Jump to content
IGNORED

LM-Fet hybrydowy wzmacniacz audio.


Recommended Posts

Witam

Ponad rok temu narysowałem projekt wzmacniacza hybrydowego bazujący na popularnym preampie lampowym. Projekcik nabrał mocy urzędowej i został polutowany na nowej płytce (pierwsza rewizja V1.0). Budowa wzmacniacza składa się z trzech płytek drukowanych. Płytka sterująca/napięciowa (lampowa) oraz dwie płytki stopni końcowych.
Główna zaleta takiego podziału wzmacniacza to odpowiedni podział obowiązków, pełne wzmocnienie napięciowe jest realizowane przez układ lampowy (dziedzina napięciowa to ich naturalne środowisko pracy), wzmocnienie prądowe biorą na siebie konie robocze czyli tranzystory MosFET. Taki podział daje również możliwość lepszego rozplanowania rozmieszczenia płytek w obudowie wzmacniacza oraz możliwość zastosowania praktycznie dowolnego stopnia końcowego.


Płytka wejściowa - sercem wzmacniacza jest lampa ECC83 (typowa preampowa duo-trioda) z sprzężeniem zwrotnym podpiętym w katode (celowo zrezygnowałem z kondensatora separującego DC). Za stopniem wejściowym znajduje się stopień napięciowy SRPP na popularnej triodzie ECC88 (lub pochodnych). Stopien napieciowy dostarcza pelne wzmocnienie napieciowe, potrzebne do wysterowania bufora pradowego (czyli stopnia końcowego). Za lampowym stopniem napięciowym znajduje się układ biasujący stopień końcowy (sprzężony kondensatorem), są to dwa przeciwsobne źródła prądowe, których wypadkowy balans jest równoważony przez układ DC serwa (osobne dla każdego z kanałów).

Płytka wyjściowa - płytka stopnia końcowego zawiera Vgs generator (potrzebny do kompensacji temperaturowej oraz biasowania tranzystorów końcowych Mosfet), tranzystory sterujące (BJT),tranzystory końcowe HEX-Fet oraz podwójny bootstrap dynamicznie podnoszący napięcie zasilania dla tranzystorów sterujących oraz generatora prądu spoczynkowego. Zastosowanie podwójnego bootstrapu pozwolilo na pełne wykorzystanie napięcia zasilania dostarczanego z głównego zasilacza wzmacniacza.
Zdecydowalem się na bootstrap rezystorowy ze względu na mniejsze zniekształcenia i lepsze walory odsłuchowe, dźwięk jest zdecydowanie bardziej gładki, bez ostrych naleciałości, nawet przy dużych poziomach głośności.

 

SDS00003.thumb.png.33147b35380e172db2d38012e65125a2.png

Zasada działania podwójnego bootstrapu - tutaj przy maksymalnej amplitudzie wyjściowej. W moim przypadku napięcie zasilania wynosi około 2x 45VDC.

 

SDS00005.thumb.png.6f17f95ee6765a77ef36a7d5fc1af9be.png

Przebieg kwadratowy - kolor żółty to napięcie wyjściowe, niebieski oraz fioletowy to dynamicznie podnoszone napięcie zasilania ''sterowania'' stopnia końcowego.

 

2094321517_closed_loopgain.thumb.png.31311e8d93862106c9ff03839eb19d99.png

Wzmocnienie napięciowe gotowego wzmacniacza.

 

lmfet_ac_analysis.thumb.png.9c5e319fbf82b1319b5d369bb77959ef.png

Analiza AC, zapas fazy i wzmocnienia.

 

lmfet1.thumb.jpg.da41784c640ee914303a9efdf43befdb.jpg

Zestaw płytek wzmacniacza.

 

LMFETDriverboard_fot1.thumb.jpg.b3805d904af91f75abd301f6459f1b49.jpg

Płytusia sterująca --> stopień wejściowy, napięciowy, DC serwo x2

 

5.thumb.jpg.2d481d554a853911646142d9235b7ffb.jpg

Płytka stopnia końcowego + zasilacz z Direct Path

 

4.thumb.jpg.f22a1504be1291fb183e6dc5bb814405.jpg

Przykładowe rozmieszczenie komponentów w obudowie - syfimy z prawej i gramy ladnie z lewej strony.

