SimplA, klasse-A versterker met uitmuntende prestaties

[SSassen]

Wierd,

Beter klinken is subjectief en daarmee ongrijpbaar, da's gelijk 't manco van deze hobby, wat jij fantastisch vindt klinken is voor de buurman misschien niet te pruimen. Waar ik naar streef is een versterker met voorbeeldige prestaties. Als je daaraan vasthoudt dan blijkt telkens weer dat uit voorbeeldige prestaties vanzelfsprekend een goedklinkende versterker volgt. Da's logisch, want een versterker die voorbeeldige prestaties heeft is er één die niks toevoegt, of weglaat, en dus púúr versterkt. De hardnekkige mythe dat goed meten niet gelijk staat aan goed klinken kan ik helder voor je uitleggen als je daar behoefte aan hebt.

Zoals Jeroen al aangeeft ontwerp ik op uitstekende meettechnische resultaten, alleen zal ik deze keer m'n uiterste best doen om dat met zo weinig mogelijk middelen voor elkaar te krijgen zodat e.e.a. ook voor de minder getalenteerde soldeeratleten na te bouwen is.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

[Treb]

...een versterker ontwikkelen met uitstekende meettechnische resultaten. En die zal dus onvermijdelijk ook uitstekend klinken.

Nelson Pass (die van die kleuterkleurplaten) heeft over twee weerstanden in z'n eigen F5 versterker geschreven:

Those of you who have built the stock F5 would want to know that I have adjusted the value of the 10K resistors in the current limiter circuit upward to 22K or so. The distortion measures slightly higher at high swing as a result, but the harmonic content is lower at high swing and I think it sounds marginally better.

Waarmee ik wil aangeven dat beide zaken niet onlosmakelijk met elkaar verbonden zijn. Getallen alleen zijn niet zaligmakend. Sommige dingen zijn lastig te quantificeren, het menselijk gehoor is geen perfecte machine.

Ik kan me overigens goed vinden in de kritiek van Ray als 't gaat om het succesvol bouwen van deze versterker-in-wording door elektro-analfabeten zoals ik. De stap van kleuterkleurplaat naar een Rembrandt is voor mij denk ik best groot...

[wierd]

Beste Sassen ,
Waar het bij mij omgaat is muziekbeleving,daarmee wil ik niet zeggen dat een simpele versterker beter specificaties bezit.
Eigenlijk zou je een keer bij mij langs moeten komen dan begrijp je mischien wat ik bedoel.


mvg Wierd

[Dennusch]

Misschien is het een idee om bij het optimaliseren van het ontwerp om de THD omlaag te krijgen, er rekening mee te houden dat even harmonische vervorming vaak een stuk aangenamer klinkt dan oneven. Je kan zo optimaliseren dat de THD echt zo laag mogelijk is, of zo optimaliseren dat het ontwerp een klein beetje meer THD heeft, maar dan wel met een veel gunstiger verhouding tussen even en oneven harmonische vervorming.

[jeroen_d]

Dat is ook een mythe. De juiste verhouding van 2de, 3de en 5de harmonische vervorming zoals een buizenversterker die kan geven klinkt het mooiste voor veel mensen. Met die even harmonische wordt vooral de 2de bedoeld, niet de hogere ordes.

Wat die weerstandjes in die Pass betreft, ga ik verder niet op in. Laat ik het erbij houden dat het gehoor niet perfect en vooral de waarneming onbetrouwbaar is.

[b_force]

Wat Jeroen zegt kan ik alleen beamen.
De laatste tijd ben ik erg veel bezig met het begrijpen, onderzoeken en leren hoe de karakteristieke klank van gitaarversterkers tot stand komt. Het boek "Designing tube preamps for guitar and bass" door "Merlin Blencowe" is hier een leuk begin in.
Een gitaar versterker is natuurlijk wel anders dan een klass-a versterker, maar het mooie is dat dezelfde theorie wat vervorming betreft gebruikt wordt. Sander past het echter juist toe om zo min mogelijk vervorming en karakter te krijgen, terwijl dat bij een gitaarversterker juist wel gewenst is.

Hieruit blijkt dat 3e harmonischen vaak ook fijn kunnen klinken, maar het hangt er vanaf waar je naar op zoek bent.
Sander is op zoek naar helemaal geen harmonischen

[Miniwatt]

Wat Jeroen zegt kan ik alleen beamen.
De laatste tijd ben ik erg veel bezig met het begrijpen, onderzoeken en leren hoe de karakteristieke klank van gitaarversterkers tot stand komt. Het boek "Designing tube preamps for guitar and bass" door "Merlin Blencowe" is hier een leuk begin in.
Een gitaar versterker is natuurlijk wel anders dan een klass-a versterker, maar het mooie is dat dezelfde theorie wat vervorming betreft gebruikt wordt. Sander past het echter juist toe om zo min mogelijk vervorming en karakter te krijgen, terwijl dat bij een gitaarversterker juist wel gewenst is.

