Bouw "dartzeel" versterker

[koenjer]

De winter maanden komen er aan dus er moest weer een project bedacht worden
Om toch eens naar wat anders te kunnen luisteren dan Class-D dacht ik laat ik eens wat afwijkends bouwen.
Let wel, ik heb best wat bouw ervaring maar ben zeker geen electrotechnikus en ben me er van bewust dat ik me op glad ijs begeef met het bouwen van iets dergelijks.

Na wat rondneuzen kwam ik op het ontwerp van Dartzeel waarbij geen negatieve feedback toegepast wordt.
Resultaat schijnt wel wat weg te hebben van SE buizen karakter.
Hij komt niet in een gouden behuizing hoor maar in een saaie modushop kast.

DIY audio kent wel diverse topics over dit ontwerp. China staat vol met clones, maar met al die fake componenten leek me dat geen goede oplossing.
Daarom maar losse printen besteld en de schema's opgezocht, waarbij ik 1 modificatie wil toevoegen en dat is een 22.000uF cap tussen R9/R10 en GND dit schijnt de DC drift wat stabieler te maken (deed dartzeel zelf ook in een revisie versie).

Meeste componenten zijn ondertussen onderweg vanaf farnell/RS/Reichelt (phuu is tegenwoordig veel werk componenten uitzoeken)
Ben zo goed mogelijk bij de "originele" componenten gebleven die dartzeel zelf ook gebruikt.

Waar ik nog mee worstel is de beveiligingen. Dartzeel zelf gebruikt een crowbar systeem wat ik voor een DIY nogal spannend vindt.
Veel van die chinese clones hebben helemaal geen beveiliging, maar dat lijkt me wat te spannend, wil hem wel gewoon zorgeloos uren aan kunnen laten staan en erbij weg lopen.

In eerste instantie zou het gewoon een speaker protectie kitje van ebay kunnen zijn met een fatsoenlijk amplimo speaker relais.
Echter, dartzeel schrijft heel duidelijk in zijn gebruiksaanwijzing dat de amp niet in bedrijf mag zonder een speaker load aangesloten.
Dat zou dus een uitdaging betekenen voor een standaard speaker protectie oplossing.

Ik ben zelf onvoldoende onderlegt om te doorgronden waarom deze amp niet aan mag zonder load. Daarom start maar eens met de eerste vraag, kan iemand mij daar wat over vertellen of heeft iemand een suggestie voor een protectie oplossing?
Onder protectie versta ik minimaal: Te veel DC, wegvallen AC, en mogelijk ook HF , temp.

[Kappa7]

Mooi project ga ik volgen

[douwebakker]

Hoi Koenjer, ik zie eerlijk gezegd niet waarom je deze versterker niet niet onbelast kunt aanzetten. De gebruikte transistoren kunnen gemakkelijk de hoge voeding spanning aan. Er gaan dan ook geen grote stromen lopen. Waarom zou het dan niet kunnen. Zou de schakeling op een hoge frequentie gaan oscilleren, dan zou ik niet voor zo'n ontwerp kiezen. Succes met de bouw. Ik ga je volgen.
Douwe

[Barry2001]

Leuk dat iemand weer eens een lekkere dikke torrenbak bouwt, ik ga je volgen. Heb je de gebruikte transistoren allemaal kunnen krijgen?
Voor de zaken die je zoekt zou je eens bij Elliott kunnen kijken, heb wel wat van zijn schakelingen gebruikt in de spullen in m'n onderschrift. Goed gedocumenteerd, en van sommige verkoopt hij printen (zelf nooit gebruik van gemaakt, alleen z'n schakelingen): https://sound-au.com/projects-0.htm#pwr

[Pjotr]

Hoi Koenjer, ik zie eerlijk gezegd niet waarom je deze versterker niet niet onbelast kunt aanzetten. De gebruikte transistoren kunnen gemakkelijk de hoge voeding spanning aan. Er gaan dan ook geen grote stromen lopen. Waarom zou het dan niet kunnen. Zou de schakeling op een hoge frequentie gaan oscilleren, dan zou ik niet voor zo'n ontwerp kiezen. Succes met de bouw. Ik ga je volgen.
Douwe

+1 I.d.d. zou oscillatie een mogelijkheid kunnen zijn al zie ik niet zo gauw waarom. Zou iig een zobel op de uitgang plaatsen als HF belasting: 10 ohm in serie met een PP condensator van 100nF. Overigens is het ding wel gedeeltelijk met feedback. Q3,Q5 en Q7 vormen een tegengekoppeld trapje. Idem Q4,Q6 en Q8. Overigens heb ik ernstige twijfels over dit schakelingetje. Kan alleen een beetje klinken als het in klasse-A staat en dat lijkt mij met een voedingsspanning van 55V niet het geval.

