Subwooferowa końcówka mocy w klasie AB

[misiomor]

Mam potrzebę uporządkowania wiedzy w temacie optymalnej konfiguracji analogowej (klasa AB) końcówki mocy do subwoofera. Kilka wstępnych założeń:

- Klasa D absolutnie odpada. Proszę o nie-poruszanie tego tematu w wątku. Sam też powstrzymuję się od wysuwania jakichkolwiek argumentów, żeby dać przykład nie-prowokowania. Te dyskusje już się odbyły w innych wątkach.

- Zależy mi na parametrach rzędu 600W @ 3ohm, a więc 60V peak i 20A peak, być może trochę mniej, jednego i/lub drugiego. Obicie tyłu suba radiatorami typu 6023, z szynami do montażu elementów chłodzonych, nie jest przedsięwzięciem specjalnie drogim, ani trudnym.

- Układ mostkowy celem maksymalizacji CMRR oraz "kultury masowej", więc pojedyncza końcówka dawałaby 30V peak @ 1.5ohm, 20A peak zostaje.

- Klasa AB o możliwie wysokiej kulturze pracy, a więc stabilność prądu spoczynkowego, łatwość jego regulacji, minimalizacja zniekształceń przejścia przez zero. Z uwagi na wysoki prąd i kłopoty z odpowiednimi jakościowo i mocowo przekaźnikami, DC-servo odpada, więc pożądane jest również kulturalne załączanie, w czym mostkowość ma spore szanse pomóc.

- Końcówka nie musi być szybka, wolę przekompensowaną. W końcu nawet gdyby miała ona dać pełną moc (30V peak) przy 1kHz (a nie da, bo filtr lowpass suba nie puści), maksymalna pochodna sygnału (SR) będzie na poziomie 0.2V/us. Takie SR wystarczy z dużym zapasem, skoro filtr lowpass będzie miał Fc raczej poniżej 200Hz i rząd drugi albo wyższy, dający gwarancję opadania SR sygnału wraz z częstotliwością, jeżeli amplituda sygnału wejściowego jest stała (przemiatanie 0dBfs). Tak więc nie trzeba godzić ognia z wodą, a więc rozwlekłości PCB, wymaganej przez moc, z szybkością i zarazem stabilnością. To zostawiamy hi-endowym firmom o dużym zapleczu. Nasz wół roboczy nie musi brać udziału w wyścigach konnych.

- silne sprzężenie zwrotne na dole, z nisko położonym biegunem dominującym dla stabilności.

 

Na początek możliwe konfiguracje:

- Pracujące równolegle TDA7293. Ten scalak ma możliwość pracy równoległej w układzie master - slave(s). Tylko że nie ma żadnego dostępu do kompensacji częstotliwościowej, więc są obawy że zacznie oscylować jak się rozwlecze ileś ścieżek w przypadku użycia 5 kości na końcówkę (1xM, 4xS) celem osiągnięcia zakładanej mocy bez przegrzewania scalaków. O przeciążenie sterownika kości master bym się nie bał, jako że pasmo jest z definicji ograniczone, a scalak jest na mosfet'ach. Poza tym same zalety - nie trzeba ustawiać prądu spoczynkowego czy projektować ogromnej PCB na elementach dyskretnych.

- LT1166. Obiecuje dużo - automatyczne ustawienie i utrzymanie prądu spoczynkowego na mosfetach mocy. A więc można myśleć nawet o spawarkowych elementach w rodzaju IXTN90P20P (P-kanałowy! w obudowie SOT-227, komplementarny N-kanał to już "z górki") albo tańszych odpowiednikach w konwencjonalnych (gorszych) obudowach typu TO-247. Tylko że doniesienia z frontu są raczej słabe - Nelson Pass nie dał rady zrobić na tym wzmacniacza, pytanie czy to w ogóle nie działa, czy jednak dałoby się wyprowadzić "na ludzi" rezygnując z pasma mocy i SR, dając większe rezystory bramkowe i insze kompensacje. No i kwestia przewidzianego przez producenta wejścia sygnałowego - używać, czy jednak wchodzić sygnałem od strony źródła / źródeł prądowych.

- Końcówka dyskretna na tranzystorach bipolarnych. No i tu jest cała masa różnych możliwości - stopień końcowy na składanych (monolityczne won) Darlingtonach (sterowniki mogą pracować w klasie A, ale Vbe tranów mocy bruździ prądowi spoczynkowemu) a może Sziklai - sterowniki mogą tylko trochę głębiej wejść w klasę A niż końcowe, za to prąd spoczynkowy jest lepiej kontrolowany, skoro decyduje o nim mało obciążone mocą złącze (EDIT - wzrost Hfe trana końcowego z temperaturą jednak będzie prowadził do wzrostu prądu spoczynkowego - trzeba by jakoś przekompensować). No i pojawia się zagrożenie oscylacjami. Oczywiście tylko wzmocnienie równe 1, wyższe wartości to recepta na klęskę. W jednym i drugim przypadku jest jednak problem z połączeniem stada tranzystorów - paradoksalnie największy problem jest z rezystorami mocy. Caddock'i i inne TO-247 są piekielnie drogie (o wiele droższe niż solidne trany typu MJW21195), za to zwykłe ceramiczne czy drutowe to indukcyjność oraz trudności z odprowadzaniem ciepła. Nawet zakładając 4 tranzystory równolegle, oporniki 5W mogą być za małe od strony mocy, a 10W to już ogromna płytka się robi. O konfiguracji stopnia napięciowego już nie wspomnę, bo tu też jest multum możliwości.