Dat heb ik ook gedaan, en ook al zijn de streefdoelen heel vreschillend is dat idd heel verhelderend

Goeie tip van dat boek btw, zou ik ook moeten hebben

[Wowly]

even voor de duidelijkheid, er zijn vast andere wegen naar het audionirvana dan die van sander nu uitvoert. mocht je het er niet mee eens zijn; je hoeft niet te reageren...........gun anderen hun manier, dan blijft dit een leuk draadje voor de wél geinteresseerden

Discussie's over audionirvana: start een ander draadje of pak een van de vele op die al zijn gestart (en nooit eindigen natuurlijk..)

Wowly

[Pjotr]

Discussie's over audionirvana.....................

Tja, iedereen weet toch dat dit zeer ontvlambaar materiaal is en zeker TS.

Het is ook aan TS zelf om daar geen lucifer onder te houden zoals in het begin van deze draad gebeurde met een sneer naar een gerenommeerd audio ontwerper (in vele ogen dan).

Wat goed is, is enerzijds persoonlijk en anderzijds zal de praktijk dat moeten leren. Kom op Sander bouwen dat ding

[RobertD]

Ik ben als buizenliefhebber juist zeer benieuwd naar een tegenhanger die een lage THD heeft. Dan kan ik (als ik aan het bouwen ervan toekom) de verschillen beluisteren.

Zo'n discrete versterker heeft altijd mijn belangstelling, zeker als daar een beschrijving van het ontwerpproces bij wordt weergegeven.

[Bertje]

Het is ook aan TS zelf om daar geen lucifer onder te houden zoals in het begin van deze draad gebeurde met een sneer naar een gerenommeerd audio ontwerper (in vele ogen dan).

Eens, de beste man heeft toch wel een behoorlijke reputatie lijkt me. Dan komt mij die opmerking een beetje over als de omgekeerde wereld.

Maar ontopic: ik heb er wel interesse in, ben wel benieuwd hoe het in mijn installatie gaat klinken na vele klasse AB en hybride A's.
Rob

[TubeHead]

Ik ben als buizenliefhebber juist zeer benieuwd naar een tegenhanger die een lage THD heeft. Dan kan ik (als ik aan het bouwen ervan toekom) de verschillen beluisteren.

Zo'n discrete versterker heeft altijd mijn belangstelling, zeker als daar een beschrijving van het ontwerpproces bij wordt weergegeven.

Precies ! Niks aan toe te voegen aan deze uitspraak

[BertDB]

Vervorming bepaalt de klankkleur en het al dan niet in de smaak vallen hiervan is nog altijd erg persoonlijk.
Hoedanook wordt er informatie toegevoegd en/of weggehaald, en de perfecte versterker doet dit niet.
Maar perfectie blijft theorie en is alleen maar te benaderen in de praktijk.
Laat ons dus deze discussie afronden en eens zien wat sander zoal in gedachten heeft hoe hij die uitmuntende prestaties op eenvoudige manier wil verkrijgen..
Ik denk dat het voor velen interessant is om naast een schema ook een theoretische onderbouwing te zien hoe we deze lage vervorming realiseren..

edit:
Lijkt me leuk te combineren met je eerder ontworpen VV ..

[cve]

Lijkt me leuk te combineren met je eerder ontworpen VV ..

Lijkt me niet omdat die VV (Prelude) volledig gebalanceerd is en deze eindversterker is als ik het goed begrijp juist single-ended. Maar als Sander zich gaat vervelen ontwerpt hij misschien ook nog wel een keer een VV voor deze eenvoudige klasse-A versterker met uitmuntende prestaties.

Co

[Leeuwarden]

Nou Co, dat klinkt een beetje als "Behaalde resultaten uit het verleden bieden garantie voor de toekomst!"

Zet hem op Sander!

[Henkjan]

en als hij dan goed oefent op z'n zolder kamer, netjes z'n groente op eet, dan mag Sander die VV misschien zelfs met allure doen

[cve]

"Behaalde resultaten uit het verleden bieden garantie voor de toekomst!"

Alvast een bijsluiter voor dit project: Projecten van Sander kunnen ernstige schade toebrengen aan uw relatie en mogelijk leiden tot soldeerverslaving.
Maar genoeg ongein, ik ben benieuwd waar hij vol allure mee gaat komen.

