito simile al mio electrocompaniet quindi PP con polarizzazione alta.

Dopo aver scoperto che il circuito suona bene con i 30V si potrebbe pensare di alzare la tensione e fare un alimentatore serio.

Questa e la mia umile proposta ....
gabriele

[Giaime]

Rispondendo a Giaime:
Si protrebbe iniziare trovando una serie di progetti interessanti da studiare e una serie di documenti per capire dove si deve andare (citavo Moss a questo fine).

Sarebbe un lavoro senza fine: esistono migliaia (milioni forse?) di progetti a stato solido, e almeno un centinaio sono allo stato dell'arte (nel senso delle competenze di chi l'ha fatto). A che pro? Una lettura di qualche testo di riferimento ti dà già un'idea. L'obiettivo è di fare un semplice amplificatore a stato solido, NON diventare dei guru al silicio o raffinati designer.

Anche il lavoro di Penasa è interessante, bisognerebbe scrivergli, visto che certe problematiche sono già state affrontate e risolte. Chiedergli dei criteri di bontà.

Questo sicuramente: spero di poterlo coinvolgere in qualche maniera

Riguardo i possibili dispositivi, perché meglio i bjt rispetto dei mosfet?

I mosfet davvero buoni costano e sono irreperibili, non solo: qualche breve prova in Spice ti convincerà della superiore linearità dei bjt. Se questo non bastasse, puoi fare altre 2 cose:

1) leggerti il lunghissimo topic su diyaudio "BJT vs. Mosfet"

2) leggerti il libro di D.Self "Audio Power Amplifier Design Handbook", dove la questione è ben dettagliata.

I mosfet laterali sono performanti,

Si parlava però di prezzi e possibilità di reperire i componenti da neofiti.

mentre gli irf530/9530 sono molto economici.

Io non sono riuscito a tirar fuori granchè da quei bacherozzi lì Sicuramente qualcuno più esperto di me ce la farebbe ad usarli con profitto, ma...

Se ha il problema della possibile instabilità (che dalle simulazioni non riesco ad evincere) si cerca di progettarla bene, di porla in condizioni tranquille.

Si evince, si evince... basta plottare i diagrammi di Bode e saperli interpretare. Casomai il problema è un altro: si rischia (perchè esistono) di creare delle configurazioni praticamente impossibili da stabilizzare. Se l'obiettivo è un circuito per neofiti, che potrebbero anche avere una costruzione a livello meccanico piuttosto "casual", aggiungere l'incognita di un circuito non troppo stabile è davvero proibito...

Lo stadio di ingresso vedendo my_ref potrebbe essere anche ad operazionali (con il vantaggio di poterli montare su zoccolo e provarne vari).

Come dicevo prima, dobbiamo porre prima il problema e poi cercarne la soluzione. Cos'hanno che non va gli ingressi tradizionali discreti (a parte l'area occupata sulla scheda)? L'ingresso del my_ref non è solo "un operazionale", è un complicato circuito di feed-forward, proprio un cattivo esempio per indicare un'ingresso ad operazionale Ci sto pensando comunque, anche se in linea di massima non vedo molte vie d'uscita per questa soluzione. Ah, tra l'altro la possibilità di "poterli montare su zoccolo e provarne vari" sfuma miseramente poichè è facile che con l'opamp sbagliato il circuito non funzioni e/o oscilli e/o si autodistrugga...

L'alimentazione (la parte più costosa) come farla, te dici che costa meno quella duale, Aloia nei suoi progetti "economici" metteva quella singola, perché?

Forse Aloia aveva uno stock di condensatori elettrolitici da 80V da smaltire Più seriamente, io vedo nel costo dei condensatori di filtro per la versione a tensione singola il vero limite. Per avere circa 6J di energia immagazzinata nella sezione di filtraggio, con condensatori da 35V e psu duale servono 2 x 4700uF per circa 2.4€ iva esclusa (prezzi distrelec, puramente esemplificativi). L'equivalente con un condensatore da 80V è circa 2200uF, che costa 4.90€... a questo sommaci il costo del condensatore d'uscita però! Che deve avere una tensione di lavoro almeno pari a quella dell'alimentazione, e una capacità di almeno 10.000uF per poter gestire anche i 4ohm... Costa caro

