Sneak-preview, superlatieve klasse-A

[SSassen]

Tsja, jullie denken natuurlijk dat ik alleen maar met klasse-D aan 't knutselen ben, niets is echter minder waar. Voor de eind dit jaar te verschijnen Elektuur Audio Special ben ik samen met Bruno Putzeys bezig met een superlatieve klasse-A versterker. Schaalbaar naar 100W in 8-ohm, maar vooralsnog bedoeld als ~50W in 8-ohm. E.a. is oa. afhankelijk van de hoeveelheid koeloppervlak.

De versterker zelf heb ik al enige tijd draaien in de simulator en hij laat daar cijfers zijn die om van te smullen zijn, zoals bv. een THD bij 1KHz van 0.0001833% bij 30W in 8-ohm. Hieronder even een sneak-preview van 't prototype dat ik vandaag in elkaar gezet heb. Kortom, deze week worden de simulatie en de praktijk eens grondig met elkaar vergeleken.



Wordt vervolgd!

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

[voodooless]

Spannend

Je kon zeker geen grotere torren vinden

... en wat doet die nagelknipper daar?

[daniel]

is dat koeloppervlak niet wat klein voor 50 watt in klasse A?

Ben trouwens erg benieuwd naar die Elektuur-special!

[KT88]

Deepspace: dat zijn *de* audiotorren momenteel, als je BJT wilt hebben tenminste.

Ben benieuwd Sander, houd ons op de hoogte!
Misschien is er een proto al klaar voor de eerstkomende luisterdag in october?

[vigier]

Deepspace: dat zijn *de* audiotorren momenteel, als je BJT wilt hebben tenminste.

"momenteel"?? Dat zijn ze al meer dan 15 jaar hoor.
Al hoor ik ook heel graag een paartje 2SJ50/2SK135...

Succes Sander!

[SSassen]

is dat koeloppervlak niet wat klein voor 50 watt in klasse A?

Ja, dat lukt niet met dit koelpaneel, het is slechts 0.4K/W, maar met een tweetal 12-cm ventilatoren (zoals vaak gebruikt in PC's) is het geen probleem, het is tenslotte een prototype.

Overigens is dit een enkel kanaal, geen twee, waarom dan vier eindtransistoren? Nou, da's eenvoudig te verklaren met het feit dat de eindversterker geheel gebalanceerd is opgebouwd en dus ook twee eindtrappen in brug heeft, da's een van de noviteiten van dit ontwerp.

En inderdaad deze Sanken ring-emitters zijn toch wel de creme-de-la-creme onder de BJT eindtransistoren, maar zijn primair gekozen om de hoge Ft en de maximaal te leveren stroom/dissipatie. De rest van de transistoren zijn minder exotisch; BC547C/BC557C en BD139/BD140, tenslotte maken niet de transistors een goede versterker maar 't ontwerp.

Nog even wat details van de versterker: de voor- en eindtrap hebben ieder een eigen voeding, waarbij de voeding van de voortrap een tiental volts hoger is en uiteraard volledig gescheiden. D'r zitten geen condensatoren in de signaalweg, de eindtrap is zelfinstellend (autobias) en de lusbandbreedte is in de simulatie ruim 4MHz.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

[SSassen]

... en wat doet die nagelknipper daar?

Ik vind niks zo prettig werken om draden van componenten na solderen af te knippen als een nagelknipper, is ook nog eens reuze duurzaam en de kosten zijn een lachertje in vergelijk met een professionele tang van bv. Knipex

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

[JuuL]

MOoi hoor Sander. Ik hou hem in de gaten

... en wat doet die nagelknipper daar?

Ik vind niks zo prettig werken om draden van componenten na solderen af te knippen als een nagelknipper, is ook nog eens reuze duurzaam en de kosten zijn een lachertje in vergelijk met een professionele tang van bv. Knipex

Handige tip!

[Martijn M]

...een THD bij 1KHz van 0.0001833% bij 30W in 8-ohm.

[KT88]

Deepspace: dat zijn *de* audiotorren momenteel, als je BJT wilt hebben tenminste.