 

1.thumb.jpg.d8ae7b6575209fa9b7f4a4e646506825.jpg

Szybki dostęp do lamp wejściowych - przednia część płytki sterującej jest wyłącznie niskonapięciowa.

 

1146903324_controllboardtop.thumb.png.82499a67353fb2d0b2311779423599d6.png

Płytka sterująca.

1342599162_opstop.thumb.png.10d6ae316725fae4027d20c1bb5cada9.png

Płytka stopnia końcowego.

Tak wiem wiem, dla niektórych pomiary THD to profanacja ale moim zdaniem warto je zrobić, tak dla świętego spokoju żeby mieć świadomośc, że nic złego się tam nie dzieje. Jest również dodatkowa informacja, mianowicie rozkład ''prązków'' jest równy w funkcji częstotliwości oraz ma charakter wygasający z dominującą H2 i H3. Przyznam, że najbardziej obawiałem się o pojawianie się prążków wysokiego rzędu (sugerujących zniekształcenia przy przechodzeniu przez 0V), jednakże ładnie giną w trawie FFT.  Także udało się przemycić bardzo dużą część ''czaru'' lampowego do wyjście tranzystorowe.

1444543442_1k10V.thumb.png.b8a9a46d148768e61643359eb6e90194.png

FFT - 1kHz, 8R, 10Vp-p

222186746_1k20vp-p.thumb.png.9cba07ebd47d83ecc51b1e80c70b3dc8.png

FFT - 1kHz, 8R, 20Vp-p

 

719735754_THD8R10Vp-p.thumb.png.2b1c537206ee522dec2c86f8e5a23110.png

Rozkład THD w funkcji częstotliwości - obciążenie 8R, 10Vp-p

 

1k.thumb.png.608ef1191c4dbcde8df52aa5c11e0e9a.png

Tak tylko w celu poglądowym wklejam FFT z prawdziwego lampowca - Yaqin na 300B

 

Tak na podsumowanie, projekt jest bardzo prosty w budowie i bardzo mocno podatny na wszelkie modyfikacje, w bardzo prosty sposób można sprawić, żeby LM-Fet generował większe THD, jak typowy lampowiec. Jedną z zmian jaką można wprowadzić jest ''niepoprawne'' podłączenie wyjścia napięciowego SRPP, na PCB jest w tym celu przygotowane odpowiednie miejsce.

Oczywiscie parametry nie grają ale przy budowie czego kolwiek trzeba je mierzyć i weryfikować, np. zmierzyć długość deski po jej ucięciu ? Jak ten wzmacniacz gra ? To jest bardzo dobre pytanie i ciężko na nie odpowiedzieć. Jak dla mnie, gładko bez denerwujących naleciałości na górze pasma, bez obaw można słuchać zestawu cały dzień. Napewno projekcik będzie dalej rozwijany.

 

PS

Szkoda że nie da się sklonować transformatora głośnikowego, yyyy zara zara, jak to się nie da, wszystko się da ?

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Dokumentacje jeszcze będę uzupełniał, powyżej wstępna wersja.

Pozdr

Edited by borysgo2
  • Like 4
  • Thanks 4

iAMP, iPSU, iSMPS i kto tam wie co jeszcze :D

Link to post
Share on other sites
  • 2 weeks later...

Powiem Ci, że dla mnie jesteś debeściak. Zazdroszczę zapału i wiedzy. Co bym nie zobaczył w Twoich projektach to zaraz bym chciał zrobić, ale niestety; mało czasu, mało miejsca, ale przyjemnie mi popatrzyć na Twoje osiągnięcia. Ech młodość.

Pozdrawiam Wojtek.

Link to post
Share on other sites
  • 2 weeks later...
  • 4 weeks later...

Mam z 20 pudelek w ktorych trzeba by grzebac za czesciami, ciezko mi powiedziec co w nich jest. Zawsze lutuje co mam i dokupuje braki. Przydalo by sie kiedys to posegregowac.

