PDA

Zobacz pełną wersję : FET-hex - świetny, tani wzmacniacz na tranzystorach MOSFET - projekt by Borys



tomq88
30.07.2013, 11:34
Projektantem wzmacniacza jest Borys. Ja jestem jedynie redaktorem tego tekstu.


----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Oto co pisze autor na temat swojego dzieła:
Kolega zza bliskiej nam granicy (Lazy Cat z forum Diyaudio.com) zmajstrowal wzmacniacz na lateralach o nazwie vssa - zrobilem podobny wzmacniacz, pomierzylem i posluchalem, wzmacniacz jest genialny. Postanowilem na podstawie tego wzmacniacza (topologia) zrobic wzmacniacz z tanich i latwo dostepnych komponentow, tak zeby kazdy mogl sobie go polutowac.

W ponizszej konfiguracji wzmacniacz spokojnie ladnie ciagnie do 1MHz. Zniekształcenia harmoniczne mierzone kartą dźwiekową to ok 0,005%. Znieksztalcenia intermodulacyjne to ok 0,0008%. Slev rate spokojnie powyzej 100V/us. Napięcie nasycenia ("zjadane przez wzmacniacz") - ok 7V. W wersji z Bootstrapem - niemal 0V (tzw. końcówka mocy rail to rail).

Wzmacniacz gra bardzo dobrze, góra nie jest taka ostra jak w symasymie (czasami dawala sie we znaki). Kontrola basu bardzo dobra - zreszta co ja bede pisal, nie napisze przeciez -''wydlubalem wzmacniacz ktory gra najlepiej na swiecie''. Nie mnie to oceniac.

Wzmacniacz jest prosty, stabilny, ma dobre parametry (nawet bez zabawy w parowanie elementów), składa się z łatwo dostępnych elementów, jest tani (ok 40-60 zł za złożenie stereo).



----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Zdjęcia przedsatwiające widok polutowanego wzmacniacza:
http://diyaudio.pl/attachment.php?attachmentid=7472&d=1371335686
http://diyaudio.pl/attachment.php?attachmentid=7471&d=1371335678
http://diyaudio.pl/attachment.php?attachmentid=7474&d=1371335703



----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Pomiary na oscyloskopie:
http://diyaudio.pl/attachment.php?attachmentid=7476&d=1371335728
http://diyaudio.pl/attachment.php?attachmentid=7477&d=1371335733
http://diyaudio.pl/attachment.php?attachmentid=7478&d=1371335738
http://diyaudio.pl/attachment.php?attachmentid=7479&d=1371335753
http://diyaudio.pl/attachment.php?attachmentid=7480&d=1371335773
http://diyaudio.pl/attachment.php?attachmentid=7489&d=1369340082
http://diyaudio.pl/attachment.php?attachmentid=7491&d=1369340043

Wersja z bootstrpaem:
http://diyaudio.pl/attachment.php?attachmentid=7524&d=1371538824
http://diyaudio.pl/attachment.php?attachmentid=7529&d=1371538858
http://diyaudio.pl/attachment.php?attachmentid=7522&d=1371538809
http://diyaudio.pl/attachment.php?attachmentid=7523&d=1371538818




----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Dostępne wersje:

- v 3.1 - z montażem poziomy, tzn pcb prostopadle do radiatora. Bez rezystorów źródłowych. Bez bezpieczników.
http://diyaudio.pl/attachment.php?attachmentid=7578&d=1371991880
- V 6.1 - wersja z montażem pionowym, tzn. pcb równolegle do radiatora. Z rezystorami źródłowymi. Z bezpiecznikami.
http://diyaudio.pl/attachment.php?attachmentid=7579&d=1371991891
- V 7.1 - 3 pary tranzystorów wyjściowych. Z rezystorami źródłowymi. Z bezpiecznikami. Z Bootstrapem. (tu konfiguracja jest dowolna można zamontować co się chce, kto chce to montuje bootstrap, kto nie to nie montuje, a na płytkę wkładamy tyle tranzystorów wyjściowych ile chcemy).
http://diyaudio.pl/attachment.php?attachmentid=8006&stc=1&d=1375105874


----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Lista elementów do zamówienia v3.1 i 6.1:


C1,C9 – 33pF, np. monolityczny, mikowy, ceramiczny, raster 5mm
C2- 100pF, np. monolityczny, mikowy, ceramiczny, raster 5mm
C3,C4 – 100nF, np. monolityczny, mikowy, ceramiczny, raster 5mm
C5, C6 – 2200uF/6.3V, najlepiej LOW ESR
C7,C8 -1000uF/50V
C10, C12, C13, C14– 470uF/50V
C11 – 4.7uF/50VDC lub 2,2uF/50VDC (dolna częstotliwość graniczna 7hz lub 16hz), np. Wima, raster 5mm


Male rezystory metalizowane 0,6W 1% raster 7mm
R1, R2 - 100R
R4, R5, R6, R7 - 10R
R8, R9 - 470R
R10- 680R
R11 -330R
R12, R13- 100R
R14,R15- 2,2K
R16- 10K
R17- 1K
R20, R21 -22K
R19- 4,7K (lub 3,3K lub 2,2K– daje to inny zakres regulacji prądu spoczynkowego)
R22, R23 (rezystory źródłowe) - 0,22R, 3W lub 5W, np. ceramiczne.

Pot1 – wieloobrotowy/precyzyjny 1K
Pot „R18” - wieloobrotowy/precyzyjny 1K lub 2K (daje to inny zakres regulacji prądu spoczynkowego)

D1, D10 – Zener 15V (1-1,5W)
D2 , D3 - 1N4007

Q3 – BC560 (lub BC556 dla wyższych napięć, tj. przy stosowaniu transformatora większego niż 2x25V AC). Należy je parować (miernik na 'hfe' i do dziurek :P), tak by miały podobne wzmocnienie do T3.
T3 – BC550 (lub BC546 dla wyższych napięć transformatora). Należy je parować (miernik na 'hfe' i do dziurek :P), tak by miały podobne wzmocnienie do Q3.
Q6, Q7 – BC556 (mogą być BC560 dla niższych napięć transformatora)
Q8, Q9 – BC546 (mogą być BC550 dla niższych napięć transformatora)
Q4 – BD140 (lub MJE 350 dla wyższych napięć). Można parować ich hfe z T4
T4 – BD139 (lub MJE 340 dla wyższych napięć). Można parować ich hfe z Q4
Q5 – IRF540 lub IRF530
Q1 – IRFP240
Q2 – IRFP9140


Blaszki na bezpieczni (np. ZH3, raster 5mm) – 8szt na stereo
Końcówki lutownicze (konektory) do pcb 6,3mm, raster 5mm – 8szt na stereo
Podkładki termoprzewodzące mikowe TO247 (okolo 20x25mm) – 4szt na stereo
Podkładki TO-220 (dla Bd139/140 i IRF530) – 6szt na stereo
Tulejki izolacyjne To220 (dla IRF540) – 2 szt na stereo
Maly radiator dla BD139/140 – 2 szt na stereo, może być docięty aluminiowy profil L lub T o szerokości 2 cm i długość 3cm.
Radiator dla Tranzystorów końcowych, np. 7x20cm.
Pasta silikonowa termoprzewodząca H
Bezpieczniki F1, F2 szklane 5x20mm, zwłoczne, 3-4A

Transformator- np. 2x25V, 200VA
Sugerowany zasilacz - autorstwa raven1985


Przy terminalach głośnikowych warto dać na wszelki wypadek uklad zobla i cewkę:
Zobel (Ci R szeregowo; między wyjściem, a masą)
10R, 1-2W
0,47nF, mkt lub mkp.
Cewka szeregowo z wyjsciem wzmaciacza, tj w torze sygnału:
0,1uH, kilkanaście (16-18) zwojów drutu 1mm nawinięta na rezystor 10R/3W (końcówki cewki zlutowane do końcówek rezystora)
https://ssl.diyaudio.pl/i/14924/pkl59nb5gxm2gnlsimwu_1375204230.jpg



----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Lista elmentów do zamówienia - v 7.1 (BOOTSTRAP)

C1,C9 – 33pF, typ monolityczny, mikowy, ceramiczny, raster 5mm
C2- 100pF, typ monolityczny, mikowy, ceramiczny, raster 5mm
C3,C4 – 47uF/100V,
C5, C6 – 2200uF/6.3V, najlepiej LOW ESR
C7,C8 -1000uF/63V
C10, C12, C13, C14– 470uF/63V
C11 – 4.7uF/50VDC lub 2,2uF/50VDC (dolna częstotliwość graniczna 7hz lub 16hz), np. Wima, raster 5mm
C15, C16 - 110nF - typ monolityczny, mikowy, ceramiczny, raster 5mm


Male rezystory metalizowane 0,6W 1% raster 7mm
R1, R2 - 100R
R4, R5, R6, R7 - 10R
R8, R9 - 470R
R10- 680R
R11 -330R
R12, R13- 100R
R14,R15- 2,2K
R16- 10K
R17- 22K lub 10 K
R20, R21 -22K
R19- 3,3K

R22, R23 (rezystory źródłowe) - 0,22R, 3W lub 5W, np. ceramiczne.
R28, R29 – 1K, 2-5W.