Za wszelkie konstruktywne uwagi dziękuję z góry.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą ) Edytowane 20 Lipca 2021 przez misiomor

[Grzegorz7]

Tak na szybko.

Komutacja od strony wyjścia jeśli ma być to klucze MOSFET (żadne tam przekaźniki). Da się tu coś dobrać. Przełączałem podobne prądy i napięcia. Rezystancja przejścia w stanie ON na poziomie poniżej kilku momów. Gdzieś tu na Forum publikowałem taki prosty przekaźnik dla mocy do kilkuset watów na tylko jednym (dwa przeciwsobnie) mosfecie wykonawczym.

Nie mam przekonania do równoległego łączenia scalaków. Przekonuje mnie układ klasyczny na tranzystorach. Preferowałbym układ Sziklaiego.

Z tymi rezystorami to prawda. Nie bałbym się ich indukcyjności (wzmacniacz będzie skompensowany) ale dla mocy do 1kW te wszystkie składowe emitery ciepła po prostu gotują wnętrze. Preferuję rezystory przykręcane do radiatora. Zresztą najpierw schemat i bilans mocy aby coś przedsięwziąć. Przyjrzyj się rezystorom tzw. aluminiowym serii np. HS. Mogę potem kilka pomierzyć aby sprawdzić na ile są bezindukcyjne. Są względnie tanie, obciążalne i przykręcalne...

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą ) Edytowane 20 Lipca 2021 przez Grzegorz7

[misiomor]

Dzięki za odzew.

Przekaźnikowania wyjścia chciałbym uniknąć, ale nie wykluczam. W ogóle we wzmacniaczu subwooferowym można poluzować wymagania na ochronę wyjścia, jako że użytkownik nie ma dostępu do połączeń, głośnik jest podpięty raz a dobrze.

Rezystory HS na radiator - myślałem o nich, też sądzę że szczodra kompensacja bez żyłowania SR powinna obsłużyć i lekko indukcyjne rezystory, jednak one mają wyprowadzenia skrajnie niesprzyjające montażowi na PCB - trzeba by pewnie łączyć je odcinkami kabli, więc robi się "pająk". No ale być może nie ma lepszej alternatywy. Szkoda że Caddock'i i inne takie są tylko w wersjach z wykręconą w kosmos tolerancją. To jest paradoks dzisiejszych czasów, że rezystor jest wielokrotnie droższy od tranzystora w podobnej obudowie.

Układ Sziklai - może jeżeli da się rezystor emiterowy (dla całego połączenia sterownik + n końcowych tranów, traktowanego jak jeden wtórnik) i mnożnik Vbe bez komponentu rezystywnego (albo z niewielkim, poniżej napięcia DC na obu rezystorach emiterowych dla "NPN" i "PNP"), to w sam raz da to kompensację rosnącego z temperaturą Hfe, co ma jednak charakter jako tako liniowy, a nie wykładniczy jak zmiany napięcia Vbe, więc nawet przy braku kompensacji nie powinno być groźne, thermal runaway raczej nie wygeneruje, co najwyżej bias na ciepło będzie trochę wyższy (ale nie na tyle żeby podtrzymać temperaturę po ustaniu głośnego fragmentu, czy ją zwiększać). Choć te rzeczy są notorycznie niedoceniane i mało kto to porządnie rozumie - vide partanina z kompensacją termiczną tranzystorów ThermalTrak - gdzie nota aplikacyjna nakazuje łączyć szeregowo 3 diody tranzystorów końcowych łączonych równolegle, więc na połówkę wtórnika komplementarnego mamy jedno Vbe złącza grzanego stratami mocy, a w układzie regulacji biasu są 3 sprzężone termicznie złącza diodowe w szereg. Sankeny STD03 (skrót to chyba na śmietniku znaleźli - jak Sexually Transmitted Disease) też niewiele lepsze - nie da się wprowadzić tranzystorów sterowników w klasę A, do tego podobno są duże problemy ze stabilnością częstotliwościową przy próbach zrównoleglania.

Równolegle pracujące "Tadeusze" - wcale nie wiem czy to takie straszne, w końcu tranzystory w stopniach końcowych (o charakterze wtórnika) muszą mieć jakieś rezystory źródłowe, więc jeżeli tylko nie próbujemy łączyć równolegle końcówek każda pod swoim sprzężeniem zwrotnym (jak niektóre wzmacniacze hi-end na LM3886), nie powinno być problemów. Praca master-slave kości TDA7293 była przewidziana na etapie projektowania tego scalaka. Tylko kondensator bootstrapu trzeba odpowiednio zwiększyć, z błogosławieństwem karty katalogowej. Zastrzeżenia można by mieć jakby komuś zależało na pasmie mocy na niskich impedancjach obciążenia, ale to w tym wątku nie zachodzi z założenia.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Lech36]

1 godzinę temu, misiomor napisał:

Za wszelkie konstruktywne uwagi dziękuję z góry.

Rozważ rozwiązanie z gotowcem z rynku PRO (link niżej), to klasa AB z klasycznym zasilaczem (wielkie trafo), mażesz potem usprawnić bo wentylatory w nich chodzą na stałe i nie są ciche, ale podstawa do przeróbek znakomita. Chyba że chcesz koniecznie wydłubać sam to oczywiście co innego, choć dłubanie od zera nie za bardzo jest obecnie uzasadnione ekonomicznie. Tego CV1800 używa jeden z moich kolegów audiofilów, problem wentylatorów rozwiązał wyjątkowo prosto, odłączył je a wzmacniacz postawił na podstawkach tak żeby radiatory były pionowo co zapewniło dostateczny przepływ chłodzący. Ma do niego podłączone dwa monitory pasywne Dynaudio za ponad 20 kzł za parę i już ładne kilka lat to tak używa. Wybrał z chyba kilkunastu a może nawet kilkudziesięciu wzmacniaczy z różnych półek cenowych (do 30 kzł). Koszt jednej końcówki kilka lat temu wyniósł coś ca. 1500 zł. Niestety nie wiem czy jeszcze są produkowane. 

