Tada!
Topic kick!
Waarom?
Miijn hoofd stand de laatste twee weken niet naar programmeren voor mijn Arduino Temp sensor project en wou wel iets doen met electronica.
Mijn klasse-A versterkertrapje jeukte nog steeds, meerdere keren in handen gehad het laatse jaar en dus de laatste twee weken er aan verder gebouwd en getweakt.
Dit met als resultaat een bijna 2x zo lage vervorming en een nog wat lagere ruis.
Ik heb ondertussen nog wat transistoren getest voor het ingangs trapje en heb besloten het materiaal te gebruiken wat ik hier voor handen heb.
De verschillen zijn klein maar waarom zou ik dat mooie materiaal niet gebruiken!
Van wat sloopprinten had ik acht stuks MAT02 dual transistor van Analog Devices en nog ander mooi spul, maar dat zit niet in deze audio versterkers.
E was wel een probleempje, de MAT02 transistors stonden op erg korte pootjes op de print, rond 1mm boven de print.
Dat kreeg ik dan natuurlijk nooit meer normaal op een stukje China print, wat mijn basis materiaal is.
De oplossing was een 6 pins DIL converter printje waar ik de MAT02 op gesoldeerd heb, hierna paste het in een normaal 6 pens DIL voetje.
Twee plaatjes van de MAT02 op het printje gesoldeerd, jammer genoeg kreeg ik hem niet mooi recht op het printje, ik wou niet meer aan de pootje buigen, bang dat ze zouden afbreken.
.
En nummer twee.
.
Hieronder het up to date schema van het aangepaste versteker trapje.
De twee condensatoren die het hoge frequentie gebied bepalen en dat is C3 en C4, zijn aangepast, dit in combinatie met R7 dat is de collector weerstand van de ingangstrap.
Door de lagere waarde van R7 is de invloed can de capaciteiten rond de collector minder.
Dit is vooral getest met snelle blok signalen bij de door mij gestelde nominale uitgangs spanning van 6V-TT.
Ik heb daarbij gekeken wat ik aan de minimale abberaties kon doen die er optraden, vooral bij gebruik van de MAT02 die hogere inwendige capaciteiten heeft.
Dat is meestal zo bij transistoren met een lage ruisbijdrage, ik heb ook nog getest met de ZTX851 die zo'n beetje de winnaar is wat lage ruis betreft.
Dus de waarden die hier in het schema staan zijn dus optimaal voor de gebruikte transistoren.
Om de ruis zo laag mogelijk te houden in dit schema heb ik R1 ook wat lager gemaakt naar 100Ω
Dit maakt de de minimale ruis beter en de weerstand is voldoende hoog om er voor te zorgen dat er geen HF instabiliteit optreed.
R12, welke de weerstand aan de uitgang is, heb ik ook verhoogt, dit om de abberaties ten gevolge van capacatieve belasting door de aansluitkabel zo laag mogelijk te houden.
Nu we toch bij de uitgang zijn, het mute relais staat als kortsluiting getekend, dit omdat ik geen relais in serie wil hebben.
De demping die zo te behalen is, is afhankelijk van R12 welke 47,5Ω is en de twee parallel geschakelde relais contacten.
De weerstand van de contacten parallel is bij de relais die ik hier heb kleiner dan 0,02Ω en de demping zal zo rond de 60dB zijn.
Hoe het uitpakt weet ik nog niet zeker, ik kan ook nog beslissen twee kwik bevochtigde relais te ga ngebruiken, bepaal is dus later.
Ruis
Je kan de beste transistoren gebruiken met de laagste ruis zoals de ZTX851, dat gaat je niet helpen als je bronimpedantie te hoog is voor de ingangstrap.
Wat ruis betreft is de MAT02 en ook de aangegeven MAT12 en ook de goedkopere SSM2212 het beste.
Er is nog een hele goede losse transistor, maar die is niet meer te koop en dat is de Hitachi 2SC2547, ik heb er nog een tiental van de 50 die ik 25 jaar geleden bij Huijzer had gekocht.
Er zijn nu nog steeds vrij goede transistor transistor paartjes te koop die de beroemde Hitachie typen een beetje vervangen, en dat is het paartje KSC1845 en de KSA992.
Ondanks dat de MAT02 zeer goed gepaard is, heb ik toch gekozen om kleine emittor weerstanden te plaatsen om kleine hFE verschillen op te heffen en wat extra HF stabiliteit te maken.
Deze weerstanden verhogen wel de rBE maar de impedantie onder normaal gebruik die de ingang ziet is hier dominant.
Laten we eens uitgaan van dat de bron van de gekozen ingang 200 a 300Ω is wat een redelijke gemiddelde waarde is.
Deze 200 a 300Ω is in verhouding laag t.o.v de potmeter waarde van 10K en kunnen negeren.
De impedantie die de basis ziet bij de gebruikte 10K log Potmeter is het hoogst als de potmeter op ongeveer 10 over 12 staat, dan is de uitgangspanning met 6dB gezakt.
Staat de potmeter op b.v. op "12" dan is bij de gemiddelde LOG potmeter het signaal ongeveer 1:10 van wat op de potmeter wordt aangeboden.