Il condensatore finale comunque lo si può togliere da quella duale se si sa bene quello che si sta facendo, ovvero l'integratore deve svolgere bene il suo lavoro.
Originally posted by hobbit - 28/06/2007 : 12:04:55

Sicuramente non era assolutamente nelle mie intenzioni usare il vetusto condensatore all'uscita!!! Generalmente non ti serve l'integratore, a meno di non disegnare un'intera catena di riproduzione completamente accoppiata in continua. A parere mio per un'ottima affidabilità conviene accoppiare in AC l'ingresso del finale, e impostare quest'ultimo a guadagno unitario in DC col classico condensatore sulla rete di retroazione....

Ciao!
Giaime Ugliano

[Giaime]

Per rispondere anche a Gabriele:

Faccio l'ipotesi che la tensione del mio electrocompaniet sia 50 V
Consuma 70W senza segnale 1,4 A (suppongo per canale)

Originally posted by gserpentino - 28/06/2007 : 13:39:51

Ardita la tua ipotesi: io piuttosto farei un altro discorso. Assorbe 70W senza segnale? Bene, assumendo che l'alimentazione sia perfettamente efficiente, che gli altri circuiti consumino ZERO (...), l'efficienza massima teorica sarà del 50%, per cui avresti tra i due canali 30W a disposizione in classe A, ovvero 15W/ch. Con un'efficienza più realistica del circuito, secondo me siamo sui tradizionali 5-7W in classe A su 8ohm, che diventerebbero 2-3 su 4ohm...

Ciao!
Giaime Ugliano

[gserpentino]

Ciao Giaime,
ho provato il tuo ultimo circuito su LTSPICE e mi dava delle sinusoide in uscita quadrate...bho....

Per farlo andare ho dovuto inserire una resistenza tra Q2 e M3 di 600 ohm e portare R1 a 510 ohm...bho...

Questo significa che i simulatori o i modelli sono leggermente differenti?

Se si, e se dobbiamo portare avanti un progetto comune si deve iniziare ad utilizzare lo stesso simulatore e gli stessi modelli.....

O no?

Ecco il circuito modificato...




gabriele

[Giaime]

Non ti scoraggiare Gabriele,

è facile che i modelli dei mosfet e dei transistor bipolari siano leggermente diversi. Io tendo a fidarmi dei miei (per i BCxxx e BDxxx) poichè ho verificato varie volte in pratica che modellano alla perfezione i componenti di primaria marca. Per i mosfet invece non ti saprei dire: di quel modello non ne ho a casa e non riesco a dirti se il mio modello è fedele o meno.

Ti consiglierei innanzitutto però di risolvere quel problema che, a quanto ho capito, non hai ancora risolto, ovverosia il fatto che i generatori di tensione ti diano già di per sè una sostanziosa distorsione... devi diminuire il maximum step size.

Ciao!
Giaime Ugliano

[hobbit]

Per gli IRF ci si potrebbe fidare di quelli della IRF che dite?! Si scaricano dal sito.
Bye,

Frank

[gserpentino]

Giaime , perdonami , ma i conti non mi tornano...impestata di quella vacaccia....

Faccio riferimento al tuo schema....

Sul gate di M3 a riposo ho circa 4 volt.
Sul source di M3 ho circa 25 V .

Quindi Vgs -21 V..... non andra' mai in conduzione, ed infatti non ho corrente di polarizzazione nella mia simulazione...

Non e' che puoi inviarmi, o darmi il link dei tuoi modelli per bd136 e bc560C e bd135?

gabriele

[Giaime]

Ciao Gabriele,

domattina con più calma analizzo qual è il problema. In linea di massima NON inserire resistenze a casaccio senza conoscerne gli effetti: è un circuito che ha già tutte le resistenze messe apposta per essere regolate. Di fatti bisognerebbe staccare la retroazione e regolare per il perfetto bilanciamento e polarizzazione i due CCS (regola R3 e R5 nel mio schema).

Magari domani ti posto un circuito con tutte le tensioni ai nodi e le correnti nei rami così puoi capire come regolare il tuo circuito per adattarsi al tuo simulatore.