[timpert]

Tegenkoppeling zit er toch wel degelijk in. Ik zie eerst een current feedback spanningsversterker (Q1 t/m Q8), gevolgd door een 1:1 "diamond" buffertrap. Die laatste is gebouwd rond emittervolgers, dus inherent maximaal tegengekoppeld. Het tegenkoppelnetwerk van de spanningsversterker bestaat uit R9 t/m R12 en C4/5. De spanningsversterker is van het zogenaamde transconductantie type (spanning in, stroom uit) en de open-lus versterking daarvan hangt af van de belasting die je er op aansluit en van de weerstand van het tegenkoppelnetwerk (want current feedback). Zoals ik het zie is het allemaal heel breedbandig opgezet, layout luistert dus nauw. De afwezigheid van een dominante pool om stabiliteit af te dwingen vind ik ietwat zorgelijk.

Ik denk dat de onbelaste oscilatie komt door Q9 en Q10. Samen met Q11 en Q12 vormen die een "diamond buffer". Als Q11 en Q12 onbelast zijn, zien Q9 en Q10 alleen maar de parasitaire capaciteit van de eindtorren als belasting, en die kunnen daardoor gaan oscilleren. Als er een belasting aan hangt wordt de oscillatie voldoende gedempt zodat die niet kan optreden. Een "Zobel" netwerkje aan de uitgang kan dat gedrag effectief de kop indrukken, maar ik had begrepen dat de ontwerper dat omwille van de klank had weggelaten.

Je zou kunnen overwegen om een inschakelvertraging te bouwen met een relais met wisselcontact. Om zeker te zijn dat de versterker helemaal nooit onbelast is, kan je een maak-voor-breek relais gebruiken (MBB), met op het ene wisselcontact de speaker en op het andere een belastingsweerstand.

De ruststroom is niet goed gedefinieerd. Deze hangt af van de basis-emitter spanning van de eindtorren bij een bepaalde stroom, en die varieert enigszins van transistor tot transistor. De ruststroom "instellen" kan je dus alleen maar door Q9/Q11 en Q10/Q12 te selecteren. Als je dat niet doet moet je leven met wat de torren je geven, en dat is zeer variabel. De transistoren in de diamond buffer moeten thermisch heel goed gekoppeld zijn.

[MarcelvdG]

Als het om oscillaties heel ver boven de audioband gaat, krijgt hij dan met een luidspreker eraan geen last van de zelfinductie van de spreekspoel? Of zelfs van transmissielijneffecten van de luidsprekerkabel en de spreekspoelzelfinductie?

[timpert]

Zou zomaar kunnen. Ik denk dat deze versterker zijn "unieke" klank deels dankt aan de wat twijfelachtige ontwerpkeuzes m.b.t. stabiliteit. Typisch zo'n product waarvan je zegt "wow, wat hoor ik veel verschil tussen kabels!" Logisch, want bij elke kabel oscilleert het ding net weer een beetje anders.

Sorry dat ik overkom alsof ik je project afzeik, maar ik heb net als Pjotr de nodige redenen om aan het ontwerp te twijfelen. En hoe langer ik ernaar kijk, hoe meer potentieel voor problemen ik spot.

[Pjotr]

Mwha, je mag hier best kritisch op zijn, als je maar maar het hoe en wat benoemd zoals je doet. Er zwerft genoeg op internet rond wat meer op alchemie lijkt dan zindelijk ontwerpen... Persoonlijk zou ik een wat minder boutique ontwerp kiezen om zoveel energie in te gaan steken. Dit gaat tot frustraties leiden.