"momenteel"?? Dat zijn ze al meer dan 15 jaar hoor.
Al hoor ik ook heel graag een paartje 2SJ50/2SK135...

Damn! Ik word oud............

Die MOSjes dan wel in A hoor, anders "mist" het teveel (Zie Hafler, Acoustat e.d. ).

[SARK]

Ziet er stoer uit Sander

Nog twee tips wat betreft de nagelclipper:

1- Koop er een speciaal voor het knipwerk en laat de reeds aanwezige clipper in de badkamer liggen (hiermee wordt een echtelijke ruzie voorkomen )
2- Probeer een dunne stalen spijker door te knippen, je maakt een buts in beide mesjes en hebt een kabelstripper (wel het juiste formaat spijker gebruiken)
Knipex, eat your heart out

[SSassen]

Inmiddels speelt de versterker en ga ik morgen eens aan de slag om wat metingen te verrichten, voorlopig eerst maar even alle spanningen nalopen en verifieren met de simulatie. Een punt van aandacht is nog wel het koelpaneel, zelfs met twee 12-cm ventilatoren op maximaal toerental (2400-rpm) en een frisse wind over m'n werkbank is het nog bijna te warm om vast te pakken. Ik heb daarom de ruststroom maar wat teruggedraaid naar iets van 1.2A per transistor, da's evengoed nog een slordige 100W die er in het koelpaneel verstookt moet worden. Hieronder even een indruk van de versterker in actie.



Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

[Jan-Willem]

Inmiddels speelt de versterker en ga ik morgen eens aan de slag om wat metingen te verrichten, voorlopig eerst maar even alle spanningen nalopen en verifieren met de simulatie. Een punt van aandacht is nog wel het koelpaneel, zelfs met twee 12-cm ventilatoren op maximaal toerental (2400-rpm) en een frisse wind over m'n werkbank is het nog bijna te warm om vast te pakken. Ik heb daarom de ruststroom maar wat teruggedraaid naar iets van 1.2A per transistor, da's evengoed nog een slordige 90W die er in het koelpaneel verstookt moet worden. Hieronder even een indruk van de versterker in actie.

[img]http://hardwareanalysis.com/images/arti ... /11859.jpg
[/img]

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

We wachten eerst op de metingen... dan kun je toch later altijd nog meer vermogen vragen.. ?
Ik ben erg benieuwd naar de resultaten
Wat zijn ongeveer de kosten van zo'n versterker?

[Pjotr]

De versterker zelf heb ik al enige tijd draaien in de simulator en hij laat daar cijfers zijn die om van te smullen zijn, zoals bv. een THD bij 1KHz van 0.0001833% bij 30W in 8-ohm.

Klinkt het ook een beetje, zo'n simulatie? Ben benieuwd naar je werkelijke vervormingscijfers want eigenlijk zeggen gesimuleede vervormingscijfers helemaal niets.

Overigens mooi werk Sander, blijft leuk om klasse-A te bouwen

[SSassen]

... want eigenlijk zeggen gesimuleede vervormingscijfers helemaal niets.

Uh? Met alle respect, maar dat is een flinke generalisatie, ik ben een aantal dagen bezig geweest om correcte modellen van de transistoren en alle andere componenten te maken, ook condensatoren e.d. heb ik gemodelleerd. Dit is dus geen simulatie die uitgaat van ideale componenten. Ik heb net alle spanningen nagelopen en vergeleken met de simulatie, nergens zat ik er meer dan 5% vanaf, dus dat komt behoorlijk in de richting.

Wat vervormingscijfers betreft ben ik idd. voorzichtig, layout (zeker op gaatjesprint) kan hier behoorlijk roet in 't eten gooien, maar erger dan een faktor twee of drie heb ik in de praktijk nog niet gezien, dus rekenen dan op maximaal zo'n 0.0005%. Een klasse-D versterker met timing in de nanoseconden is hier wat dat betreft een stuk kritischer, maar ook daar heb ik in het verleden de simulatie ook redelijk zien overeenstemmen met de praktijk. Ergo conclusio: zolang je voldoende tijd en moeite stopt in het modelleren van de componenten is een simulator best betrouwbaar.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

[Aquilon]

ook ik hou deze Elektuur special zeer zeker in de gaten, beloofd een interessante bundel te worden
tussen haakjes, waar koop je als partikulier grote koellichamen zoals bijvoorbeeld voor deze klasse-A versterker?