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Starsze Cerwin Vegi miały układ elektroniki taki jak w Krell-ach (symetria wewnętrzna elektroniki). Te w/w mogą mieć podobny układ, ale nie zaglądałem do środka więc to tylko hipoteza.

 

 

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[misiomor]

Jest to jakaś opcja, choć rynek pro ma swoją specyfikę - te wzmacniacze są bardziej "napięciowe" a mniej "prądowe" - one bardziej lubią 8ohm SE i 16ohm w mostku. 3ohm w mostku jest w ogóle poza specyfikacją, a wzrost mocy przy zmniejszaniu impedancji obciążenia jest daleki od 1/R, tzn. 2x dla 8ohm -> 4ohm. Ale mają duży plus za wejścia XLR.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Lech36]

1 minutę temu, misiomor napisał:

Jest to jakaś opcja, choć rynek pro ma swoją specyfikę - te wzmacniacze są bardziej "napięciowe" a mniej "prądowe"

Zajrzyj do tego linka, tam są wszystkie parametry i wydaje się że pod względem wydajności prądowej nie powinno być problemów. W starszych wzmacniaczach tej firmy nie żałowali równolegle łączonych tranzystorów wyjściowych. Kupować tylko trzeba ze sklepów PRO bo ten sam wzmacniacz na rynek domowy był wtedy znacząco droższy a parametry na papierze były identyczne.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[misiomor]

Ja zajrzałem do linka. I nie ma nic choćby zbliżonego do podwajania mocy pod 2x niższym obciążeniem. Jest coś koło 1.5*P na 0.5*Z. A najniższa impedancja dopuszczalna w połączeniu mostkowym to 4ohm.

Ja bym chciał móc obsłużyć nawet 2ohm w mostku, choć niekoniecznie już z 60V peak (30V peak z każdej końcówki), w razie takiego obciążenia obniżyłbym napięcia zasilające. Tu jest jak dla mnie największe pole do popisu - optymalizacja wzmacniacza pod konkretne obciążenie. W tym zasilacz sieciowy - jak niższe napięcie, to można dać większe pojemnościowo kondy ale niżej napięciowe i dostać mniejsze tętnienia. Trafo też można optymalnie dobrać pod obciążenie. Nawet tranzystory  bywają w ramach danej mocy bardziej "napięciowe" i bardziej "prądowe" - np. IXTN40P50P vs IXTN90P20P.

No i na rynku pro mogą zdarzyć się niespodzianki typu zabezpieczenie przeciwzwarciowe "z podcięciem". Elektronicy to uwielbiają, podczas gdy takie zabezpieczenie się wykłada na trudnych kombinacjach modułu i kąta fazowego impedancji, możliwych dla ekstremalnych subwooferów z wysokim Levc.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[misiomor]

Jakby kogoś interesowały podstawy Darlington vs Sziklai, to tu jest trochę na ten temat:

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Od siebie dodam dlaczego tak od razu spostponowałem monolityczne Darlingtony. Są dwa po temu powody, ważniejszy i mniej ważny, w tej kolejności:

- monolityczny Darlington za bezdurno grzeje sterownik do temperatury złącza tranzystora końcowego. Więc wszystkie problemy z prądem spoczynkowym i thermal runaway będą do kwadratu. W przypadku rozdzielenia, sterownik ma temperaturę złącza zbliżoną do radiatora oraz Vbe multiplier. W monolitycznym jego temperatura jest P_dis*Rth(j-s) tranzystora końcowego wyższa niż Vbe multiplier.

- nie da się w jego przypadku wprowadzić sterownika w klasę A, co jest zaletą Darlingtona względem Sziklai'ego.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą ) Edytowane 20 Lipca 2021 przez misiomor

[SomekPoland]

Dopiero zaczynam moją przygodę z projektowaniem wzmacniaczy (szczególnie, że na razie dłubię liniowe, nie mocy), ale pozwolę sobie wtrącić kilka uwag. Może jakaś fajna dyskusja się z tego wywiąże. 

Topologia - moim zdaniem do takiego wzmaka spokojnie wystarczy nam klasyczny, 3 stopniowy VFA. Aby uzyskać wysokie wzmocnienie dla DC i niskich częstotliwości musimy zrobić kilka rzeczy:

IPS - klasyczna para różnicowa z kaskodą i lustrem prądowym.

VAS - bufor WE przed tranzystorem VAS, kaskoda, tranzystor zabezpieczający przed przesterowaniem

To pozwoli nam zmaksymalizować wzmocnienie napięciowe we wzmacniaczu. 

Kompensacja - myślę, że nie ma co szaleć: Miller i do przodu 🙂
 

Stopień wyjściowy - myślę, że najlepiej byłoby tutaj dać potrójny wtórnik emiterowy, żeby jak najmocniej odciążyć VAS (i zachować wysokie wzmocnienie). Warto pójść w dużą ilość par wyjściowych, żeby zmniejszyć zniekształcenia przejścia, oraz zmniejszyć efekt beta droop (tranzystory mocy przy dużym prądzie kolektora cierpią na znaczny spadek wzmocnienia, użycie wielu tranzystorów powoduje, że każdy tranzystor widzi mniejszy prąd kolektora, a więc efekt ten występuje w coraz mniejszym stopniu, wraz ze wzrostem ilości tranzystorów). Myślę, że 6 par to może być przyzwoity punkt zaczepienia. 

