Discrete Composite versterker

Voor- en Eindversterkers

Moderator: Beheerdersteam

Gebruikersavatar
Henkjan
Beheerder / Site Admin
Berichten: 33828
Lid geworden op: do 01 jan 1970, 1:00
Locatie: Berkel en Rodenrijs
Contacteer:

Re: Composite versterker "De brainstorm"

Bericht door Henkjan »

cve schreef:
SSassen schreef:
Leeuwarden schreef:
Eerst die buizenbakmaar even. Lekker warm in de winter...
Neuh, daar moet ik nog wat langer op broeden en eerlijk gezegd vind ik dit veel leuker, hier kan ik namelijk in de simulator aan schaven, schuren en polijsten totdat ie glimt als een spiegel en dan pas ga ik een prototype opbouwen.
Nou vort dan jongen! Aan de slag met simuleren. Ik verwacht voor het eind van het jaar een werkend prototype te zien. :mrgreen:
Beetje gelijke tred met P&P houden.

Co
nog maar 4 weken :bakkie:
Gebruikersavatar
cve
Berichten: 2131
Lid geworden op: zo 26 nov 2006, 18:07
Locatie: Wormer

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door cve »

Het beloofd druk onder de kerstboom te worden! :sure: :sure:
Gebruikersavatar
SSassen
Berichten: 11528
Lid geworden op: vr 22 apr 2005, 10:21
Locatie: Zuidoostbeemster
Contacteer:

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door SSassen »

Goed, het lijkt erop dat ik inmiddels m'n eigen topic heb gekregen, ik wil echter niet het LM3886 project van Peter en co ondersneeuwen, dus ik doe het rustig aan. Ik zal eerst eens wat duiding geven aan hetgeen ik al eerder gepost heb en daar dan op voortborduren. Alle input is overigens welkom, mits constructief en onderbouwd.
Gebruikersavatar
Ah!buis
Berichten: 16682
Lid geworden op: ma 15 nov 2010, 22:36
Locatie: Overijse

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door Ah!buis »

Deze ontbreekt hier nog :o ,even erbij gezet.
Anne
Bijlagen
composite_bridge.jpg
Gebruikersavatar
Ah!buis
Berichten: 16682
Lid geworden op: ma 15 nov 2010, 22:36
Locatie: Overijse

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door Ah!buis »

Ik vind trouwens wel dat een deel wat in spanningsnood verkeerd.Dit deel,
Ruimer.jpg
In 't blauw de spanningen zoals die te verwachten zijn, en rood de veranderingen.
Anne
Gebruikersavatar
SSassen
Berichten: 11528
Lid geworden op: vr 22 apr 2005, 10:21
Locatie: Zuidoostbeemster
Contacteer:

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door SSassen »

@Anne,

Da's een oude versie, onderstaand is de versie die ik nu in de simulator heb draaien.
sander_composite_001.JPG
Gebruikersavatar
SSassen
Berichten: 11528
Lid geworden op: vr 22 apr 2005, 10:21
Locatie: Zuidoostbeemster
Contacteer:

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door SSassen »

Ah!buis schreef:
Ik vind trouwens wel dat een deel wat in spanningsnood verkeerd.Dit deel,
De bijlage Ruimer.jpg is niet meer beschikbaar
In 't blauw de spanningen zoals die te verwachten zijn, en rood de veranderingen.
Anne
Daar heb je een punt Anne. Normaliter gebruik ik voor de transimpedantie versterker een constructie met een viertal transistoren, o.a. voor cascodering, maar omwille van een zo klein mogelijk aantal onderdelen heb ik hier een eenvoudiger versie gebruikt die inderdaad wel iets meer spanning kan gebruiken.
transimpedantie_complex_001.jpg
Gebruikersavatar
Ah!buis
Berichten: 16682
Lid geworden op: ma 15 nov 2010, 22:36
Locatie: Overijse

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door Ah!buis »

Die verandering zie ik niet in je laatste schema :? .
Is trouwens iets eigenaardigs mee :o .Q13 wil de stroom beperken tot zo'n 25mA, er komt rond 5mA via de groene led's, blijft 20mA voor het tegenwerk van boven.Maar dat is een stroombron van 10mA :-s .Dan krijgt Q13 nooit iets te doen :( .Is't daarom nr. 13 :lol:
Anne
Gebruikersavatar
SSassen
Berichten: 11528
Lid geworden op: vr 22 apr 2005, 10:21
Locatie: Zuidoostbeemster
Contacteer:

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door SSassen »

Ah!buis schreef:
Die verandering zie ik niet in je laatste schema :? .
Is trouwens iets eigenaardigs mee :o .Q13 wil de stroom beperken tot zo'n 25mA, er komt rond 5mA via de groene led's, blijft 20mA voor het tegenwerk van boven.Maar dat is een stroombron van 10mA :-s .Dan krijgt Q13 nooit iets te doen :( .Is't daarom nr. 13 :lol:
Anne
Q13 is stroombegrenzing, die doet pas wat als het spaak loopt in de eindtrap. Oftewel als er sluiting is, of er teveel vermogen gevraagd wordt.
Gebruikersavatar
SSassen
Berichten: 11528
Lid geworden op: vr 22 apr 2005, 10:21
Locatie: Zuidoostbeemster
Contacteer:

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door SSassen »

Ah!buis schreef:
Die verandering zie ik niet in je laatste schema :?
Nee, ik hou 't bij de eenvoudige versie, anders zitten we straks met het andere discrete gebeuren dat ik op de planning heb staan. o.a. voeding voor de opamp etc., weer op +50 transistoren.
Gebruikersavatar
Ah!buis
Berichten: 16682
Lid geworden op: ma 15 nov 2010, 22:36
Locatie: Overijse

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door Ah!buis »

SSassen schreef:
Q13 is stroombegrenzing, die doet pas wat als het spaak loopt in de eindtrap.
Pessimist :lol:
Anne
Gebruikersavatar
SSassen
Berichten: 11528
Lid geworden op: vr 22 apr 2005, 10:21
Locatie: Zuidoostbeemster
Contacteer:

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door SSassen »

Ah!buis schreef:
SSassen schreef:
Q13 is stroombegrenzing, die doet pas wat als het spaak loopt in de eindtrap.
Pessimist :lol:
Anne
Nee, realist, sluiting op de uitgang of gewoon uitsturen voorbij clip zorgt ervoor dat de transimpedantie trap en dan vooral Q12 een slordige 5 á 6W voor z'n kiezen krijgt, dan is 't bij een TO92 gauw bekeken.
Gebruikersavatar
SSassen
Berichten: 11528
Lid geworden op: vr 22 apr 2005, 10:21
Locatie: Zuidoostbeemster
Contacteer:

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door SSassen »

Goed, voor de belangstellenden even wat geneuzel over de PSRR van de eindtrap van m'n discrete composite versterker.

PSRR? Jazeker, da's de power supply rejection ration, in gewoon Hollands de ratio waarin een signaal op de voeding terug te zien is in de uitgang van de schakeling. Normaliter in dB, want dat rekent wat makkelijker. Uiteraard geldt hier in de regel hoe meer dB, hoe beter.

In mijn opzet maak ik, gezien de insteek een minimaal aantal onderdelen in te willen zetten, gebruik van een haast klassieke 'Miller' schakeling voor de eindtrap. Die bestaat uit drie delen, een verschilversterker aan de ingang, een transimpedantie trap (ook wel VAS, of voltage amplification stage genoemd, maar da's onjuist, er is namelijk geen sprake van spanningsversterking) en de feitelijke vermogenseindtrap.

Nu kan je de verschilversterker prima 'isoleren' van de voedingsrails met een nette stroombron en een stroomspiegel, de eindtrap heeft een gain <1 en is uiteraard de reden dat de voedingsrails worden gemoduleerd door het met x dB versterkte ingangssignaal, echter de TIS ligt meestal direct aan één van de voedingsrails en dus zal een signaal op de voedingsrails 'direct' invloed hebben op de TIS, de insteek is nu om de PSRR zo hoog mogelijk te krijgen.

Kortom, het wordt tijd om eens te gaan kijken hoe de diverse TIS oplossingen zich verhouden wat PSRR betreft. Eerst maar eens kijken naar de originele situatie, met daarbij een extra diode, met een knipoog naar Anne.