Bart

[GeertJ]

waw, dit hier hou ik zeker in de gaten! Petje af Sander, ik zou het absoluut niet (nog niet hm) kunnen!!!

[ovni]

ppfff, petje af hoor.

Paar vraagjes.
1. Die groene leds, waarom geen gewone diodes?
2. Je spreekt ook al over een gebalanceerde voortrap, worden het twee losse komponenten? En is die voortrap dan ook geschikt voor een Ucd?
3. Komt er in de voortrap ook een pre-pre?
4. wanneer komt die special uit?

[SSassen]

Ovni,

Paar vraagjes.
1. Die groene leds, waarom geen gewone diodes?
2. Je spreekt ook al over een gebalanceerde voortrap, worden het twee losse komponenten? En is die voortrap dan ook geschikt voor een Ucd?
3. Komt er in de voortrap ook een pre-pre?
4. wanneer komt die special uit?

1. Spanningsval over een LED is constanter, daarnaast ruist een LED veel minder dan een doorsnee diode.

2. Nee, dit is geen voortrap/eindtrap constructie. Iedere versterker is op te delen in meerdere delen, zo zorgt een deel voor de spanningsversterking een ander deel weer voor de stroomversterking.

3. Nee.

4. Eind dit jaar, exacte verschijningsdatum is nog niet bekend.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

[audiomanics]

Even een vraagje: Ik zag dat de bewuste eindtransistoren er in een paar uitvoeringen zijn. Wat ik uit de datasheets niet kon opmaken is dat de achterzijde verbonden is met de collector.
Ik heb namelijk wel eens transistoren in handen gehad die ook een metalen (en zelfs keramische) achterkant hadden, er ook zo uit zagen maar waarbij de achterzijde niet verbonden was met de collector.
Ik neem aan dat je dat wel even gemeten hebt.
Mocht de achterzijde echter geisoleerd zijn, zou 't wel erg mooi zijn om, zeker bij een dergelijke warmteontwikkeling, het isolatieplaatje er tussen uit te laten.

Kees

[tor]

Sander, als de rode multimeter op de foto de spanning aangeeft tussen 0 en +, of 0 en -, en je stuurt 1,2 A door een eindtor (totaal 4 eindtorren), dan wordt volgens mij 4x1,2Ax45V = 216W verstookt en niet een slordige 100. Of zit ik nu helemaal fout?

[SSassen]

Kees,

Volgens mij zijn ze er alleen maar in deze uitvoering hoor, d'r zijn ook andere ring-emitter transistoren van Sanken en Toshiba, maar die zijn qua parameters niet hetzelfde.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

[SSassen]

Tor,

Da's de totale spanning voor de eindtrap, dus dat vertaalt zich in een slordige 100W aan dissipatie in totaal. Om precies te zijn 1.2A x 22.5V = 27W x4 = 108W. Uiteindelijk zal de ruststroom zo'n 2.5A per eindtransistor bedragen wat dus resulteert in een totaal te dissiperen vermogen van ruim 200W en een effectief vermogen in klasse-A van 100W.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com

[audiomanics]

Kees,

Volgens mij zijn ze er alleen maar in deze uitvoering hoor

Dit ziet er toch heel anders uit...

http://www.ortodoxism.ro/datasheets/mospec/2SC2922.pdf

Kees

[SSassen]

Da's geen echte 2SC2922, alleen Sanken maakt 2SC2922 ringemitter transistoren, dus dit is gewoon een transistor die dezelfde specificaties heeft, maar intern toch duidelijk een andere opbouw. Kortom, dit is GEEN equivalent. MOSspec is overigens een fabrikant die vervangingsproducten levert van populaire halfgeleiders, tegen een iets lagere prijs, mijn advies is niet aan beginnen, zeker als de originelen gewoon goed verkrijgbaar zijn.

Met vriendelijke groet,

Sander Sassen
http://www.hardwareanalysis.com