[CornelisJ]

Het ontwerp heeft inderdaad geen "global" negative feedback, maar wel degelijk "local" negative feedback, zoals al opgemerkt door Pjotr en timpert. Ik vermoed dat dit al een oud ontwerp is, en dat het afzien van overall negative feedback gebaseerd is op het wijdverbreide misverstand dat global negative feedback automatisch zou resulteren in TIM (transient intermodulation) distorsie. Dit misverstand is door Matti Otala in de jaren zeventig in de wereld geholpen, maar is niet veel later al ontkracht door o.a. Cordell. Zie bijvoorbeeld Cordell's publikatie uit 1980 "Another View of TIM".

[douwebakker]

@Koenjer,Als je het spul in elkaar zet kun je het best in eerste instantie Q9, Q90, Q10,Q100,Q11 en Q12 weglaten.
Douwe

[meanman64]

Hoi Koenjer, ik zie eerlijk gezegd niet waarom je deze versterker niet niet onbelast kunt aanzetten. De gebruikte transistoren kunnen gemakkelijk de hoge voeding spanning aan. Er gaan dan ook geen grote stromen lopen. Waarom zou het dan niet kunnen. Zou de schakeling op een hoge frequentie gaan oscilleren, dan zou ik niet voor zo'n ontwerp kiezen. Succes met de bouw. Ik ga je volgen.
Douwe

+1 I.d.d. zou oscillatie een mogelijkheid kunnen zijn al zie ik niet zo gauw waarom. Zou iig een zobel op de uitgang plaatsen als HF belasting: 10 ohm in serie met een PP condensator van 100nF. Overigens is het ding wel gedeeltelijk met feedback. Q3,Q5 en Q7 vormen een tegengekoppeld trapje. Idem Q4,Q6 en Q8. Overigens heb ik ernstige twijfels over dit schakelingetje. Kan alleen een beetje klinken als het in klasse-A staat en dat lijkt mij met een voedingsspanning van 55V niet het geval.

Zit er trouwens een servo control schakeling op ?

[cool]

Nee, alleen een simpele DC offset instelling met P1.

[meanman64]

Nee, alleen een simpele DC offset instelling met P1.

Lijkt mij dan eerder dan dat de bias te hoog oploopt bij opstarten of te veel in't rond danst .
Vandaar het laten opstaan om dit te vermijden . Ik kan er ook naast zitten natuurlijk .

[timpert]

Nee, het gaat echt om onbelast werken dat niet mag. Voor meer info, lees hier maar eens:
https://6moons.com/audioreviews/dartzeel/108.html
Inderdaad, wat CornelisJ ook al zegt, is de hele opzet gekozen om het (ingebeelde) TIM probleem het hoofd te bieden. De ontwerper zegt daar over:

...occurs when the negative feedback (NFB) loop is in a state of overflow, something that arises more often than you might think since the NFB correction always is applied after the phenomenon to be corrected appears. During these very short intervals, the amplifier can produce more than 100% THD and/or IMD.

Als dit waar is heb je geen dure audio analyzer voor nodig om dit zichtbaar te maken, een eenvoudige digitale oscilloscoop met correct ingestelde trigger moet dit kunnen vangen en vereeuwigen. Maar zo staan er nog wel meer tenenkrommers in het artikel.

Verder lijkt de hele schakeling, maar vooral de eindtrap, me sterk afhankelijk van exacte eigenschappen van de gebruikte torren. De ruststroom is bijvoorbeeld alleen maar in te stellen door de transistoren te matchen, waarschijnlijk is het noodzakelijk om dat kruiselings te doen. Dus NPN met NPN, en PNP met PNP. Ook vermoed ik dat voor diodes D3 en D4 geselecteerde exemplaren nodig zijn, want ze worden gebruikt om de eindtrap te lineariseren en moeten dus nauwkeurig de karakteristiek van de torren volgen om het gewenste effect te hebben. Voordat deze schakeling werkt zoals de ontwerper dat bedoeld heeft ben je dus wel even zoet...

[koenjer]

Slik... Dank jullie wel voor alle informatie en suggesties. Brengt me wel voor een uitdaging/dilemma.
Ik had beter eerst jullie mening kunnen vragen voordat ik de zut ging bestellen
Ondertussen zijn alle onderdelen binnen en ligt alles klaar..