Lutuj co tam masz pod reka, rezystory, TL072 albo cos podobnego pewnie masz. Wartosci niektorych elementow mozna w niewielkim zakresie ''podcyganic''.

W prototypowej plytce V1.0 (bo takie posiadasz) mozna zrobic bootstrap fix, bo zle podpialem zasilanie. Bez fix'u po prostu nie bedzie bootstrapu i tyle. Elektrolity w NFB tez zostaly wywalone bo sa niepotrzebne i po ich wywaleniu i zazworkowaniu dodatkowe 37nA na przedniej katodzie nie zrobi zadnej roznicy a zawsze to jeden elektrolit mniej :D.

Doku w pierwszym poscie V1.1 jest oczywiscie juz po poprawce.

bootstrap FIX.png

Hidden Content

    Give reaction or reply to this topic to see the hidden content.
Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

iAMP, iPSU, iSMPS i kto tam wie co jeszcze :D

Link to post
Share on other sites

Taka tez mala uwaga odnosnie ''zareferowania/podniesienia'' potencialu grzejnika ECC88 --> w nocie katalogowej widnieje taka informacja jak maksymalne napiecie katoda-filament, tutaj trzeba tak podeprzec napiecie grzejnika zeby tych napiec nie przekraczac. Przewaznie jest to +120V i -60V wzgledem grzejnika. Napiecie DC na gornej katodzie SRPP wynosic bedzie okolo 80VDC (to zaleznie od lampy i jej biasu).

Czyli zareferowanie grzejnika np. do napiecia DC=40V da nam zakres ''plywania'' napiecia na katodach od -20VDC do 160VDC.

iAMP, iPSU, iSMPS i kto tam wie co jeszcze :D

Link to post
Share on other sites
  • 2 weeks later...

wojkubi

LED (1,8V) jest uzyty tylko i wylacznie do swiecenia, podczas rozgrzewania lampy, gdy prad anodowy zaczyna plynac, LED zaczyna sie powoli zaswiecac, sa dwa efekty uboczne - 1. wizualny (podswietlona trioda) 2. informacyjny (plynie prad anodowy).

Wersji na bipolarnych w sumie nie planowalem, generalnie to tylko kwestia delikatnego przerysowania plytki.

 

Pozdr

iAMP, iPSU, iSMPS i kto tam wie co jeszcze :D

Link to post
Share on other sites

borysgo2

Dzięki za odpowiedź.Mam jeszcze pytanie.Czy próbowałeś prostszego układu lampowego,takiego jak w haiku gdzie jedna połówka lampy wzmacnia sygnał(np.ecc83),natomiast połówka drugiej lampy to wtórnik(np.6n6p)?Których elementów nie muszę stosować jeśli nie chcę bootstrapu?

Pozdrawiam

Link to post
Share on other sites

 

4 hours ago, wojkubi said:

borysgo2

Dzięki za odpowiedź.Mam jeszcze pytanie.Czy próbowałeś prostszego układu lampowego,takiego jak w haiku gdzie jedna połówka lampy wzmacnia sygnał(np.ecc83),natomiast połówka drugiej lampy to wtórnik(np.6n6p)?Których elementów nie muszę stosować jeśli nie chcę bootstrapu?

Pozdrawiam

Pod spodem wywalony bootstrap.

lm-fet-no-bootstrap.thumb.png.e990371f58c1a405b0f0e0f64388be94.png

 

Jezeli chodzi o ukladzik podobny do haiku to nie stosowalem takiego. Mozna tak zrobic, najlepiej dac wzmacniacz napiecia, za nim wtornik White'a i pozniej jakis prosty stopien koncowym, najprosciej na LatFetach bo wystarczy zaledwie kilka elementow.

Wybralem uklad z nieco wieksza nadwyzka wzmocnienia otwartopetlowego i NFB zeby mozna bylo ladnie pracowac w klasie AB. Oczywiscie mozna ukladzik puscic bez NFB z kilkoma zmianami ale trzeba bedzie wowczas sopien koncowy zbiasowac w klasie A.

iAMP, iPSU, iSMPS i kto tam wie co jeszcze :D

Link to post
Share on other sites
  • 2 months later...
  • 1 month later...
  • 7 months later...
  • 1 month later...