Warto by też było pomyśleć nad dedykowanym filtrem aktywnym do tego urządzenia 🙂

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[misiomor]

Mam dość podobny w zarysie pogląd, choć nie bardzo rozumiem po co kaskoda w VAS - przecież i tak trzeba by ją "miller'ować". No i zastanawiam się czy aż 3 stopnie Darlingtona są niezbędne, w końcu jeżeli i tak prąd spoczynkowy stopnia końcowego miałby te 200 - 300mA, to 5mA w VAS wiele nie dołoży, a powinno się wyrobić z obsłużeniem wtórnika 2-stopniowego. No ale skoro i tak szybkość poświęcamy, to i 3-stopniowy nie powinien zamulać.

Pytanie czy jechać symetrycznie z komplementarnymi parami różnicowymi na wejściu i przeciwsobnym VAS, czy zastosować układ jednostronny ze źródłem prądowym a'la LM4702.

No i kwestia ew. oporników degeneracyjnych w parze / parach różnicowych na wejściu.

Wysokie wzmocnienie dla DC jest fajne, ale jeżeli kompensacja będzie duża, to może się okazać że zyski na tym pojawią się dopiero poniżej 10Hz - wzmocnienie będzie jeszcze szło w górę zamiast się odgiąć. A dla stabilności liczy się jednak kombinacja wzmocnienia i fazy dla wysokich częstotliwości.

Jest też problem wykorzystania napięcia zasilającego - ma być duża moc, więc dobrze byłoby móc dokręcić wyjście jak najbliżej zasilania - tu 3-stopniowy Darlington jest raczej słaby. Więc można się chociaż zastanowić nad jakimś dodatkowym prostowaniem napięcia zasilającego 2 pierwsze stopnie, boost'em na dodatkowych cienkich uzwojeniach trafa po kilka V (albo nawet na dodatkowym małym trafie z 4 wyprowadzeniami uzwojeń wtórnych), ew. nad jakimś chytrym bootstrapem, w końcu DC to przenosić nie będzie.

Filtr aktywny - to jest zupełnie oddzielny temat, który powinien zależeć od konkretnego zastosowania. Jestem w stanie wyobrazić sobie zarówno systemy gdzie lepszy będzie 2nd, a bywa że 4th byłby bardziej wskazany. To jest (a przynajmniej IMO powinien być) podział elektroakustyczny jak każdy inny. Do tego bywa że subsonic jest zbędny, a czasem bardzo by się przydał i to z bardzo różnymi parametrami. Dlatego myślę że to znacznie wykracza poza temat końcówki mocy do basu.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[SomekPoland]

11 minut temu, misiomor napisał:

Mam dość podobny w zarysie pogląd, choć nie bardzo rozumiem po co kaskoda w VAS - przecież i tak trzeba by ją "miller'ować". No i zastanawiam się czy aż 3 stopnie Darlingtona są niezbędne, w końcu jeżeli i tak prąd spoczynkowy stopnia końcowego miałby te 200 - 300mA, to 5mA w VAS wiele nie dołoży, a powinno się wyrobić z obsłużeniem wtórnika 2-stopniowego. No ale skoro i tak szybkość poświęcamy, to i 3-stopniowy nie powinien zamulać

Bardziej mam na myśli co się będzie działo gdy zaciągniemy z każdej pary 2A albo więcej. Wtedy obciążenie VAS robi się już spore. 

12 minut temu, misiomor napisał:

Pytanie czy jechać symetrycznie z komplementarnymi parami różnicowymi na wejściu i przeciwsobnym VAS, czy zastosować układ jednostronny ze źródłem prądowym a'la LM4702.

Nie jestem pewien, czy w tym wypadku skórka jest warta wyprawki.

12 minut temu, misiomor napisał:

No i kwestia ew. oporników degeneracyjnych w parze / parach różnicowych na wejściu.

Im więcej par, tym obciążenie bardziej się rozkłada również w temacie tych rezystorów.

13 minut temu, misiomor napisał:

Jest też problem wykorzystania napięcia zasilającego - ma być duża moc, więc dobrze byłoby móc dokręcić wyjście jak najbliżej zasilania - tu 3-stopniowy Darlington jest raczej słaby. Więc można się chociaż zastanowić nad jakimś dodatkowym prostowaniem napięcia zasilającego 2 pierwsze stopnie, boost'em na dodatkowych cienkich uzwojeniach trafa po kilka V (albo nawet na dodatkowym małym trafie z 4 wyprowadzeniami uzwojeń wtórnych), ew. nad jakimś chytrym bootstrapem, w końcu DC to przenosić nie będzie.

A tak na chłopski rozum może po prostu dodać po 5V na stronę zasilania powyżej tego co potrzebujemy? 😄

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[misiomor]

4 minuty temu, SomekPoland napisał:

Im więcej par, tym obciążenie bardziej się rozkłada również w temacie tych rezystorów

Pisałem o wejściowej parze różnicowej - czy dawać oporniki w emitery.

5 minut temu, SomekPoland napisał:

A tak na chłopski rozum może po prostu dodać po 5V na stronę zasilania powyżej tego co potrzebujemy?

Można, ale wtedy robią się duże straty mocy. Ja wiem że boost 2 pierwszych stopni może generować różne dziwne sytuacje, ale jeżeli mam wybór między odprowadzeniem 500W ciepła a 300W, to przynajmniej rozważyłbym środki zaradcze.

