Mijn Gainclone in aanbouw

[SSassen]

Ja, maar bespreken hiervan valt buiten dit topic, misschien een groot deel van de afgelopen discussie trouwens...

Jammer, ik zie nogal wat verbeterpuntjes.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen - Audio liefhebber pur sang

[SSassen]

P.s. omdat ik niet echt onder de indruk ben van THD scores bij 1kHz, hier een THD en THD+N meting van de ExtremA bij 40W en 20W in 8-ohm. De meetbandbreedte is 80kHz voor de bovenste twee grafieken, waar dus duidelijk de ruis domineert. De onderste twee grafieken gebruiken bandfilters op de AP analyzer om alleen rond de harmonischen te meten, de ruis wordt dus effectief weggefiltert. De blauwe plot is 40W, de groene 20W. De vervorming ligt over een groot deel van het frequentiebereik rond de -120dB en klimt pas bij hogere frequenties naar respectievelijk -110dB (20W/20kHz) en -106dB (40W/20kHz).



Om nog even flauw te doen hier de meting van de vervormingsrest bij 1kHz, 40W in 8 Ohm.



Het vervormingspercentage bedraagt hier bij 1kHz/40W/8 Ohm maar liefst 0.00008% (-122dB). Duidelijk zichtbaar is de 50Hz netfrequentie, en de harmonischen bij 1 en 3kHz door het gebruik van opgepaarde ingangstransistoren.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen - Audio liefhebber pur sang

[Corprius]

C5 is niet nodig wanneer je een koppel C gebruikt op de ingang

Je bedoeld dan de ingang op pin 7 zoals in de bijlage, neem ik aan.

[SSassen]

C5 is niet nodig wanneer je een koppel C gebruikt op de ingang

Je bedoeld dan de ingang op pin 7 zoals in de bijlage, neem ik aan.

Ja, helemaal juist.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen - Audio liefhebber pur sang

[johnrtd2]

Daar ontbreekt nog een weerstand. 100 kOhm of hoger vanaf de +ingang van het IC naar aarde.

John

[Djuke]

Die weerstand is inderdaad onmisbaar bij gebruik van C5, voor de laagste DC offset op de uitgang kun je hem het beste gelijk nemen aan R4 (basisstromen door + en - ingang zijn dan gelijk), maar dat geeft weer behoorlijk wat load op je potmeter. Als je deze versterker aansluit op een voorversterker kun je R1 misschien weglaten?

[Djuke]

Sander, dat zijn inderdaad mooie meetresultaten, die denk ik enkel bij class A versterkers haalbaar zijn, als je echt geen compromissen wilt.

Voor de huiskamer vond ik het energieverbruik van class A geen optie en dus is mijn versterker ontworpen voor klasse (A)B gebruik, al zou ik de biasstroom misschien wel zo kunnen opkrikken dat hij in class A gaat draaien. Misschien dat ik daar in de toekomst nog wel eens wat experimenten/metingen mee ga doen. Ik zou de huidige amp ook best wel eens door een AudioPrecision willen halen, maar die is wat te duur voor mij...

Oh ja, THD resultaten is natuurlijk wel aardig, maar waar zijn de IMD resultaten?

[Corprius]

Daar ontbreekt nog een weerstand. 100 kOhm of hoger vanaf de +ingang van het IC naar aarde.

Die weerstand is inderdaad onmisbaar bij gebruik van C5, voor de laagste DC offset op de uitgang kun je hem het beste gelijk nemen aan R4 (basisstromen door + en - ingang zijn dan gelijk), maar dat geeft weer behoorlijk wat load op je potmeter. Als je deze versterker aansluit op een voorversterker kun je R1 misschien weglaten?

Waarom is die weerstand onmisbaar en welke waarde zal hier dan het beste passen? 100kOhm of 20kOhm wat maakt het verschil uit?

Plaats ik deze dan voor de C5 of tussen de chip en R2?

[Djuke]

Die weerstand zorgt dat de + ingang van de LM niet floating is, dus aansluiten tussen R2 en chip.

[Mr Tube]

Als je een inputbias stroom hebt van pakweg 0,2uA dan valt er over de weerstand van 100k een spanning van 20mV, deze wordt versterkt door de gain van 20 wat resulteert in een offset van 400mV en dat zou onacceptabel worden in mijn beleving.
Je kunt het volgende doen om de offset te verlagen:

• Aan de ingang een DC stroom injecteren ter compensatie met afregelpunt
  een actieve servo toevoegen
  weerstand verlagen naar 10K maar dat heeft ook nadelen
  een condensator plaatsen in het tegenkoppel circuit waar al eerder over gediscussierd is en niet zo'n goed idee blijkt te zijn.