@borysgo2,

Próbowałeś zassać sygnały z dolnej anody, zamiast z górnej katody (czyli Mu-Follower zamiast SRPP)?

Czy FFT dla mu follower'a nie wyjdzie ciut ciekawiej jak dla SRPP?

"... Choose a job you love, and you will never have to work a day in your life. ..." - Confucius

Link to post
Share on other sites
9 godzin temu, zjj_wwa napisał:

@borysgo2,

Próbowałeś zassać sygnały z dolnej anody, zamiast z górnej katody (czyli Mu-Follower zamiast SRPP)?

Czy FFT dla mu follower'a nie wyjdzie ciut ciekawiej jak dla SRPP?

A jak nie jak tak ?

Jak zerkniesz na post nr1 i kukniesz wytrawnym okiem na widok PCB drivera to twoim oczom ukażą się dwia niepozorne otworki (zaznaczone na czerwono poniżej). Wystarczy kondensatory wyjściowe zalutować w odpowiednie miejsce, gorne to SRPP.

FFT zmienia się nieznacznie, występuje dorbna różnica pomiarowa. Innym sposobem na manipulacje dźwiękiem może byc odpowiednie dociążenie stopnia napięciowego. Nie robilem bezpośredniego porównania, jak zalutowalem SRPP to tak zostawiłem, plytke można polutowac na obydwa sposoby wg. upodobania.

srpp.png

Edited by borysgo2

iAMP, iPSU, iSMPS i kto tam wie co jeszcze :D

Link to post
Share on other sites
W dniu 22.09.2020 o 22:06, borysgo2 napisał:

A jak nie jak tak ?

Jak zerkniesz na post nr1 i kukniesz wytrawnym okiem na widok PCB drivera to twoim oczom ukażą się dwia niepozorne otworki (zaznaczone na czerwono poniżej). Wystarczy kondensatory wyjściowe zalutować w odpowiednie miejsce, gorne to SRPP.

FFT zmienia się nieznacznie, występuje dorbna różnica pomiarowa. Innym sposobem na manipulacje dźwiękiem może byc odpowiednie dociążenie stopnia napięciowego. Nie robilem bezpośredniego porównania, jak zalutowalem SRPP to tak zostawiłem, plytke można polutowac na obydwa sposoby wg. upodobania.

srpp.png

Kum. Kum. Kum.   Kumam. 

"... Choose a job you love, and you will never have to work a day in your life. ..." - Confucius

Link to post
Share on other sites
  • 3 weeks later...
  • 2 weeks later...

Lm-fet uruchomiony "na desce".

Przyznam że warty popełnienia po odpowiednim dobraniu elementów i punktów pracy przy czym pomógł mi Borys brzmi naprawdę świetnie a wręcz wybitnie. 

Moja konfiguracja i zmiany to:

- lampy 6n30p  pracują przy prądzie 15mA ,rezystor anodowy  -> 2k

-Ecc82 rezystor anodowy -> 30k

-Napięcie zasilania 240V 

-zmniejszone rezystory w sprzężeniu. 

- podłączenie Mu-Follower zamiast SRPP. 

IMG_20201101_175614.jpg

IMG_20201101_175727.jpg

  • Like 2
Link to post
Share on other sites
  • 2 months later...

Nie wiem gdzie umiescic to umieszcze tutaj. 

Jak by ktos potrzebowal zasilacza SMPS do grzejnikow lamp 6,3V z troche wiekszym pradem to bardzo latwo mozna przerobic zasilacz RS-50-5 10A.

1. Rozebrac

2. Wymienic rezystor R65 na = 1kR (zwiekszenie zakresu regulacji napiecia wyjsciowego do 6,9V)

3. Wymienic zenerke ZD51 na = 6.2V (zwiekszenie progu zadzialania zabezpieczenia ponadnapieciowego do wartosci okolo 7V)

Uzwojenie wotorne transformatora SMPS domyslam sie, ze bedzie nawiniete na okolo 10V. Maksymalna wartosc pradu wyjsciowego pewnie nie osiagnie 10A ale i tak bedzie wystarczajaca do wiekszosci projektow.