13 minut temu, SomekPoland napisał:

Bardziej mam na myśli co się będzie działo gdy zaciągniemy z każdej pary 2A albo więcej. Wtedy obciążenie VAS robi się już spore.

Jeżeli VAS dociągnie powiedzmy że na 1V poniżej zasilania, to w dwustopniowym Darlingtonie mamy i tak ze 3V C-E, więc utrzyma on w miarę sensowne hfe i zachowa odpowiednio wysoką impedancję wejściową.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[SomekPoland]

9 minut temu, misiomor napisał:

Pisałem o wejściowej parze różnicowej - czy dawać oporniki w emitery.

Moim zdaniem warto - taka para różnicowa zachowuje się znacznie lepiej, może przyjąć znacznie wyższe napięcie wejściowe i ma mniejsze zniekształcenia.

10 minut temu, misiomor napisał:

Można, ale wtedy robią się duże straty mocy. Ja wiem że boost 2 pierwszych stopni może generować różne dziwne sytuacje, ale jeżeli mam wybór między odprowadzeniem 500W ciepła a 300W, to przynajmniej rozważyłbym środki zaradcze.

Też mi to przeszło przez myśl. Warto pomyśleć, może zerknąć jak są robione ompamy rail-to-rail..?

11 minut temu, misiomor napisał:

Jeżeli VAS dociągnie powiedzmy że na 1V poniżej zasilania, to w dwustopniowym Darlingtonie mamy i tak ze 3V C-E, więc utrzyma on w miarę sensowne hfe i zachowa odpowiednio wysoką impedancję wejściową.

Bardziej mnie martwi impedancja wyjściowa widziana przez VAS

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Lech36]

48 minut temu, misiomor napisał:

Pisałem o wejściowej parze różnicowej - czy dawać oporniki w emitery.

To zależy czy chcesz mieć kontrolę wzmocnienia tego stopnia, przy układach z niezbyt głębokim sprzężeniem globalnym takie oporniki pozwalają wpływać na wzmocnienie w otwartej pętli sprzężenia, w moim przypadku zawsze je stosowałem. Jeżeli pójdziesz na maksymalizację wzmocnienia w otwartej pętli (minimalizacja zniekształceń po zamknięciu pętli) to oczywiście oporniki należy wyrzucić.

2 godziny temu, SomekPoland napisał:

myślę, że najlepiej byłoby tutaj dać potrójny wtórnik emiterowy, żeby jak najmocniej odciążyć VAS (i zachować wysokie wzmocnienie)

Albo tak jak w Accuphase dać na sterowanie stopnia wyjściowego mosfety średniej mocy.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[misiomor]

Godzinę temu, SomekPoland napisał:

Moim zdaniem warto - taka para różnicowa zachowuje się znacznie lepiej, może przyjąć znacznie wyższe napięcie wejściowe i ma mniejsze zniekształcenia.

Tylko że w warunkach działającego sprzężenia zwrotnego i wolnozmiennych sygnałów, ta para nie będzie musiała przyjmować dużych napięć różnicowych, no chyba że ostro nieliniowe przejście przez zero wygeneruje masę harmonicznych. Pytanie czy zmniejszając wzmocnienie tego stopnia zyskamy na możliwym do stabilnego osiągnięcia Ft, czy stracimy.

Godzinę temu, SomekPoland napisał:

Też mi to przeszło przez myśl. Warto pomyśleć, może zerknąć jak są robione ompamy rail-to-rail..?

Można, pytanie ile użytecznych trick'ów się z tego wyciągnie i ile to będzie kosztować w parametrach typu PSRR chociażby. Jest (a może już tylko był) taki scalak jak Apex PA16, chyba najbliższy idei rail-to-rail spośród wzmacniaczy mocy audio i furory nie zrobił. Nie wiem też, czy chciałbym powtarzać jego stopień wyjściowy ze wspólnym emiterem. Stabilizacja prądu spoczynkowego wygląda koszmarnie, zwłaszcza jak się nie ma możliwości hybrydowego (KGD) montażu na substracie BeO.

Godzinę temu, SomekPoland napisał:

Bardziej mnie martwi impedancja wyjściowa widziana przez VAS

Jak wyjściowa, to samego VAS, jak widziana przez, to wejściowa stopnia mocy.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą ) Edytowane 20 Lipca 2021 przez misiomor

[misiomor]

22 minuty temu, Lech36 napisał:

Albo tak jak w Accuphase dać na sterowanie stopnia wyjściowego mosfety średniej mocy.

To jednak oznacza mosfetowe napięcie włączenia i tym większą pokusę dania jakiegoś boost'a.

Plus fakt, że z założenia z pierwszego postu, nie próbujemy ścigać się z Accuphase w dziedzinie szybkości wzmacniacza.

Chociaż pomysł sterowania spawarkowych mosfetów bezpośrednio VAS'em w klasie wydajności prądowej rozwiązań pod wtórnik dwustopniowy MOS - BJT mógłby być nadmiarem optymizmu - pojemność Ciss tranzystora IXTN90P20P jest prawie 100 razy wyższa niż dla IRF9610 (rozpatruję P-kanałowe jako te gorsze), a na dodatek nie będzie aż tak dobrze bootstrapowana - z IXTN'a można spodziewać się najwyżej 1 - 2S transkonduktancji przy prądzie 500mA (zakładany spoczynkowy) więc w połączeniu z 1.5ohm obciążeniem bootstrapowanie nie będzie zbyt silne. Nie wiem jakim SR chwalą się Accuphase, ale pożądane w projekcie minimum 0.2V/us (żeby mieć pewien zapas) mogłoby być zagrożone.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[raven1985]

Ja bym to zrobił tak:

- ndfl - 2 stopnie

- pierwszy stopień na symetrycznym WO (opa1632 lub coś podobnego) jako dawca NFB.