Niente paura, i modelli Spice dello stato solido di solito sono estremamente aderenti alla realtà, per cui ove si evidenzino grosse incongruenze spesso uno dei due modelli è decisamente approssimato, però come ti dicevo io di IRF530 non ne ho nè li ho mai usato per le loro modeste prestazioni...

Ciao!
Giaime Ugliano

[hobbit]

Cerchiamo di aiutarci nella colaborazione che stiamo cercando di avere.
Come?
Ad ex. quando ci si chiede di analizzare il circuito di un altro si protrebbe allegare il cirucito al messaggio invece che la foto solamente. Questo risparmierebbe tempo ed errori.
Sarebbe anche il caso di cominciare a condividere la nostra personale libreria di modelli e simboli di LTSpice, o creando un thread apposito da incrementare o una risorsa come proposto da Tiziano (Tiziano in veste di moderatore ci dici come fare?).

Qualche riferimento:
- i vari mosfet irf si possono trovare nel sito dell'IRF stessa:

http://www.irf.com/product-info/models/model_links.html

che si possono scaricare anche zippati in un bel file:


Attachment: spice.zip ( 487126bytes )

- altro sito ricco di modelli e quello della Fairchild:

http://www.fairchildsemi.com/models/


Riguardo il progetto in generale si potrebbe procedere così:

- stabiliamo un budget massimo;
- ipotiziamo i possibili interfacciamenti a cui deve adattarsi, impedenza a monte, a valle, sensibilità di ingresso, delle casse, .....
- stabiliamo di conseguenza i requisiti, potenza max erogabile, distorzioni varie, banda passante, rumore, dinamica, ....
- personalmente si butta giù un idea con i dispositivi, le tecnologie e le topologie che ritiene (in ultima istanza anche valvole se fatte lavorare a tensione alla portata di un duplicatore di tensione, solo stadio pre eventualmente, ovvero costo non superiore a quello di utilizzare i transistorini) e poi la propone;
- si fa un'analisi con pro e contro;
- e poi si deve verificare sul campo;
- .....

Questa è un ipotesi. Si potrebbe aprire un thread dedicato, tenendo conto che arriva l'estate, le pigrizie e le vacanze potrebbero mandare la cosa molto a rilento.
Chi è interessato faccia una contro-ipotesi.

Saluti,

F.

[gserpentino]

Francesco, porcaccia , mi hai rubato le parole di bocca.
Potremmo aprire una area (per esempio nella home page)
dove metetre un link a Ltspice (se possibile) e raccogliere un po' di modelli.

Per quanto riguarda il progetto dell'ampli pensavo la seguente cosa:

Se lo progettassimo / progettaste ad esempio per ottenere 20W in classe A, dall'altro della mia ignoranza, sarebbe comunque facile portarlo a lavorare in A/B.
Vedo il contrario piu' difficoltoso.

Io sono per mosfet in simmetria complementare con polarizzazione alta,
poi facciamo sempre in tempo ad abbassarla, o no?

Ragazzi che ce volete fa' se so' fissato...

Altre proposte?

gabriele

[Giaime]

Altre proposte?

gabriele


Originally posted by gserpentino - 29/06/2007 : 13:52:39

Bipolari!!!



Costano meno, sono più performanti, ce ne sono più tipi, per iniziare si potrebbero anche mettere su i 2N3055 (o TIP3055 a seconda dei gusti)...
Con i mosfet cosa fai? O prendi i laterali (es. 2SK1058 - 2SJ162, piuttosto costosi) o i verticali (prestazioni parecchio deludenti, necessità di alimentazione per gli stadi pilota più elevata di quella dei finali...).

Se poi l'utilizzare dei mosfet verticali è un capitolato di progetto allora è un'altra storia, in questo caso spero almeno che l'uscita sia accoppiata in continua sennò è davvero triste la questione...

PS per i mosfet-fanatici segnalo questo schemino:
http://www.redcircuits.com/Page2.htm

Ciao!
Giaime Ugliano

[hobbit]

Bipolari!!!