Hoe meten we die PSRR dan in de simulator? Da's feitelijk eenvoudig, we sluiten de ingang van de versterker kort, voegen een AC signaal met een 1V amplitude toe aan één van de voedingsrails en kijken nu naar het residu daarvan op de uitgang in een AC analyse. De PSRR, in dB, volgt dan uit:

PSRR (dB) = 20 * Log (Vout/Vsupplyrail)

In mijn geval zit de TIS vastgeknoopt aan de negatieve voedingsrail, dus ik ga kijken naar de ratio van V(vout)/V(-50v):

Originele situatie
org_psrr_001.jpg
Alternatief #1
001_psrr_001.jpg
Alternatief #2
002_psrr_001.jpg
Alternatief #2, uitvergroot
003_psrr_001.jpg
In 'Alternatief #2, uitvergroot' heb ik 't schema van #2 uitvergroot en dan is gelijk duidelijk (toch?) dat R22 een grote bijdrage levert aan de PSRR van de TIS. Nu zou de oplettende lezer wellicht denken dat we deze weerstand dan gewoon flink in waarde vergroten en zodoende de PSRR verbeteren, toch? Da's zondermeer waar, echter voor de TIS hebben we wel een 1 á 1.5mA nodig om goed linear z'n werk te kunnen doen, dus de optimale waarde hiervan schommelt ergens tussen de 220 en 1K.

Kortom, mits we vast willen houden aan onze insteek om een minimaal aantal onderdelen te gebruiken zullen we tussen één van deze TIS varianten moeten kiezen. Maar er is meer dan PSRR alleen, we zullen ook moeten kijken naar de bijdrage aan de vervorming, loop-gain (luswinst, zowel open als gesloten) en uiteraard de dissipatie per transistor van de diverse TIS varianten.

Tot zover even een blik in de keuken, ik wacht met spanning af op reacties van andere forumleden die wellicht nog mogelijkheden zien om de PSRR van de TIS drastisch te verbeteren. Uiteraard met de insteek om een zo minimaal mogelijk aantal onderdelen te gebruiken. Want eerlijk gezegd kan ik d'r ook een blik cascodes en ander transistorgeknutsel op loslaten, maar dan zitten we straks aan de 7 á 8 transistoren ipv. twee.
Gebruikersavatar
Ah!buis
Berichten: 16682
Lid geworden op: ma 15 nov 2010, 22:36
Locatie: Overijse

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door Ah!buis »

Die R22 maakt de versterking van het Q12 en Q13 stel groter/kleiner.Hoe kleiner R22 hoe harder Q12 moet sleuren om de basis van Q13 te sturen.Q13 krijgt 10mA in rust mag dan tussen 0 en 20mA veranderen.Moet Q12 doen, gaat ook zonder R22 hoewel die er beter wel in zit.Te eerste om Q12 enige stroom te geven, bij sommige transistorszakt de hfe nogal bij heel kleine stroom.En ook om de Icb lek van Q13 af te voeren, van belang bij de hoge collectorspanning.
Je hebt ook de R3 en R7 op 100 Ω gehouden, geeft een scheven spanning op de verschilversterker.Ik had 430 Ω voorgesteld, maakt misschien ook nog wat uit.
Langs de positieve kan zou een elco over de LED wel nuttig kunnen zijn.
Anne
Gebruikersavatar
SSassen
Berichten: 11528
Lid geworden op: vr 22 apr 2005, 10:21
Locatie: Zuidoostbeemster
Contacteer:

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door SSassen »

@Anne,

Hoe e.e.a. werkt is me geheel duidelijk, ik was alleen benieuwd of iemand nog suggesties had voor PSRR verbetering?

Inmiddels ben ik aan 't stoeien geweest om de PSRR, maar ook de THD, te verbeteren, echter dat zorgt gelijk weer voor een bult extra onderdelen (zie hieronder). Da's allemaal leuk en aardig; d'r komt een nul bij in de THD@20K en de PSRR is bij lage frequenties zo'n 6dB beter, maar ik ga dit NIET toepassen op de uiteindelijke schakeling, omdat het voorbij gaat aan de insteek om een minimaal aantal onderdelen te gebruiken.
zba_output_stage_001.jpg
Gebruikersavatar
SSassen
Berichten: 11528
Lid geworden op: vr 22 apr 2005, 10:21
Locatie: Zuidoostbeemster
Contacteer:

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door SSassen »

@Anne,

Ik heb ook nog iets wat jou op 't lijf geschreven is, in 't huidige schema zit een een standby optie voor de eindtrap, feitelijk maak je daarmee de verschilversterker stroomloos. Eigenlijk wil je een schakeling die vertraagd opkomt na inschakelen van de voeding, maar wel gelijk afvalt als de voeding uit wordt geschakeld, of de DC protectie inschakelt.

