Mätförstärkare, en halv Watt

[opampen]

Glöm Miller effekten! Vid så låga frekvenser från några Hz upp till 100 kHz där jag antar att du opererar har cc ingen betydelse!

[Spisblinkaren]

Men då är det märkligt hur oscillationen vid hård motkoppling typ Unity Gain slutar när jag sätter dit ett cc

MVH/Roger

[YD1150]

Provat med att koppla R8 via en elektrolyt ~10-100uF till jord? (koppla först loss R8 från R3-R4)
En liten (10-100pF) kondensator över R15?

[Spisblinkaren]

Ja, det har jag faktiskt gjort men jag märkte ingen skillnad.

Ska inte vara nån skillnad heller för båda ingångarna biseras nu med ungefär samma resistans (dvs minimal extra offset) och från samma punkt/spänning.

En liten konding över R15 ger i regel ingen större stabilitetsförbättring har jag märkt, det enda den gör är att ta bort lite ringningar från stegsvaret.

Seriös stabilitetsförbättring får man mha trick som cc som egentligen inte är mycket annat än en avkoppling/kappning av R6 (R16=0), dock förstärks värdet hos cc med Av hos VAS (Miller-effekten) varför storleken på kondingen kan göras mindre.

Egentligen drar man alltså ner förstärkningen så att den är mindre än ett innan fasen hinner bli 180 grader (villkoret för självsvängning).

Jag tycker dessa diskussioner är jätteroliga!

Hoppas bara jag inte framstår som nån besserwisser

För jag kan faktiskt väldigt lite om elektronik men rörförstärkare har jag hållit på med i typ 25 år och där har man relativt ofta fått kompensera bort oönskade självsvängningar på olika sätt.

Ett sätt som jag permanent implementerat i mina 7 Williamson rörslutsteg med egendesignad utgångstrafo är ett, vad jag kallar, bootstrap-filter som består av 22 Ohm i serie med 0,1uF rätt över sekundären.

Jag vet inte varför detta funkar men jag var dels nödgad att införa det dels tänkte jag att det kanske inte är så bra med oändligheten som lastimpedans vid höga frekvenser.

Jag kommer inte ihåg men eventuellt hade jag ingen last när jag kom på detta.

Samtidigt har jag gjort plats för råförstärkningsminskning medels konding, fast det använder jag inte

MVH/Roger

[YD1150]

Det är väl så ett elektronikforum ska fungera att man kan diskutera olika kopplingar.
"Positiv Återkoppling" via andra forummedlemmar är på så vis bra

Push-pull rörförstärkare är inte heller bra att köra helt obelastade på
då kan man förstöra isolationen i den sannolikt dyra utgångstransformatorn.
Hade en lärare på gymnasiet som var så petig med att ha en belastning
på transistorförstärkare (typ denna som den som beskrivs i denna tråd), kunde aldrig
förstå det eftersom det är ju ingenting som direkt går sönder i en lågfrekvensförstärkare utan belastning.
Men nu när man ser efteråt på det hela så levde läraren kvar i "rör-tiden" och push-pull steg.

[Spisblinkaren]

Tack för ditt inlägg, YD1150!

Det känns som jag alltid varit noga med att lasta mina rörslutsteg innan påsättning men jag kommer som sagt inte ihåg.

Men jag kommer ihåg att jag tänkte "22 Ohm parallellt med 8 Ohm vid höga frekvenser blir ingen nämnvärd påverkan".

Men varför jag satte dit bootstrap-filtret om jag ändå redan lastade med 8 Ohm, det begriper jag bara utifrån att jag faktiskt måste ha kört dom olastade när det självsvängde (helt olastade är dom emellertid inte för återkopplingen lastar typ 4k).

Så när 8 Ohm ansluts blir effektiv last minst 8//22 (@>>72kHz).

Jag känner mig ganska klar med min mätförstärkare.

Det är bara utgångssteget som är ett litet aber.

Jag vill ha Klass B men det känns som det finns en risk för termisk runaway om jag skulle få för mig köra +/-15V i 4 Ohm.

Nu är det ju lite lurigt med "diskret" CFP för dom trissorna som är aktuella för Vbe-övervakning är T1&T2 och dessa sitter preliminärt inte på kylflänsen (TO92...+låg effektförlust).

Dessutom är dioderna (D1&4) inte heller så enkla att montera på eventuell kylfläns.

Samtidigt har RoPa så tacksamt förklarat att jag borde nyttja en Vbe-multiplier istället för dioderna och montera den på eventuell kylfläns för att minimera övergångsdist och eliminera termisk runaway.

Dessutom har han påpekat att BC546/556 nätt och jämt tål strömmen.

En sund uppgradering i det här fallet vore således ett par TO128 (t.ex BD139/BD140) som T1&2 istället plus en Vbe-multiplier iform av en BD139 där då alla dessas komponenter kan (och bör) monteras på eventuell kylfläns.