Nou is het natuurlijk wel zo dat de behuizing en de gehele PSU kant aardig universeel is en mocht het dartzeel verhaal op niks uit lopen dan kun je er altijd nog een Holton printje o.i.d. in maken.

Rest mij nog een besluit te nemen of ik die Dartzeel print ga maken of niet...
Even wat feiten op een rij:
- Ik ben geen afgestudeerd electrotechnicus maar heb wel diverse spullen om een eind te komen. (helemaal met jullie hulp)
- Wat is aanwezig: Variac, 2ch Scope, Functiegenerator, 4-8 Ohm dummy load, multimeters, Transistor tester van ali, enz
- Alle transistoren heb ik in meervouden besteld omdat mij ook duidelijk was dat alles zo goed mogelijk "gematched" moet zijn
- Alle componenten zijn vishay, on-semi dus geen chinese zooi. Componenten zijn ook waar het kan 1% of een zo laag mogelijke tolerantie
- Print is qua layout (naar horen zeggen/lezen) vergelijkbaar met het origineel
- Er zijn toch ook best wel diverse succes verhalen te vinden rondom deze versterker

Ik denk nog even een weekendje over na of ik het ga bouwen.

[meanman64]

Heb dit ook een tijdje gevolgd op diyaudio en dacht toen aan om hem ook te bouwen .
Zijn er geen te vinden uit België en Nederland die hem met succes hebben gebouwd ?
Ik meen van wel , dacht zelfs iemand tegen Gent .

[timpert]

Het ding zal heus wel versterken, en als je 'm niet te hard zet zal het ook nog wel redelijk klinken. Maar ik denk dat je voor een verklaring van de geroemde klank eerder een boek over psychologie moet openslaan dan over elektronica.

[Pjotr]

Ik weet niet of dit je eerste SS state versterker is maar w.m.b. zou een ieder met een klassieke John Linsley Hood klasse-A versterker moeten beginnen: https://sound-au.com/tcaas/index.htm Met de 1995 15W versie kun je iig de MJL3281 transistoren recyclen W.m.b. een must ter lering (ende vermaeck) en dan kom je er ook achter wat je met in principe 4 transistoren en redelijk beperkt vermogen, aan prachtig geluid je kunt neerzetten. Zijn ook talloze printjes en complete kits van op internet van te vinden.

[Shadow]

Ik heb nog genoeg printen, koelblokken en fets liggen om een klein dozijn Aleph-X -en te bouwen, als je dat ziet zitten kan ik wel een setje missen

[timpert]

Dat is inderdaad een mooie suggestie, de ontwerpen van Nelson Pass hebben de naam "buizig" te zijn, maar zijn ook nabouwvriendelijk en over het algemeen goed stabiel. Als je een karakterversterker zoekt is dit een leuke!

[koenjer]

Ik waardeer jullie eerlijke informatie en suggesties. Noem het eigenwijs, dapper of uitdagend maar aangezien alle componenten al gekocht waren ga ik toch een poging wagen. Jullie hebben duidelijk gemaakt dat er een reële kans is dat het project in teleurstelling kan eindigen dus een afgewogen risico

Zoals gezegd zal i.i.g. de behuizing en het voedingsdeel toch ergens nog enigszins universeel te gebruiken zijn mocht deze amp-print niet succesvol worden.

Zal jullie nauwgezet op de hoogte houden met een foto/meet verslag. Deze week eerst even starten met wat standaard soldeer werk en het mechanische stuk.

[Pjotr]

Spannend!

Ohboy.jpg (10.93 KiB) 958 keer bekeken

Blijf zeker van dit avontuur verslag doen. Op zich wel een leuk experiment en als je het aan de praat krijgt kan het best nog wel leuk klinken mits hij in zijn klasse-A gebied blijft, en niet te hard zoals Timpert al zei.

[timpert]

That's the spirit! Gewoon doen waar je zin in hebt, en sch31t hebben aan alle betweters om je heen. Succes, als je op dit punt bent aangekomen dan moet en zal dat ding gaan werken!

[Kappa7]

Op naar de eerste luisterdag
Gaat goed komen.