- drugi stopień prosty układ np. na symetrycznej odwróconej kaskadzie - ze względu na możliwość pracy rail-to-rail.

- jako opcja przełączane zasilanie klasa H , ale to komplikuje układ . niemniej drastycznie zwiększyło by sprawność .

- wyjściowe BJT prosty układ baisu na 2 tranzystorach z lokalnym NFB obejmującym tranzystory drivera. Dość mocno podnosi to stabilność temperaturową . Kompensacja jest też 2 punktowa . Tranzystory kompensacji można zamontować jako kanapkę na tranzystorach mocy. Taki układ stosowałem w Ravlusach i działał wyśmienicie. Zresztą stosował go Madrigal w Levinsonach nie bez przyczyny.

- tranzystory wyjściowe klasyczne 2sc5200/2sa19... + ON Semi z rodziny  MJE15030

zalety :

- od początku symetryczna budowa cmrr, brak problemu z masą  itd.

- prostota , niewielkie rozmiary stopnia napięciowego

- bardzo duże NFB tam gdzie jest potrzebne.

- sprawność - wykorzystanie napięcia zasilania do max. limitem będzie OPS.

- pętla CM w WO dba o 0 na wyjściu co powinno skutkować załączeniem i wyłączeniem bez przykrych efektów. Zabezpieczenie można wtedy dać po stronie zasilania jako klucze MOSFET- dużo prostsze sterowanie . Głośniki bezpośrednio połączone do wzmacniacza.

wady:

- możliwe, że trzeba będzie zadbać o czysty clip.

- być może będzie potrzebny potrójny układ wtórnika wyjściowego żeby nie obciążyć za bardzo odwróconej kaskady bo wzmocnienie poleci .

TDA nie wiem czy się sprawdzi się  w tej aplikacji , nie jest on przystosowany do pracy z dużą mocą ciągłą jak to w subie bywa , ogranicza go obudowa (rezystancja termiczna)

 

 

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[przemak]

Mostek w perspektywie strat napięciowych IMO trochę bez sensu, zwłaszcza przy tych prądach. 

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[misiomor]

2 minuty temu, przemak napisał:

Mostek w perspektywie strat napięciowych IMO trochę bez sensu, zwłaszcza przy tych prądach. 

Ale CMRR polepsza i na dodatek masa uwalnia się od przepływu dużych prądów. No i tranzystory mają prawie 2x mniej napięcia, a na dodatek można użyć elementów o wyższym prądzie, a niższym napięciu.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[przemak]

2 minuty temu, misiomor napisał:

Ale CMRR polepsza i na dodatek masa uwalnia się od przepływu dużych prądów. No i tranzystory mają prawie 2x mniej napięcia, a na dodatek można użyć elementów o wyższym prądzie, a niższym napięciu.

No tak, są plusy i minusy. Ja jestem za tym, żeby bez mostka 😉

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[misiomor]

Kolejna zaleta - oba zasilania pracują na raz, a nie że jedno się leni. W pro można jednemu kanałowi odwrócić fazę wejściową i zamienić terminale, ale tu suba napędzamy samostajaszczo. No chyba żeby miał DVC, wtedy 2x SE jest do zrobienia.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[raven1985]

23 minuty temu, przemak napisał:

Mostek w perspektywie strat napięciowych IMO trochę bez sensu, zwłaszcza przy tych prądach. 

Też jestem zdania, że będzie w to takim kształcie lekki overengineering. No ale jak to w audio 😉

Rozwiązań jest wiele, kolejnym pomysłem jeśli zrezygnowalibyśmy z mostka było by wzięcie jako podwozia wzmacniacza PA300 z Elektora. Też opartego o WO. Układ stosunkowo prosty i łatwo można go przeskalować w górę. Nie jest pozbawiony wad ale można je wyeliminować. Tracimy  ciche wył/wył , można sobie z tym radzić np. przez "uglebienie" VAS na starcie i przy zaniku zasilania. Nie wyeliminuje to pewnie stuków do zera ale powinno ograniczyć do cywilizowanego poziomu. Przekaźnik nie był by potrzebny. 

Wzmacniacz można skonfigurować jako instrumentalny, wejście jest symetryczne nie łączy się z masą . NFB dwu przewodowe punkt odlesienia mamy na zacisku głośnika . Problem z masą rozwiązany.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[misiomor]

55 minut temu, raven1985 napisał:

Ja bym to zrobił tak:

- ndfl - 2 stopnie

- pierwszy stopień na symetrycznym WO (opa1632 lub coś podobnego) jako dawca NFB.

- drugi stopień prosty układ np. na symetrycznej odwróconej kaskadzie - ze względu na możliwość pracy rail-to-rail.

- jako opcja przełączane zasilanie klasa H , ale to komplikuje układ . niemniej drastycznie zwiększyło by sprawność .

- wyjściowe BJT prosty układ baisu na 2 tranzystorach z lokalnym NFB obejmującym tranzystory drivera. Dość mocno podnosi to stabilność temperaturową . Kompensacja jest też 2 punktowa . Tranzystory kompensacji można zamontować jako kanapkę na tranzystorach mocy. Taki układ stosowałem w Ravlusach i działał wyśmienicie. Zresztą stosował go Madrigal w Levinsonach nie bez przyczyny.