Jag tänker mig att man fortfarande kan köra med alla komponenter monterade på kortet och bara om man vill leverera högre effekt montera dom aktuella på kylfläns mha kablar.

Men nu är det inte mycket kvar av mitt original

Det är tom frågan om jag inte ändå ska ta steget fullt ut och byta ut mina Darlington så jag kan köra +/-30V

För T1&T2 kommer bli lite småvarma vid +/-15V@4 Ohm och sitter inte dom OCH D1&D4 på samma fläns kommer jag farligt nära termisk runaway.

Dessutom, Vbe ökar med strömmen och korrektion för detta har jag inte alls med dioderna eller ens en Vbe-multiplier.

Vänta nu, är det kanske därför man har emitter-motstånd?

MVH/Roger

[YD1150]

Som drivsteg kan du titta på BC327/BC337 eller BC635/BC636 (upp till BC639/BC640) de tål lite mer "kräm" än BC547/557.
Emittermotstånd = stabilisering.
Vbe-multiplikatorn ska helst sitta i kontakt med kylflänsen så bias ~1,4V minskar i takt med ökande temperatur.
Borde väl bättre att köra i klass AB med liten tomgångsström i slutsteget på tiotal mA?
Då försvinner övergångsdistortionen.

[Spisblinkaren]

Hej YD1150, min vän!

Du missar en sak.

Det ursprungliga tänket står benhårt fast, förstärkaren skall kunna leverera >0,5W vid batteridrift (9V).

Dvs strömbudgeten är aningen kritisk så "några tiotal mA" som blödström för noll övergångsdistorsion, det har jag inte råd med.

Det är tom som så att nuvarande strömbudget är tveksam.

Jag förbrukar t.ex hela 2mA i diffsteget och sedan drygt 5mA i VAS.

Det blir 7mA.

Jag kommer inte ihåg kapaciteten hos Alkaliskt 9V men jag gissar 200mAh.

Min spisblinkare höll i ett halvår och drog runt 0,5mA i medel, 6*30*24*0,5~2000mAh men då körde jag batteriet ner till 1,6V...

Ett dygn med 9V är nog vad man kan räkna med.

Samtidigt avser jag trimma strömbudgeten efter att jag fått gjort kortet.

2mA blir kvar och jag har nog kvar 5mA också för det gör det möjligt att kräma på med matning om så önskas.

Men jag vet inte om jag önskar det (annat än +/-15V).

Om vi säger Iut<15Vp/4=4A dvs runt 2A/CFP och delat med 15 (BD911/912) blir strömmen drygt 100mA som delat med 200 (BC546/556) blir <1mA.

Fast om jag byter BC546/556 till BD139/140 blir VAS-strömbehovet <4mA ty hfe>40.

Så min krets som den är nu klarar att byta till BD139/140 rakt av ända upp till +/-15V matning men inte så mycket mer...

Alltså, det är småviktigt att förhindra strömrusning (TRA) fast det finns två lösningar på detta problem:
A) Använd D1+D4 (skippa eventuellt tom Schottkyn pga TRA) och acceptera lite övergångsdistorsion.
B) Komplicera allt och inför Vbe-multiplier som om den ska göra nån nytta måste monteras på eventuell kylfläns och i detta fallet måste även T1&2 vara möjliga att montera på kylflänsen (dvs "minimum" TO128).

Alla mina strömgeneratorer nyttjar LED+Darlington och en rätt viktig aspekt för det är att spänningsfallet (som förloras vid sving) är så lågt som runt 0,3V (dvs spänningsfallet över emittermotståndet).

Man kan bara komma ner i denna låga förlust om man använder Si+Schottky psss LED (och vanlig trissa).

Anledningen till att jag tar upp det är BC516/517's låga spänningstålighet (30V).

Det finns två sätt att komma runt det:
C) Konstruera diskret Darlington mha två BC546/556 (65V).
D) Byt konfiguration och nyttja en BC546/556 och Si+Schottky istället

D ger samma resultat som idag men förstärkaren tål då 65V samtidigt som lösningen kostar en udda Schottky (och blir inte lika härligt debugg-bar ).

C är inte så aktuellt för det kladdar ner PCB.

Jag bestämmer mig nu för att köra på A.

MVH/Roger
PS
Jag börjar tycka att halvledar-förstärkare suger Men kolla här, man har problem med både övergångsdistorsion, utgångs-offset och termisk drift (TRA) hos effektförstärkare. Vafan, bygg er en rörförstärkare mha utgångstrafo istället vet ja, för då ska ni se att dessa problem inte existerar Och vad är egentligen problemet med rörförstärkare? Jo, många tycker nog att dom är aningen klumpiga. So what, dom regerar ju

[YD1150]

Nu skojar jag lite men det finns större 9V:s batterier...!

PP9-PP3-batteries.JPG

Hade en gång en Luxor radio från 60-talet med ett sådant stort 9V batteri.
Batterierna fanns att köpa i vanliga mataffärer då, typ 1980 +/- något år.

