Audio versterker

Ik houd van eenvoudige schema's, maar dit gaat wel heel ver.
Ik mis een R/C serieschakeling van de uitgang naar nul.
Ik mis een C'tje over C52

De spanningsversterking is erg beperkt, zowat 6x, ongeveer (1+ R52/R51). Meestal ziet men een extra trap spanningversterking aan de ingang, al dan niet differentieel.

Het ergste: bij +/-48V voeding gaan die eindtorren het wel heel erg warm krijgen, en dus niet lang leven; tenzij er een 800-ohm speaker aanhangt Het moet mogelijk zijn om meerdere eindtorren parallel te zetten, maar dan zal wellicht de rest ook moeten aangepast worden. Bij +/- 18V zou het wel kunnen, nog altijd is goede koeling belangrijk.

Tip: steek eens uw licht op bij Elliott Sound Projects. Die verkoopt ook printen voor sommige van zijn versterkers, niet goedkoop, wel goed.

Bedankt voor de reactie big fat mama. Wat bedoel je met een c'tje over C52 ? Een kleine condensator (470n of zoiets) parallel over de andere ? Wat is de functie hiervan ? Ontstoring ?
Bedoeling is wel om de BD249 en BD250 te vervangen door TIP142 en TIP147 maar daar had ik de PNP niet van liggen
Bedoeling is ook om er nog een opamp voor te zetten (LM13700) waarmee ik dan vanuit ons domoticasysteem met 0-10V het volume kan regelen. Maar dat zijn allemaal zorgen voor later. Eerst een goede eindtrap op de wereld krijgen
Ik weet dat je van die kant en klare dingen/printplaten kan kopen maar wil het gewoon zelf maken. Voor de hobby en om wat bij te leren.

Best aardig om dit zonder opleiding of ervaring te ontwerpen. Ik zie mijn eerste versterkers voorbijkomen....

0. Er zit geen enkele beveiliging in. Voor een enkele voedingsspanning is het in principe genoeg om alleen de stroom te begrenzen van de positieve stroom in de uitgang, de hoge kant in het schema.

1. De ruststroom instelling is kritiek: erg gevoelig voor de instelling via de potmeter en ook nog een beetje afhankelijk van de voedingsspanning. De weerstanden van 0,1 Ohm zou ik groter maken; 0,5 Ohm zelfs. Zoals het nu is neemt de ruststroom toe met 23 mA per graad verhoging van de driver transistoren. En die zijn waarschijnlijk ook op het koelblok geschroefd.

2. De tegenkoppeling is een combinatie van stroomsturing en spanningssturing. De variabele emitterweerstand stelt weliswaar de halve voedingsspanning in, maar zit ook aan de versterkingsfactor te knabbelen.

3. Bij spanningssturing aan de ingang is de frequentiekarakteristiek in het laag slecht. Min 3 dB rond 250 Hz. Bij stroomsturing is er nauwelijks sprake van versterking (closed loop). De ingangsimpedantie is laag, ca 75 Ohm.

4. De uitgangsimpedantie is al 4 Ohm bij 100 Hz en loopt op tot 80 Ohm bij 10 kHz. Wat dat betreft benader je het pentode geluid met deze versterker.

5. De vervorming in een ohmse last van 8 Ohm zal voor het clip niveau al hoger zijn dan 1 %. Op zich niet dramatisch.

Stabiliteit is geen probleem, want er is niet zoveel tegenkoppeling.

6. De uitsturing aan de "negatieve kant" is ernstig beperkt door de ingangstransistor. Die kan met zijn collector geen lagere spanning bereiken dan 4 volt. Daarmee is de laagste spanning op de uitgang ruim 4,5 volt of hoger. Terwijl dit type uitgang (NPN-PNP combinatie) de spanningsrails bijna kan bereiken.

De voedingsspanning: ik heb single supply 48 volt begrepen en geen dubbele voedingsspanning. Vergeet niet om een elco van 2200 uF in serie met de luidsprekers te zetten.

Mijn advies is om de ingang met 2 transistoren te maken, de halve spanning automatisch te maken (weerstanden die de halve voedingsspanning bromvrij beschikbaar maken), een stroombegrenzing van 5 ampere (of aangepast aan je voeding en belastingweerstand) op de "bovenkant" te maken en daarna te kijken of de stabiliteit een extra pool (condensator in de openlusversterking) en/of een Boucherot filter om de opgeslagen/vertraagde lading in de eindtransistoren stabiel te kunnen afvoeren.

Wordt vervolgd. Denk ik.

De voedingsspanning: ik heb single supply 48 volt begrepen en geen dubbele voedingsspanning.

Kijk dan nog maar eens: bij ingang en uitgang staat een driehoekje met 'M', misschien 'massa' of zo. De voedingsrails zijn gemerkt met +18/48 resp. -18/48

Ik krijg overigens het heen-en-weer van die dualiteit spanningsgestuurd vs. stroomgestuurd. Spanningsgestuurd betekent eigenlijk: ingangsimpedantie is oneindig; net zoals stroomgestuurd betekent ingangsimpedantie is nul. In alle andere situaties is er zowel stroom als spanning. Die van Elektuur hebben me met die terminologie knettergek gemaakt, lang geleden.