Co

[ralph]

Count me in,

zojuist ontdekt dat m'n klasse-t versterkertje op batterijen de geest heeft gegeven (kastje is als eenmalig project in elkaar gelijmd) dus een leuke klasse A voor m'n mini totem arro's zou helemaal niet verkeerd zijn met m'n mobiel als bron

[SSassen]

Goed, eerste opzet is gemaakt, zoals ik al eerder aangaf op basis van het Miller concept. De reden dat ik daarvoor kies is tweeledig, in de eerste plaats kan je met relatief weinig transistoren toe, elf stuks momenteel, in de tweede plaats is dit concept (redelijk) eenvoudig door te rekenen en is het gedrag in de simulator en de praktijk goed te vergelijken.

Ik ga omwille van de thermische stabiliteit en de eenvoud uit van Darlington transistoren met ingebouwde temperatuur compensatie diodes. Hierdoor wordt de temperatuur gelijk op de feitelijke eindtransistor gemeten en volgt deze automatisch (en heel precies) het thermisch gedrag. Hierdoor is alleen een enkele potmeter nodig om de ruststroom in te stellen, dus geen complete Vbe multiplier. De gebruikte transistoren zijn de STD03N en STD03P van Sanken. De ruststroom instelling bepaalt de instelling, feitelijk kan je de ruststroom instellen zodat er pakweg een ampere door iedere eindtransistor loopt, dan blijft de versterker tot pakweg 10W in klasse A. Ook kan je een geoptimaliseerde klasse-B instelling gebruiken, dan komt de ruststroom op pakweg 120mA per eindtransistor. Het verschil tussen beiden is pakweg 3dB winst in THD bij 20kHz in 't voordeel van de klasse A.

Het idee van de gescheiden voeding heb ik laten vallen, het voegt meer complexiteit toe aan het ontwerp zonder dat daar een significante verbetering tegenover staat. De voedingsspanning is voorlopig even + en - 20 volt. Er is zo voldoende headroom om 15W continue te kunnen leveren aan 8 ohm, de ingangsgevoeligheid bedraagt in dat geval pakweg 700mVpp. De versterking is vastgelegd op 26dB, twintig keer, zodat er voldoende reserve is om zonder voorversterker te draaien, een potmeter aan de ingang volstaat dan. De vervorming komt vrijwel volledig voor rekening van de verschilversterker aan de ingang en de VAS, beide zijn zoveel mogelijk gelineairseerd en waar nodig voorzien van een cascode.

De vervorming ligt met geoptimaliseerde modellen (incluis thermisch gedrag en alle paracitaire capaciteiten en inducties) op pakweg 0.0015% bij 20kHz en 15W in 8 ohm. Da's natuurlijk een enigzins rooskleurige weergave omdat PCB invloeden e.d. niet zijn meegewogen, echter wel een mooi vertrekpunt omdat dergelijke invloeden wel een verslechtering te zien geven, maar we niet opeens van 0.0015% bij 1.5% aankomen. Er is hier en daar nog wel wat winst te halen, maar ik wil 't ontwerp niet nodeloos complex maken.

De bedoeling is het ontwerp in de simulator nog verder door te rekenen, de deelschakelingen (verschilversterker, vas en eindtrap) verder te lineairiseren en om dan op korte termijn een prototype te bouwen. Dan kunnen praktijk en simulatie vergeleken worden.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

[Pjotr]

Poeh hé, noem dat nog maar eenvoudig.........

Maar geeft verder niet, als ie het maar doet

[SSassen]

Elf transistoren, een paar weerstanden en wat led's, dat valt toch reuze mee?

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

[Pjotr]

Ach maakt ook niet uit. Eenvoudig is minder dan 8 transistoren

Maar ff serieus, ik zou nog eens naar de VAS trap kijken. Je verliest zo wel erg veel uitsturingsruimte, niet onbelangrijk bij een voedingsspanning van 20V.

Verder zie ik dat de 3e harmonische dominant is en de overige ongeveer gelijk van grootte zijn. Bij een goede klasse-A lopen de harmonischen min of meer monotoon af met ca 10 - 20 dB per harmonische.

[SSassen]

Maar ff serieus, ik zou nog eens naar de VAS trap kijken. Je verliest zo wel erg veel uitsturingsruimte, niet onbelangrijk bij een voedingsspanning van 20V.

Wat stel je voor? Het is nu een compromis tussen uitsturing en lineairiteit/vervorming.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

[Pjotr]

Een suggestie:

Voor de Vas een klein mosfetje nemen (de good old VN10KM b.v. of de ZVN3306). Daarmee creëer je ook meer spanning op de collector van T6 wat de vervorming ten goede komt. Verder voor de uitgang evt. een compound darlington en T9 weglaten, vraag mij af of die wel veel zoden aan de dijk zet. Hoeveel stroom loopt er eigenlijk door de Vas?

[TubeHead]

Voeding spanning staat nu op 20volt DC neem ik aan ?

Heb hier nog een leuke Amplimo 2x30Vac liggen. Kan het zonder al te veel problemen gewoon de spanning omhoog geschroeft worden ?