Costano meno, sono più performanti, ce ne sono più tipi, per iniziare si potrebbero anche mettere su i 2N3055 (o TIP3055 a seconda dei gusti)...
Con i mosfet cosa fai? O prendi i laterali (es. 2SK1058 - 2SJ162, piuttosto costosi) o i verticali (prestazioni parecchio deludenti, necessità di alimentazione per gli stadi pilota più elevata di quella dei finali...).

Sul fatto che sprechino qualche volt di tensione (e perciò di potenza) posso esser d'accordo, ma hanno anche dei vantaggi non indifferenti per i principianti, ad esempio non hanno bisogno di diodi o moltiplicatori a compensare le derive termiche e non è poco.
I costi degli irf sono sull'euro, mentre degli hitachi sui 5 euro, che considerando la potenza che sono in grado di erogare mi sembrano ancora prezzi umani. La valvolina finale più cretina, meno lineare che c'è sul mercato costa comunque di più e magari ci tiri fuori 1,5w. Questo per dire che secondo me i mosfet laterali non sono affatto cari rispetto quello che danno.

Se poi l'utilizzare dei mosfet verticali è un capitolato di progetto allora è un'altra storia, in questo caso spero almeno che l'uscita sia accoppiata in continua sennò è davvero triste la questione...

PS per i mosfet-fanatici segnalo questo schemino:
http://www.redcircuits.com/Page2.htm

Questo schemino è la dimostrazione di come la banale accoppiata irf530/9530 faccia bene e per molti anni il suo lavoro!

Io non amo ne i mosfet, ne i bjt, ne le valvole (con questa affermazione sarò odiato dal forum!!!! ), ne altro e perciò mi è indifferente usare l'uno o l'altro, ma mi sembra che ogni scelta tecnica porti con se dei vantaggi e degli svantaggi e questo come futuro ingegnere dovresti saperlo bene.

Detto ciò decidete voi il dispositivo finale per me è uguale, mi interessa di più fissare i risultati che vogliamo ottenere dal circuitino.

Buonanotte,

Francis

[Giaime]

ma mi sembra che ogni scelta tecnica porti con se dei vantaggi e degli svantaggi e questo come futuro ingegnere dovresti saperlo bene.

Originally posted by hobbit - 30/06/2007 : 00:22:06

Beh, io ho provato a esporre le mie ragioni: credo di poter parlare a ragion veduta avendoli usati i mosfet laterali e verticali. Secondo la mia esperienza in applicazioni lineari i verticali non mostrano nessun vantaggio: se tu avessi provato a costruirlo un finale in classe AB con i mosfet verticali ti saresti accorto che la compensazione termica serve comunque, visto che i mosfet non raggiungono il coefficiente in temperatura negativo di conduttanza fino a correnti di decine di ampére. E questo lasciando da parte il problema dell'efficienza, della nonlinearità della capacità di gate, e della pessima linearità, tanto che i costruttori di dispositivi sconsigliano l'uso in applicazioni lineari

Comunque il punto non è bjt vs. mosfet; il punto è che mi pare che si stiano chiedendo dei prerequisiti (mosfet, classe A) decisamente poco da "primo amplificatore"... comunque se i requisiti devono essere per forza questi, anche senza essere consci delle difficoltà e/o senza averne mai provato ad assemblare uno, possiamo anche partire, mi sembrerebbe una bella occasione persa però.

Piuttosto, possibile mai che siamo solo in 2-3 interessati ad un progetto del genere?

Ciao!
Giaime Ugliano

[hobbit]

E' vero la mia esperienza pratica è poca, perciò non sono in grado ne di confermare la tua esperienza ne di contestarla. La vita mi ha portato professionalmente a far altre cose e alla fine mi ritrovo che sto imparando ora quello che sa far bene qualunque studentello ITI elettronica.

Siamo già arenati! E' chiaro che se ognuno vuol procedere per la propria strada non si va da nessuna parte. Se vogliamo fare questa cosa insieme bisogna che tutti rinunciamo un po' alle nostre preferenze, non c'è niente da fare.

La via che vedo più praticabile, in tutta sincerità, è che te che sei il più competente, apri un thread chiamato "G-Amp" (G come Giaime, no?! ), sottotitolo: "progetto di un amplificatore per principianti dalle elevate prestazioni e dai costi ridicoli". Poi noi interverremo con proposte critiche.....

Bye, Frank