Ik zou dan ook eerder gezegd hebben "de ingang is behoorlijk laagimpedant, die kun je niet aansturen uit gelijk wat"

Die regelbare emitterweerstand geeft mij ook de kriebels, daar zijn we dan weer wel akkoord Dat puntje vergat ik te vermelden in mijn eerdere bericht.

@topicstarter: een kleine C parallel aan R52 zal de spaningsversterking doen teruglopen bij hogere frekwenties, dat zal bijdragen tot de stabiliteit. Misschien niet nodig bij de inderdaad beperkte versterking, maar het kan zeker geen kwaad. Bemerk wel dat ik over een kleine C sprak, 470 pF is al heel wat in deze toestand. Als je 470 nF toepast ga je de klank van een zeer versleten pentode benaderen

[Bericht gewijzigd door big_fat_mama op zondag 13 februari 2022 14:08:29 (18%)]

Op 13 februari 2022 14:02:57 schreef big_fat_mama:
[...]

Kijk dan nog maar eens: bij ingang en uitgang staat een driehoekje met 'M', misschien 'massa' of zo. De voedingsrails zijn gemerkt met +18/48 resp. -18/48

Ja, inderdaad. Maar het schema past helemaal niet bij een DC koppeling naar de luidsprekers. Ik had er inderdaad overheen gekeken; zo onlogisch was het voor mij.

Okee. Het is inderdaad een bizar schema, met nogal wat verborgen valkuilen en wolfijzers en schietgeweren. Als de topicstarter hiermee doorgaat gaat er erg veel te leren vallen - en steeds dichter naar een bestaand schema toegegaan worden.

Bedankt voor de reacties.
Hebben jullie mss een voorbeeld van zo'n bestaand schema ?

Hebben jullie mss een voorbeeld van zo'n bestaand schema ?

Het www staat er vol van. Slechts één voorbeeld, waar ik reeds naar verwees: https://sound-au.com/project3a.htm

Thx
Hier ga ik volgend weekend terug mee aan de slag

[Bericht gewijzigd door Bert Sobelco op zondag 13 februari 2022 15:36:41 (11%)]

@Bert in jouw schema gebruik je de beide collectoren voor de aansturing van de luidspreker.
Dat moet andersom, de NPN met de collector aan de + en de PNP met de collector aan de -.
De beide emmitters staan dan op de uitgang.

Sorry, beste @Martin, niet akkoord: T3/T5 en T2/T4 vormen een soort van pseudo-darlingtons, Sziklai-paartjes genaamd. Cfr. (o.a.) https://en.wikipedia.org/wiki/Sziklai_pair

Ik dacht dat die als voordeel hebben dat de verzadigingspanning lager is (dan bij een echte darlington), van de pseudo-emitter naar de pseudo-collector, en dat kan relevant zijn voor de T/S die 100 watt wil kunnen pompen in 8 ohm, dat is niet zo evident.

Op 13 februari schreef de Sziklai-wiki:
One advantage over the Darlington pair is that the base turn-on voltage is only about 0.6 V, or about half of the Darlington's 1.2 V nominal turn-on voltage. Like the Darlington, it can saturate to only about 0.6 V, which is a drawback for high-power stages.

Niet de verzadigingsspanning is lager (die is hetzelfde als bij een darlington), maar de drempelspanning.

En ze hebben de traagheid van darlingtons niet.

Bedankt voor alle tips ! Hier ben ik volop mee aan de slag gegaan en bijgaand schema werkt dus perfect en haal ik bij 8 ohm een vermogen van ca. 115W bij een voedingsspanning van +/-48Vdc. (Transistoren : NTE31, NTE32 en voor de eindtrap NTE375, NTE398, NTE392 en NTE393) Aangesloten op een paar (heel) goede boxen met wat pianomuziek, klank is echt dik in orde. Ik heb het vergelijk gemaakt met mijn versterker van NAD en ik moet zeggen dat mijn ontwerpje zeker niet moet onderdoen ?
Nu heb ik hetzelfde schema gebruikt om een budgetvriendelijke versie te maken met transistoren BD546, BD547 en voor de eindtrap BD139, BD140, TIP35C en TIP36C. Voedingsspanning zou dan +/-24Vdc zijn en met testen krijg ik daar een nette 30W uit bij 8 ohm. Gisteren had ik daar echter wel een heel eigenaardig probleem mee : ik had er 2 samen gebouwd op 1 voeding en van het moment dat ik beide uitgangen aansloot op een weerstandendoos van 8ohm, kreeg ik een signaal uit van 69Hz wat clipt tegen de voedingsspanning zonder dat er een ingangssignaal was ?
Heeft er iemand een idee waar ik moet gaan zoeken vanwaar het komt ? Als voeding had ik eerst 2 x LPV-60-24 van Mean Well genomen, enkele condensatoren van 2200µ bij opgezet. Die heb ik dan naderhand vervangen door een ander type (S-100-24), zelfde probleem. Labovoeding er terug op, maakte ook geen verschil ?‍??.
Een nacht over geslapen en vanmorgen nog eens geprobeerd en toen was het probleem weg... Nu weet ik het dus helemaal niet meer...