- tranzystory wyjściowe klasyczne 2sc5200/2sa19... + ON Semi z rodziny  MJE15030

zalety :

- od początku symetryczna budowa cmrr, brak problemu z masą  itd.

- prostota , niewielkie rozmiary stopnia napięciowego

- bardzo duże NFB tam gdzie jest potrzebne.

- sprawność - wykorzystanie napięcia zasilania do max. limitem będzie OPS.

- pętla CM w WO dba o 0 na wyjściu co powinno skutkować załączeniem i wyłączeniem bez przykrych efektów. Zabezpieczenie można wtedy dać po stronie zasilania jako klucze MOSFET- dużo prostsze sterowanie . Głośniki bezpośrednio połączone do wzmacniacza.

wady:

- możliwe, że trzeba będzie zadbać o czysty clip.

- być może będzie potrzebny potrójny układ wtórnika wyjściowego żeby nie obciążyć za bardzo odwróconej kaskady bo wzmocnienie poleci .

TDA nie wiem czy się sprawdzi się  w tej aplikacji , nie jest on przystosowany do pracy z dużą mocą ciągłą jak to w subie bywa , ogranicza go obudowa (rezystancja termiczna)

Wow, jestem pod wrażeniem, choć nie powiem że wszystko rozumiem do końca. Ja do konstruowania wzmacniaczy niejako wracam po dłuższej przerwie i nie śledziłem co w trawie piszczy aż tak skrupulatnie.

Czy w stopniu końcowym jest opisany Hawksford, tylko innymi słowami?

Po co aż tak szybkie tranzystory mocy w końcówce o bardzo ograniczonym pasmie? Czy to nie daje zwiększonego ryzyka oscylacji?

Ja raczej kombinowałem nad wykorzystaniem poluzowanych wymagań na pasmo mocy i SR do uproszczenia konstrukcji, niekoniecznie chcę ścigać się z hi-endowymi piecami.

TDA7293 - może ograniczyłbym nieco moc w ich przypadku, choć 10 scalaków na kanał powinno coś już dać. Pytanie o ew. problemy ze stabilnością w rozbudowanym układzie modularnym, czy gorsza jest pojemność między ścieżkami rozwleczonego wyjścia a zasilaniami i masą, czy pętla prądu gdyby łączyć scalaki kablami - np. zasilania po jednej stronie płytki, wyjście po drugiej.

600W to raczej pod największe suby w rodzaju Dayton UM18-22 (dwie końcówki mostkowe pod układ DVC), gdybym chciał go rozbujać w okolice pełnego Xmax. Większości głośników wystarczy mniejsza moc.

PS. Masz może jakieś dobre informacje nt. LT1166?

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[misiomor]

Godzinę temu, raven1985 napisał:

Wzmacniacz można skonfigurować jako instrumentalny, wejście jest symetryczne nie łączy się z masą . NFB dwu przewodowe punkt odlesienia mamy na zacisku głośnika . Problem z masą rozwiązany.

Ja przez "kulturę masową" i CMRR miałem raczej na myśli prostsze rozwiązanie - końcówka uczonego radzieckiego Mostkowa, z masą w gwiazdę, możliwie symetryczną między dwoma końcówkami (zrobionymi na tym samym PCB). Do tego masa obsługuje obie końcówki wyłącznie "sygnałowo", prąd wyjściowy idzie tylko zasilaniami - dodatnim jednej, ujemnym drugiej, pomiędzy wyjściami. W ten sposób jeżeli nawet na masie pojawi się jakiś sygnał, to obciążenie go nie zauważy, jako że wlezie na obie końcówki mniej więcej tak samo.

PS. Sterowanie musi być rzecz jasna sygnałem zbalansowanym - z OPA1632 albo czegoś podobnego.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą ) Edytowane 20 Lipca 2021 przez misiomor

[Lech36]

15 godzin temu, misiomor napisał:

To jednak oznacza mosfetowe napięcie włączenia i tym większą pokusę dania jakiegoś boost'a.

Wydaje mi się że we wzmacniaczu do suba najistotniejszy jest wysokie DF w celu jak najlepszej kontroli układu drgającego głośnika to w takim razie może układ nazywany przez niektóre firmy "Trans Nowa" (Hafler, Acoustat). Gwarantuje on ekstremalne DF-y, szczególnie od 1kHz w dół, choć nie każdemu może przypaść do gustu. Obie w/w firmy stosują/stosowały ten układ w końcówkach mosfetowych, ale widziałem go też w końcówkach na tranzystorach bipolarnych. Niestety skutkiem ubocznym, charakterystycznym dla tego rozwiązania będzie możliwy wysoki SR, ale z tym dasz sobie radę 😉.
Te gotowe wzmacniacze, które wcześniej proponowałem z serii CV już nie są dostępne, chyba że gdzieś z drugiej ręki. 
Jest jeszcze opcja jakichś chińskich modułów dużej mocy, ale jest tego dosyć dużo i trzeba we własnym zakresie przejrzeć ofertę znanych portali handlowych żeby wybrać coś ciekawego.   

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[misiomor]

Dla mnie jako znającego się na głośnikach, bardzo wysoki DF nie jest priorytetem. R_out wzmacniacza łączy się szeregowo z Re głośnika, więc nawet 0.1ohm (DF=80 @ 8ohm, osiągalne zwykłymi końcówkami) nie robi wielkiej różnicy, skoro jest na poziomie wahań między egzemplarzami tego samego typu głośnika. Niestabilność Re w funkcji rozgrzania cewki głośnika będzie w ogóle znacznie większa.