Volgens mij heb jij daar wel een leuk recept voor onder je muts zitten toch? Volledig discreet uiteraard, geen opamps, 555 ICs of comparators e.d.
Gebruikersavatar
Ah!buis
Berichten: 16682
Lid geworden op: ma 15 nov 2010, 22:36
Locatie: Overijse

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door Ah!buis »

Je dacht zeker, die heeft toch niks te doen :shock: , is ook eigenlijk zo :lol: .Hoewel ik hou me wel goed bezig :D .
Bedoel je zoiets ?
TrgMt.jpg
Anne
Gebruikersavatar
ray5150
Berichten: 28143
Lid geworden op: vr 13 apr 2007, 23:56
Locatie: s-Gravenhage

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door ray5150 »

Sander, mijn complimenten over je heldere uitleg over PSSR.
Wat ik persoonlijk iets minder vind is de keuze van de transistoren, om de simpele redenen dat deze vrijwel alleen maar verkrijgbaar zijn bij bepaalde groothandels, en dan nog is bijvoorbeeld de KSC5200 onbekend bij een zaak als Farnell.
Daarmee maak je niet echt een laagdrempelig ontwerp.
Is het niet een overweging om hiernaast eens een versie aan te maken met bijvoorbeeld BC (stuur)torren om te kijken hoe dat zich verhoud tegenover je originele versie ?
Gebruikersavatar
SSassen
Berichten: 11528
Lid geworden op: vr 22 apr 2005, 10:21
Locatie: Zuidoostbeemster
Contacteer:

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door SSassen »

ray5150 schreef:
Sander, mijn complimenten over je heldere uitleg over PSSR.
Wat ik persoonlijk iets minder vind is de keuze van de transistoren, om de simpele redenen dat deze vrijwel alleen maar verkrijgbaar zijn bij bepaalde groothandels, en dan nog is bijvoorbeeld de KSC5200 onbekend bij een zaak als Farnell.
Daarmee maak je niet echt een laagdrempelig ontwerp.
Is het niet een overweging om hiernaast eens een versie aan te maken met bijvoorbeeld BC (stuur)torren om te kijken hoe dat zich verhoud tegenover je originele versie ?
Je bedoelt dat dit mijn meest productieve post is in tijden? 8-[

En wat betreft de KSA992 en KSC1845, dit zijn gangbare types, bij zowat iedere groothandel te verkrijgen, het zijn de Amerikaanse tegenhangers van de BC557/556, alleen dan voor hogere spanningen. Het kan ook met BC556/557, alleen gaan die niet werken op +/-50V, om de eenvoudige reden dat Vce ruimschoots wordt overschreven (pakweg 90V op sommige plekken, de BC556/557 mag 65V hebben).

Voor de geintresseerde lezer (zoals jij Ray), die zich al krabbend achter z'n linker, danwel rechter, oor, afvraagt wat die string diodes en Darlingtons in de eindtrap moeten voorstellen, dat zal ik even toelichten. Da's een approximatie van de Sanken STD03N/P transistoren, die on-die een stel diodes hebben waarmee je de ruststroom kunt instellen, hierbij heb je dus geen Vbe multiplier of iets vergelijkbaars meer nodig en dit zorgt voor een veel betere tracking van de ruststroom tov. de temperatuur.

Kortom, de discrete eindtrap is hiermee gereduceerd tot 11 transistoren incl. de Sanken STD03N/P, die laatste zijn trouwens normaal verkrijgbaar via de groothandel en speciaal voor audio ontwikkeld.
Gebruikersavatar
Pjotr
Berichten: 36764
Lid geworden op: do 26 aug 2004, 18:34
Locatie: bollenstreek

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door Pjotr »

ray5150 schreef:
Sander, mijn complimenten over je heldere uitleg over PSSR.
Wat ik persoonlijk iets minder vind is de keuze van de transistoren, om de simpele redenen dat deze vrijwel alleen maar verkrijgbaar zijn bij bepaalde groothandels, en dan nog is bijvoorbeeld de KSC5200 onbekend bij een zaak als Farnell.
Daarmee maak je niet echt een laagdrempelig ontwerp.
Is het niet een overweging om hiernaast eens een versie aan te maken met bijvoorbeeld BC (stuur)torren om te kijken hoe dat zich verhoud tegenover je originele versie ?
Yup, w.d.b. kun je beter uitgaan van wat er bij ome Dick ligt. B.v. MJE15032/33 maar hij heeft ook zat van de standaard audio TO3P toshiba's liggen.