[Spisblinkaren]

Det var som fan, det visste jag inte

Stora 6V-batterier vet jag fanns och jag tror att dom tom finns kvar.

Snyggt foto på batterierna förresten, knivskarp skärpa

MVH/Roger

[Spisblinkaren]

Kollade förresten på Elfa men naturligtvis fanns det inget sådan gigantiskt 9V-batteri där

Lite synd för du ger mig ett intressant uppslag.

En vän till mig hävde nämligen ur sig häromdan att min förstärkare skulle passa gatumusikanter.

Intressant målgrupp, tänkte jag

Och visst, ett dygns spelande på litet 9V är väl ändå rätt okej men ditt batteri verkar innebära en månads spelande...

Annars är jag som sagt klar med min mätförstärkare.

Vad jag kommer ha i åtankarna när jag producerar kortet är följande:

1) Stora hål (1mm) för T1-2 (så BD139/140 passar om än med krökta ben)
2) T3-4, T7 byter jag till BC546/556 med Si+Schottky isf LED bara om >30V matning (R16 underlättar Level Shift).
3) R9 kappas med godtyckligt motstånd i serie i luften och bara om F är för låg.
4) Diffsteget utgörs alltid av BC546 (eventuellt BC517 för högre F och vid <30V matning)
5) Diffstegets trissor matchas manuellt och en bypass-möjlighet av P1 införs.

En sista fundering är effektförlust och hur man räknar på det.

Jag har noll koll när det gäller detta men jag kan göra ett försök.

Jag har läst nånstans att Klass B-steg har en verkningsgrad runt 80%.

Om vi leker med max +/-15V (30V matning) och att all spänning når 4 Ohm så är effektutvecklingen i lasten max 28W.

Pga av 80% verkningsgrad måste 20% hamna som effektförlust över trissorna dvs 2,8W/CFP.

Eftersom all spänning INTE hamnar över lasten, som vi nu ju vet, så verkar effektförlusten/CFP snarare vara mindre än 2W.

Tja(TO220) har jag lärt mig är runt 70K/W.

Alltså, min mätförstärkare klarar hela matningen (30V) UTAN kylfläns

Frågan är bara hur fel jag räknar nu

MVH/Roger

[opampen]

Om du är rädd för att den ska dra för mycket ström borde klass C eller D vara ett alternativt. Högre distorsion tyvärr, men högre verkningsgrad, typ 90% samtidigt blir det en mer komplicerad konstruktion och är ju inte något direkt alternativ för högkvalitativ audio. Men det beror på hur du ska använda den och vilka krav du har på stärkaren. Annars är det väl bättre att köra med klass AB och något större batteri, eller? 6 stycken 1,5V (9 V.) batterier typ R14 eller R20.

[RoPa]

Nja... att det skulle vara 80% verkningsgrad är nog ett missförstånd...

Följmed här...

Effektförlusten i trissorna varierar med utsignal och är som störst vid halv utstyrning. Då har last och drivsteg samma ström och samma spänning.
Enkelt uttryckt 15V/2 x 15v/2/4ohm = 7.5 x 7,5 / 4 = 14W topp.
Med sinus ger det 10 W medel per sida.

[opampen]

Omkring 78% ska man kunna ta ut ur ett klass AB steg, beroende på konstruktion och hur man räknar.

[Spisblinkaren]

Nja... att det skulle vara 80% verkningsgrad är nog ett missförstånd...

Följmed här...

Effektförlusten i trissorna varierar med utsignal och är som störst vid halv utstyrning. Då har last och drivsteg samma ström och samma spänning.
Enkelt uttryckt 15V/2 x 15v/2/4ohm = 7.5 x 7,5 / 4 = 14W topp.
Med sinus ger det 10 W medel per sida.

Okej, jag förstår inte riktigt.

Vad jag därmed tror mig förstå är att effektförlusten borde bli som värst vid halv utstyrning, som du säger.

För vid full har vi bara typ Vbe+Vce(sat), right?

Och även om hög ström går så blir I*U inte speciellt stor.

Men om jag räknar lite igen (bara för att checka om jag förstår...)

Halv spänning säger vi är 7,5V både över last och trissor (beroende på hållet de svingar).

Då har vi 7,5Vp ut till last som vi satt till min 4 Ohm.

Detta innebär c.a 2Ap ut.

Varje komplementär trissa levererar dock halva denna strömmen (definitionen på DC, dvs tidsmedelvärde).

Så vare CFP levererar 1Ap i medel.

Min uträkning ger då 7,5Vp*1Ap/2=4W i förlusteffekt vid 2Ap (och sinus) ut.

Dvs jag behöver kylfläns

MVH/Roger
PS
Jag kan inte riktigt det här heller men låt oss leka med att Tjc(TO220)=0. Då ska alltså 4W kylas bort. Kylflänsen blir då på (175-25)/4~40K/W vilket inte är nån stor fläns direkt