Ale dziękuję za sugestię - może ktoś będzie miał inne zdanie i jemu się przyda.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Grzegorz7]

Nie odnoś wahań impedancji cewki głośnika do wyjściowej wzmacniacza. 

DF to iloraz z impedancją wyj wzm w mianowniku. Nie mają znaczenia fluktuacje cewki (ta jest w obszarze indukowania SEM). Dużo bardziej znacząca jest impedancja połączeń. 

Pytanie brzmi (1) jaki DF skutecznie tłumi ruch cewki? Czy w ogóle maksymalizacja DF (2) jest panaceum na jakość?

1. Impedancja przewodów połączeniowych powinna być jak najmniejsza. W ten zakres wchodzą impedancje zwrotnic co w przypadku suba nie ma miejsca. Z moich obserwacji sprzed lat wynika, że DF odniesiony do impedancji wyjściowej końcówki mocy, bibelotów po drodze (np. przekaźnik nie włączony przecież w pętlę USZ) i  przewodów połączeniowych poniżej kilkudziesięciu skutecznie tłumi pasożytnicze ruchy cewki. DF na poziomie setek i tysięcy (mam taki wzmacniacz) to dywagacje matematyczne.

2. W przypadku sterowania głośników poprzez zwrotnice zbyt mały DF może być szkodliwy. Są takie opracowania. W przypadku bezpośredniego sterowania cewki przetwornika również nie ma jednoznacznych zalet. Wiele zależy chociażby od budowy membrany. Można sobie wyobrazić dużą miękką membranę, która lata jak szmata trzymana od strony cewki "za mordę" w porównaniu ze stanu, kiedy cały układ porusza się swobodnie (naturalnie). Wszystko wymaga posłuchania.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą ) Edytowane 21 Lipca 2021 przez Grzegorz7

[misiomor]

Zarówno R_out wzmaka, jak i rezystancja przewodów dodają się szeregowo do Re głośnika (rezystancji drutu nawojowego cewki). A owa rezystancja drutu nawojowego zwiększa się wraz z rozgrzaniem, mnie więcej proporcjonalnie do temperatury w kelvinach. A więc rozgrzanie cewki o 100 stopni (kleje i lakiery wytrzymują znacznie więcej i to one wyznaczają P_max głośnika) jest mniej więcej równoważne dodaniu w szereg z głośnikiem rezystora równego 1/4 Re. A więc 1ohm do głośnika 6ohm (Re jest zwykle trochę mniejsze niż impedancja znamionowa).

"Tłumienie ruchów pasożytniczych cewki" - to wszystko opisuje model Thiele'a - Small'a. I wyjaśnia on zespolony przebieg impedancji głośnika w jego obudowie. Dołożenie rezystancji szeregowej skutkuje zwiększeniem parametrów Qes i Qts głośnika (i obniżeniem efektywności zarówno mocowej jak i napięciowej). Można przemodelować zachowanie głośnika w obudowie dla Qts pierwotnego i zwiększonego wskutek dodania rezystancji w szereg. Różnice dla dorzuconego 0.1 a nawet 0.3ohm są najczęściej zaniedbywalne.

Niestety w tej kwestii było bardzo dużo nieuctwa i ściemy w czasopismach dla elektroników - pamiętam jak Ojciec opowiadał mi wyczytane tam banialuki o odpowiedziach aperiodycznych krytycznych itd. Dziś są darmowe narzędzia do modelowania obudów głośnikowych i można zweryfikować prawdziwość takich twierdzeń.

W najkrótszym skrócie - schemat zastępczy impedancji głośnika w obudowie zamkniętej to rezonator równoległy RLC (ma peak impedancji przy Fc, a nie dołek) z dołożonym szeregowo Re głośnika (i jeszcze "cewką" Levc ujawniającą się jako wzrost impedancji dla wyższych f, ale ona jest o tyle dziwna, że L zmienia się z częstotliwością, a także ma komponent rezystywny rosnący z częstotliwością).

Dlatego dołożenie opornika jest w szereg z Re, a więc jest równoważne jego zmianie z temperaturą. I jego wpływ na charakterystykę (już akustyczną) sprowadza się do silniejszego tłumienia daleko od rezonansu (tam gdzie |Z| jest niski) i słabszego na rezonansie i w jego bliskiej okolicy. Można to modelować ilościowo, liczyć wpływ na charakterystyki impulsowe itd. Tylko że po iluś takich modelowaniach wychodzi że " naplewat' ". Been there done that.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[misiomor]

23 godziny temu, SomekPoland napisał:

Bardziej mam na myśli co się będzie działo gdy zaciągniemy z każdej pary 2A albo więcej. Wtedy obciążenie VAS robi się już spore.

Masz rację, przeliczyłem to i jednak 5kohm rezystancji wejściowej wtórnika dwustopniowego (głównie opornik między emiterami Darlingtonów mnożony przez hfe sterownika ją obniża) dość ostro tnie wzmocnienie VAS'a.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )

[Lech36]

4 godziny temu, Grzegorz7 napisał:

Pytanie brzmi (1) jaki DF skutecznie tłumi ruch cewki? Czy w ogóle maksymalizacja DF (2) jest panaceum na jakość?

Tylko na kontrolę w sensie technicznym, jakość to rzecz względna, czasem w rozwiązaniach hi-end wyższą ocenę organoleptyczną uzyskują konstrukcje ze słabą kontrolą, przykłady na forum były prezentowane.

Ukryta Zawartość

Zaloguj się, aby zobaczyć treść.

Zaloguj się, aby zobaczyć treść (możliwe logowanie za pomocą )