Napewno przyda sie uklad miekkiego startu napiecia wyjsciowego --> IRFZ44 + 1Mohm + 10uF + 1n4148 albo cos z wiekszym rozmachem na komparatorze.

EDIT: uwaga zasilacz nie bedzie brumic ?

 

Rysiu

Jak juz zaglujesz tymi lampami to napisz z jakim rezultatem. Ktora lampa w jaki sposob wplywa na dzwiek w Twojej ocenie.

 

Pozdr

smps 6.3V 1.jpg

smps 6.3V 2.jpg

smps 6.3V 3.jpg

Edited by borysgo2
  • Like 2

iAMP, iPSU, iSMPS i kto tam wie co jeszcze :D

Link to post
Share on other sites

Z lampami to zatrzymałem się przy 6n30p EH zdecydowanie dźwięk najbardziej otwarty  i najwięcej najdrobniejszych szczegółów  prezentuje natomiast 6n6p jak i 6n6p-I nie podeszły mi. ? 

Z orginalnego zestawienia to miałem tylko Teslę ECC88 i ecc83 JJ i nie było to ciekawe połączenie. 

Z racji tego że miałem sporo ECC82 po zmianie punktów pracy zaczęła się zabawa.  Otrzymać można skrajne brzmienia zaczynając od bardzo łagodnego  RFT ECC82 .  Philips Jan ECG pokazał jak zwykle wielką, jasną górę pasma bardzo detaliczną i co ciekawe nie grało to ostro.  Optymalnie przypasował mi Telefunken bardzo dobre zróżnicowanie, pełne brzmienie z mocnym dołem . Również drzemie spory potencjał w E80CC Philips SQ Mini watt a pozostałe lampy szybko wróciły na półkę. 

Następny krok to będzie zabawa z kondensatorami  ? a na koniec  obudowa... 

IMG_20210121_232910.jpg

IMG_20210121_223022.jpg

IMG_20210121_223320.jpg

  • Like 1
Link to post
Share on other sites

Idzie dosyc wolno ale wazne ze do przodu. Obudowa sie powoli kompletuje. Jak nic nie wisi w powietrzu i nie glozi porazeniem wysokim napieciem to wreszcie mozna zasiasc wygodnie i posluchac. U mnie ''siadly'' lampy Electro Harmonix'sa, ecc83 pracuje rownolegle, reszta podobnie, koncowki zbiasowane na 100mA/tranzystor. 

Bardzo przypadl mi do gustu ten projekcik, przyjemnosc ze sluchania muzyki gwarantowana. Napewno bede kontynuowal dlubanie w ukladach hybrydowych. 

Jakis czas temu zastanawialem sie czy jest sens jeszcze grzebac w ''lampach''. Przerobilem kilka ukladow, w ktorych mimo zastosowania lampy jako serca ukladu jednak czegos brakowalo. Niestety wprowadzenie w tor audio (lampowo/krzemowy) lampy pracujacej z niewilka amplituda mija sie z celem. Caly charakter, brzmienie, to czego mozna oczekiwac od takiego ukladu calkowicie ginie w tle ukladu krzemowego. Dac lampie 200-300VDC i niech robi to co potrafi najlepiej (niech wzmacnia napiecie), wowczas wszystkie ''lampowe'' niedoskonalosci zaczna tworzyc cos naprawde fajnego.

Pozdr

1.jpg

2.jpg

3.jpg

4.jpg

5.jpg

6.jpg

  • Like 6

iAMP, iPSU, iSMPS i kto tam wie co jeszcze :D

Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...

Important Information

We have placed cookies on your device to help make this website better. You can adjust your cookie settings, otherwise we'll assume you're okay to continue.

                  wykrzyknik.png

Wykryto oprogramowanie blokujące typu AdBlock!
 

Nasza strona utrzymuje się dzięki wyświetlanym reklamom.
Reklamy są związane tematycznie ze stroną i nie są uciążliwe. 

Prosimy wyłącz rozszerzenie AdBlock podczas używania strony.

Zarejestrowani użytkownicy mogą wyłączyć ten komunikat.