Bij de ongeveer "12 uur" stand is de versterking van het geheel 1x en de basis van de ingangstrap ziet dan ongeveer 1K5 als impedantie.
De potmeter op kwart voor en dat ziet de ingang rond de 200Ω + de 100Ω vaan R1, nu pas kom je in het gebied waar de beste transistoren zinnig zijn.
Wat ik met deze voorversterker behaal ik meer dan de SN van een CD speler, dus ik vind het wel goed zo.
De ingangs impedantie van deze versterker is iets lager dan 70K bij 20KHz dus bij het draaien van de potmeter zal de fase in de hoge frequenties bijna niet worden aangetast.
Dat is ook de reden dat ik C3 omlaag heb gebracht in waarde.
Fase reinheid
Ik heb met de scoop in de XY modus gekeken wat de fase fout is over het audio gebied, dat is niet makkelijk en ik bedoel, je maakt snel foutjes waardoor je een verkeerde indruk krijgt.
De gebruikt scoop probes had ik zo goed mogelijk afgeregeld op de testaansluiting die op mijn Hameg scoop zit.
Vergeet dat maar rustig als je dan denkt dat je die probes perfect hebt afgeregeld
De goede maniet is om het eerst op de normale manier te doen en dan de twee probes in een BNC T-stuk te duwen(ik heb daar verloopjes voor) en het BNC T-Stuk an de functie generator te hangen via een 50Ω afsluitweerstand anders heb je weer kans op abberaties.
Dan kan je kleine aanpassingen doen bij 1kHz en daarna de frequentie naar 10 a 20kHz brengen en de fase fout zo klein mogelijk te maken.
Wel nog een opmerking hier over, deze manier van afregelen op kleinste fase fout over het audio gebied verlangt wel een vrij lage impedantie aan de probe punt.
Tijdens het meten heb ik daar voor gezorgt en de fase fout, is erg klein, is ook niet zo vreemd de bandbreedte van dit trapje is meer dan 1MHz.
Nu wat metingen die ik vanavond heb gedaan aan het versterker trapje.
Ik heb wat metingen gedaan op 1 en 10 kHz op drie signaal nivea's 0,5V 1V en 3V RMS bij 1 en 10kHz.
Dit laat goed zien hoe de vervorming zich gedraagt beneden en boven de nominale 2V uitgangsspanning, plaatjes zijn klikbaar.
Het horizontale lijntje geeft geeft het frequntie gebied aan waarin de harmonische vervorming in wordt berekend.
Dit is drie volt uitgangspanning bij 1kHz, de dominante harminische is de tweede en de derde is bijna 8dB lager in niveau.
Hou er ook rekening mee, dat dit soort metingen moeilijk zijn, dat is de generator en dat is mijn Audio Precision en de ingangstrap van mijn geluidskaart en dan ook nog ondanks de symetrische
bedrading commonmode storingen en storingen rond mijn werkbank.
.
Nu bij 1V RMS en weer 1kHz.
Nu is zichtbaar dat de THD beneden de 0,001% komt en vooral de derde harmonische is gezakt in niveau.
.
Dit is bij 0,5V uitgangsspanning zeg maar een reéel uitgangs niveau voor het luisteren, let op de THD 0,00066%!
Op zich niet uniek hoor, vele opamps kunnen dit ook, meer wel leuk dat je dit niveau op met twee transistor trapjes kan bereiken, kost wel wat stroom!
.
Nu bij 10kHz, naturulijk is de THD daar wel hoger, de openloopgain is natuurlijk niet super bij twee versterker trapjes.
Ook nu is bij dit hoge niveau op 10kHz is de 2e harmonische dominant.
.
En dit is het 1V niveau bij 10kHz.
.
En als laatste bij 0,5V en 10kHz, en die ben ik dus vergeten op te slaan, muts die ik ben!
Hierbij het ook bijgewerkte voedings circuit.
Ook hier zijn weer wat aanpassingen gedaan, ik heb een PTC uitgekozen voor tussne de elco's,
deze werkt ook als gewone weerstand en helpt bij b.v. kortsluiting, dit moet ik echter nog wel testen, gaat dit niet goed dan komt er weer een 6,8Ω weerstand in.
De voeding voor de LM329 komt niet meer uit de uitgang van de voeding maar uit de TL1431, die schoon genoeg is en ook erg schoon.
De TL1431 is een TL431 met wat betere specs en door de LM329 hieruit te voeden, wet ik zeker dat de voeding goed opstart.
De transitor Q1 heb ik aangepast naar een MJE15031, die is wat trager als het vorige model en dan kan ik de transistor tegen de behuizing monteren met wat draden naar de print.
.
Dit is de versterkerprint vlak voor de eerste testen, de componentenwaarden zijn hier nog niet allemaal correct.
De vrije ruimte rechts ga ik een groot deel van het voedings circuit op bouwen.
.
Hier wordt het linker kanaal gemeten, het grijze kastje aan de rechterzijde zijn de aansluitingen van de geluidskaart in mijn meetcomputer.
Mooi nu ben ik leeg getyped!
Shoot zou ik zeggen!
Groet,
Bram