[SSassen]

Als je een inputbias stroom hebt van pakweg 0,2uA dan valt er over de weerstand van 100k een spanning van 20mV, deze wordt versterkt door de gain van 20 wat resulteert in een offset van 400mV en dat zou onacceptabel worden in mijn beleving.
Je kunt het volgende doen om de offset te verlagen:

• Aan de ingang een DC stroom injecteren ter compensatie met afregelpunt
  een actieve servo toevoegen
  weerstand verlagen naar 10K maar dat heeft ook nadelen
  een condensator plaatsen in het tegenkoppel circuit waar al eerder over gediscussierd is en niet zo'n goed idee blijkt te zijn.

D'r zijn nog meer opties. Ik zou het tegenkoppelnetwerk schalen naar 47K/2K2, en de weerstand op pin 7 > GND 47K nemen omwille van de symmetrie, de potmeter aan de ingang vergroot je dan naar 47K en dan blijft alles enigzins in balans.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen - Audio liefhebber pur sang

[Corprius]

het tegenkoppelnetwerk schalen naar 47K/2K2, en de weerstand op pin 7 > GND 47K nemen omwille van de symmetrie, de potmeter aan de ingang vergroot je dan naar 47K en dan blijft alles enigzins in balans

Hoeveel mV is dan acceptabel op de uitgang? Als ik het goed heb komt dan uit het bovenstaande 200mV met een inputbias stroom van 0,2uA. Is dat niet nog wat aan de hoge kant?

[Corprius]

Kan je dan niet een weerstand van 20K (pin 7 -> GND) gebruiken en in het tegenkoppelnetwerk 20K en 1K. Dan heb je toch ook symmetrie en kom je op een 80mV op de uitgang. Of ben ik nou onzin aan het verkondigen? (ik doe een poging het te snappen )

[ray5150]

Zekeringen aansluiten vanaf de onderkant van de condensatoren, niet zoals je het nu doet, dus vertrekken vanaf C37/C42, ik heb dit ook zo getekend. Die 100nF keramische multilayers mogen aan de andere kant van de zekeringen, liefst zo dicht mogelijk bij de gelijkrichtbrug, een extra twee bij C37/C42 kan geen kwaad.

Nou, 'ns kijken wat je hiervan te zeggen hebt:

20-13-02-2011 schema.pdf

(41.32 KiB) 97 keer gedownload

20-13-02-2011 Layout.pdf

(79.16 KiB) 81 keer gedownload

01.rar

(54.07 KiB) 48 keer gedownload

[SSassen]

Warm de etsbak alvast maar op Ray

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen - Audio liefhebber pur sang

[Mr Tube]

het tegenkoppelnetwerk schalen naar 47K/2K2, en de weerstand op pin 7 > GND 47K nemen omwille van de symmetrie, de potmeter aan de ingang vergroot je dan naar 47K en dan blijft alles enigzins in balans

Hoeveel mV is dan acceptabel op de uitgang? Als ik het goed heb komt dan uit het bovenstaande 200mV met een inputbias stroom van 0,2uA. Is dat niet nog wat aan de hoge kant?

Ja dat klopt wel

dat verhaal over symmetrie geldt alleen als je een elco tussen de 2K2 weerstand hebt, dan valt er over de 47K weerstanden dezelfde spanning en heffen ze elkaar op met als resultaat een offset die nagenoeg nul is. Nu doet de 2K2 weerstand ook mee in het verhaal.........

effe rekenen:

47K x 0,2uA = 9,4mV

9.4mV / 2K2 = 4.27uA
door de tegenkoppelwerstand loopt 4,27u -0,2 =4,07uA

U offset = 4,07uA x 47K = 191mV en daar komt nog de 9,4mV bij zodat je inderdaad precies op 200mV uitkomt.

Ik vind het niet acceptabel.

ik denk dat het schalen niet zo veel (wel iets) uitmaakt, alleen het verlagen van de ingangsweerstand maakt uit (tussen input en GND).
Ik zou eens gaan denken aan offset compensatie op de input met een afregelpunt, zal niet helemaal temperatuurstabiel zijn maar wel een stuk beter dan zonder. Ik bedoel hiermee om de ingangs weerstand niet aan GND te leggen maar op een punt waar je kunt instellen van +50mV naar - 50mV.

[knuisje]

Wat is het nou, elco erin of d'r uit?

[Djuke]

Wat is het nou, elco erin of d'r uit?

Het blijft denk ik een ontwerpbeslissing, waarbij je de voor en nadelen tegen elkaar moet afwegen.

Voordeel:
- DC versterking 1, daardoor lagere DC offset

Nadeel:
- Extra vervorming door niet-lineariteiten in de terugkoppellus. Dit is echter pas een probleem als het in dezelfde orde (of hoger) ligt als de vervorming van de versterker. Een uitgebreidere analyse of meetresultaten (liefst vergelijking tussen wel/niet) zijn nodig om dit kwantitatief te maken.

[knuisje]

Misschien is een MKT/MKS van 6.8uF een mooi compromis? In combinatie met 2k2 zoals door Sander voorgesteld geeft dit een Fc van 10Hz wat volgens mij wel acceptabel is.