Hi Bert Sobelco,

Je scoop plaatje geeft aan dat je versterker op een hoge frequentie genereerd, dat kan jij best als brom horen!

Dat heeft bijna altijd de maken met "Phase Margin".
Op twee plekken kan het mis gaan in je vesterker schakelingen.

Als eerste even bij je eindtransistoren opset, in beide schema's zet een serie weerstand van ongeveer 4.7 tot 15Ω in de emitters van T5 en T6, begin maar met 4.7Ω.

En ten tweede, plaats over je tegenkoppel weerstand van 22K een condensator van 100pF, die compenseert de capaciteiten aan de ingang van T2 in beide schema's.
Die capaciteiten zijn de transistor zelf, de onderdelen en de print banen om er maar een paar op te noemen.
Deze condensator zorgt ook voor het rustig afvallen van de frequentie boven de 20KHz.

Nog een belangrijk punt!
Goede ontkoppeling van de voeding direct bij je eindtransistoren!
Samen met een goede bedrading techniek.
De meest stabiele versterker krijg je aan het genereren als je bovenstaande punten niet goed doet.

Zorg dat je een Scoop en een goede functie generator heb als je versterkers gaat ontwerpen/aanpassen.
Een 1KHz blok signaal is je vriendje bij het testen van versterker ontwerpen.

Bij vol vermogen op zeg 20KHz gaat je Zobel netwerk aan de uitgang van je versterker roken, dit omdat er dan veel stroom door heen gaat lopen ten gevolge van de flanken van het blokgolf signaal op de hogere frequenties.
Dat is even een puntje om op te letten.

De ze versterkers voeden uit schakel voedingen lijkt mij geen goede optie.
Dit omdat de schakel frequentie vrij dicht tegen de audio band aan zit en je gebruikte versterker configuratie
geen goede onderdrukking heeft voor stoorsignalen op de voeding aansluitingen.

Groet,
Bram

Bedankt Bram Blackdog. Het is mijn hobby-zaterdagprojectje dus ik ga volgend weekend zeker aan de slag met uw tips.

Al een tijdje geleden maar nu de draad weer opgepakt, rekening gehouden met de opmerkingen en tips hierboven.
Met het testen krijg ik op de scoop een hoop "ruis" op de onderste helft van de sinus (paars is uitgang, blauw is ingang). Die ruis gaat terug naar de ingang, als ik de versterker uit zet, is het ingangssignaal perfect. Ik heb er eens een speaker op aangesloten en geluisterd maar de klank is vreselijk
Ruststroom is ingesteld op 30mA. Ook al hoger gedraaid maar dat maakt geen verschil. Iemand een idee waar ik kan gaan zoeken ?
PS : Ik ben van opleiding géén electronicus !! Enkel hobby en wat ik ken zelf geleerd.

1/ op de foto zie ik nu plots een spoel, die is er niet te zien in enig aangeboden schema. Welk schema is er nu in gebruik?
2/ in de negatieve periode meen ik nog steeds oscillaties te zien. De aanbevelingen van Bram @blackdog blijven geldig!

Ja, oscillaties.

Waarom aan de ingang twee versterkers met voltage gain = -1? Die kunnen weg, denk ik. Samen is het een recht draadje met de vervorming van de op-amps.

De oscillaties worden mogelijk veroorzaakt door te veel 100 pF condensatoren voor hoog-af in de gesloten lus, samen met de hoog-af van de eindtransistoren.

----------
edit 18hr40

R6 mag 2 Ohm worden
C2 mag 220 nF worden
C10 en C6 verwijderen

Toevoegen: ontkoppeling van plus en min voedingsspanning ter plaatse van de eindtransistoren (T7 en T8) op de print. Meestal is 100 of 200 nF (2 maal) voldoende.

Er is een basis systeem in ontwerp om alle vermogensverbindingen te scheiden van de kleinsignaal aardes. Met deze aarde bedoel ik de ingangsreferentie voor "ground".

Ah, nu zie ik wel een schema dat kan overeenkomen met de foto. Akkoord dat de TL072 aan de ingang weg kan, er zit wel iets in van laagdoorlaat maar dat kan simpeler, als het al nodig is.

Op woensdag 15 mei 2024 18:35:11 schreef Brightnoise:
Er is een basis systeem in ontwerp om alle vermogensverbindingen te scheiden van de kleinsignaal aardes. Met deze aarde bedoel ik de ingangsreferentie voor "ground".

Hihi. Quad 303 1966

Weerstandje in de gemeenschappelijke massa