Aan de andere kant, doel van het concept is een hele lage vervorming. Dan kun je niet per se laagdrempeligheid verlangen. Verkrijgbaarheid natuurlijk wel :D
Laatst gewijzigd door Pjotr op vr 04 dec 2015, 17:03, 1 keer totaal gewijzigd.
Gebruikersavatar
SSassen
Berichten: 11528
Lid geworden op: vr 22 apr 2005, 10:21
Locatie: Zuidoostbeemster
Contacteer:

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door SSassen »

Ah!buis schreef:
Je dacht zeker, die heeft toch niks te doen :shock: , is ook eigenlijk zo :lol: .Hoewel ik hou me wel goed bezig :D .
Bedoel je zoiets ?
TrgMt.jpg
Anne
Nee, ik dacht meer iets van 'die Anne, da's een haast onuitputtelijke bron van handige schakelingen', zo blijkt ook nu maar weer 'ns. Ik kan alleen de 'LS mis' aansluiting op de basis van BC547 niet plaatsen, wat had je daarvoor in gedachten?
Gebruikersavatar
SSassen
Berichten: 11528
Lid geworden op: vr 22 apr 2005, 10:21
Locatie: Zuidoostbeemster
Contacteer:

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door SSassen »

Meer info over de STD03N/P transistoren hier:

http://www.allegromicro.com/en/Products ... TD03x.aspx
Gebruikersavatar
SSassen
Berichten: 11528
Lid geworden op: vr 22 apr 2005, 10:21
Locatie: Zuidoostbeemster
Contacteer:

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door SSassen »

@Peter,

Heb jij luswinst plots (open/gesloten) van jouw ontwerp? Ik wil eens kijken in hoeverre de eindtrap invloed heeft op de fasemarge. Ik kan namelijk redelijk eenvoudig een tweede of derde orde lus maken in mijn discrete eindtrap.
Gebruikersavatar
ray5150
Berichten: 28143
Lid geworden op: vr 13 apr 2007, 23:56
Locatie: s-Gravenhage

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door ray5150 »

Pjotr schreef:
Yup, w.d.b. kun je beter uitgaan van wat er bij ome Dick ligt. B.v. MJE15032/33 maar hij heeft ook zat van de standaard audio TO3P toshiba's liggen.
Bijvoorbeeld, ja. er zijn meer van dat soort webshops in NL die een assortiment gericht op de gemiddelde hobbyist voeren.
Pjotr schreef:
Aan de andere kant, doel van het concept is een hele lage vervorming. Dan kun je niet per se laagdrempeligheid verlangen. Verkrijgbaarheid natuurlijk wel :D
Dat begrijp ik.
de kunst is (mijns inziens) bij dit soort zaken om tot een ontwerp te komen dat èn goede cijfers laat zien, èn goed klinkt, ook nog (relatief) betaalbaar is, en voor de hobbiyst is elkaar te zetten is zonder de halve wereld op z'n kop te zetten.

Dat vind ik dan weer zo leuk aan de Pass versterkers, voor nog geen 15 euro heb je alle halfgeleiders voor één kanaal, en makkelijk verkrijgbaar. :D
Gebruikersavatar
SSassen
Berichten: 11528
Lid geworden op: vr 22 apr 2005, 10:21
Locatie: Zuidoostbeemster
Contacteer:

Re: Discrete Composite versterker

Bericht door SSassen »

ray5150 schreef:
de kunst is (mijns inziens) bij dit soort zaken om tot een ontwerp te komen dat èn goede cijfers laat zien, èn goed klinkt, ook nog (relatief) betaalbaar is, en voor de hobbiyst is elkaar te zetten is zonder de halve wereld op z'n kop te zetten.
Da's ook de insteek hoor, reguliere groothandels zoals Farnell, RS, Digikey, Mouser etc. leveren de onderdelen die ik gebruik gewoon. Daar kan je overigens ook als hobbyist bestellen, niet alleen als bedrijf.

En ja, omwille van de goede cijfers kies ik in de regel wel onderdelen uit waarmee ik uit de voeten kan, ik ga mezelf niet ontzettend in de weg zitten omdat ik een paar euro wil besparen en persé de eindtransistoren van Dick Best wil gebruiken.

Betaalbaar is overigens relatief, de kostprijs van e.e.a. zal al gauw in de richting gaan van een Hypex module, dus met 15 euro ga je 't niet redden, da's ook niet mijn opzet.
Plaats reactie