[Djuke]

Misschien is een MKT/MKS van 6.8uF een mooi compromis? In combinatie met 2k2 zoals door Sander voorgesteld geeft dit een Fc van 10Hz wat volgens mij wel acceptabel is.

Goeie maar dure optie, al zijn er weer ontwerpers die liever lager dan 10Hz willen vanwege de optredende fasedraaiing. Je kunt natuurlijk meerdere parallel zetten.

Sommige ontwerpen hebben twee elco's in serie met als achterliggend idee dat eventuele niet-lineariteiten elkaar dan ongeveer opheffen.

[SSassen]

Ik moet eerlijk zeggen dat ik al aardig wat van deze chipamps gebaseerd op de LM3875/LM3886/etc. voorbij heb zien komen, veel opgebouwd volgens de less=more gedachte en volledig DC gekoppeld en zelden meer dan 50mV aan offset op de uitgang.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen - Audio liefhebber pur sang

[SSassen]

P.s. even naar de datasheet gekeken van de LM3875. Ik zou gewoon de koppel C aan de ingang van de potmeter zetten en de loper van de 20K potmeter via 1K direct aan de ingang van het IC. De condensator in het tegenkoppelnetwerk komt dan te vervallen. Let overigens op dat de bias current gespecificeerd is voor Vout = 0V, da's natuurlijk nooit zo, de DC offset wordt niet alleen bepaald door de bias current, maar ook door de interne variaties tijdens fabricage, zelfs met kortgesloten ingangen kan er dus een DC offset op de uitgang staan. Het is dus heel goed mogelijk dat hierdoor bij een gesloten tegenkoppellus VoutDC = 0V. Het is jammer dat de fabrikant niet heeft voorzien in een aansluiting voor een potmeter waarmee de DC offset weggeregeld kan worden.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen - Audio liefhebber pur sang

[Djuke]

Kwam interessante meetresultaten van Douglas Self tegen over vervorming in eindversterkers, aan het eind ook door elco veroorzaakte vervorming:
http://douglas-self.com/ampins/dipa/dipa.htm

Lees het vooral zelf, maar in het kort komt het hier op neer:
- Elco vervorming is voornamelijk laagfrequent, neemt toe met 12db/octave. Voorbeeld: 47uF met 8Vrms in 680ohm load geeft verhoging beneden 100Hz tot 0.01% bij 20Hz
- Hoe groter de capaciteit hoe kleiner de vervorming, bij 220uF geen verhoogde vervorming (tov amp vervorming) meer zichtbaar
- Hoe kleiner de AC spanning hoe kleiner de vervorming, dus voorkom een output elco, maar in de feedback lus niet zo erg

D. Self zegt er zelf over: 'The best solution is simply to increase the capacitor value until the LF distortion remains flat to 10 Hz'

Dus als je een elco gebruikt, neem dan in ieder geval eentje die groot genoeg is (en hopelijk blijft over tijd)

[SSassen]

Ik heb even 't schema getekend. Het voordeel van deze opzet is dat de door Ibias veroorzaakte offset spanning nooit een probleem is, deze is namelijk variabel met de stand van de potmeter en is maximaal als de versterker z'n maximale vermogen moet leveren, op dat moment beweegt de luidspreker conus toch al flink, dus een paar mV extra DC offset zie je helemaal nergens terug. C5 is uiteraard een nette MKP of MKT condensator.

Schema LM3875 chipamp

LM3875 chipamp

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen - Audio liefhebber pur sang

[SSassen]

Kwam interessante meetresultaten van Douglas Self tegen over vervorming in eindversterkers, aan het eind ook door elco veroorzaakte vervorming:
http://douglas-self.com/ampins/dipa/dipa.htm

Lees het vooral zelf, maar in het kort komt het hier op neer:
- Elco vervorming is voornamelijk laagfrequent, neemt toe met 12db/octave. Voorbeeld: 47uF met 8Vrms in 680ohm load geeft verhoging beneden 100Hz tot 0.01% bij 20Hz
- Hoe groter de capaciteit hoe kleiner de vervorming, bij 220uF geen verhoogde vervorming (tov amp vervorming) meer zichtbaar
- Hoe kleiner de AC spanning hoe kleiner de vervorming, dus voorkom een output elco, maar in de feedback lus niet zo erg

D. Self zegt er zelf over: 'The best solution is simply to increase the capacitor value until the LF distortion remains flat to 10 Hz'

Dus als je een elco gebruikt, neem dan in ieder geval eentje die groot genoeg is (en hopelijk blijft over tijd)

Dat verhaal onderschrijf ik niet, mijn ervaring is anders. Zoals ik al eerder aangaf. Hij baseert e.e.a. op één specifieke uitgangsituatie en dan kan je in mijn optiek niet een algemeen geldende conclusie trekken. Zowieso vind ik het gebruik van condensatoren in de signaalweg een teken van onvermogen van de ontwerper om een nette DC gekoppelde versterker te ontwerpen, er is geen reden om een condensator te gebruiken, da's gewoon gemakzucht.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen - Audio liefhebber pur sang