Pot1 – wieloobrotowy/precyzyjny 1K
Pot „R18” - wieloobrotowy/precyzyjny 1K

D1, D10 – Zener 15V (1-1.5W)
D2 , D3, D4, D5 - 1N4007
Q3 – BC556 Należy je parować (miernik na 'hfe' i do dziurek :P), tak by miały podobne wzmocnienie do T3.
T3 – BC546 Należy je parować (miernik na 'hfe' i do dziurek :P), tak by miały podobne wzmocnienie do Q3.
Q6, Q7 – BC556
Q8, Q9 – BC546
Q4 – MJE 350, 2SA1837, 2SB649 (należy zwrócić uwagę na wyprowadzenia nóżek). Można parować ich hfe z T4
T4 – MJE340, 2SC4793, 2SD669 (należy zwrócić uwagę na wyprowadzenia nóżek). Można parować ich hfe z Q4
Q5 – IRF540 lub IRF530
Q1, Q10, Q11 – IRFP240,
Q2, Q12, Q13 – IRFP9140


Blaszki na bezpieczni (np. ZH3, raster 5mm) – 8szt na stereo
Końcówki lutownicze do pcb 6,3mm, raster 5mm – 8szt na stereo
Podkładki termoprzewodzące mikowe TO247 (okolo 20x25mm) – 4szt na stereo
Podkładki TO-220 (dla Bd139/140 i IRF530) – 6szt na stereo
Tulejki izolacyjne To220 (dla IRF530) – 2 szt na stereo
Mały radiator dla Q4 i T4 – 2 szt na stereo, może być docięty aluminiowy profil L lub T o szerokości 2 cm i długość 3cm
Radiator dla Tranzystorów końcowych, np. 7x20cm.
Pasta silikonowa termoprzewodząca H
Bezpieczniki F1, F2 szklane 5x20mm, zwłoczne, 3-4A

Transformator - np. 2x25V, 200VA
Sugerowany zasilacz - autorstwa raven1985


Przy terminalach głośnikowych warto dać na wszelki wypadek uklad zobla i cewkę:
Zobel (Ci R szeregowo; między wyjściem, a masą)
10R, 1-2W
0,47nF, mkt lub mkp.
Cewka szeregowo z wyjsciem wzmaciacza, tj w torze sygnału:
0,1uH, kilkanaście (16-18) zwojów drutu 1mm nawinięta na rezystor 10R/3W (końcówki cewki zlutowane do końcówek rezystora)
https://ssl.diyaudio.pl/i/14924/pkl59nb5gxm2gnlsimwu_1375204230.jpg

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Opis uruchomienia dla laików:

Jeśli ktoś nie ma doświadczenia w uruchamianiu wzmacniacz to koniecznie musi najpierw zrobić taki układ: http://diyaudio.pl/showthread.php/20375-Elektroniczny-bezpiecznik-do-uruchamiania-wzmacniaczy

Zamiast rezystorów R2 i R3 0,68ohm można dać 1-1,5ohm, jeszcze bardziej ograniczy to prąd jaki może pobrać wzmacniacz. Te elektroniczne bezpieczniki uratują wzmacniacz, w razie gdyby coś poszło nie tak. W większości przypadków pozwalają też na pomierzenie napięć na nieprawidłowo zmontowanym wzmacniaczu bez obawy, że coś się uszkodzi. Osoby o nadzwyczajnym stopniu ostrożności mogą włączyć w szereg wraz z jednym z pierwotnych wyprowadzeń transformatora zwykłą żarówkę 60-100W która będzie sygnalizowała duży pobór prądu poprzez żarzenie się (gdy jest wszystko ok żarówka błyśnie w chwili włączenia zasilania gdy ładują się kondensatory zasilacza, a następnie zgaśnie).

Niezbędna będzie również rozpiska wyprowadzeń poszczególnych tranzystorów. Ściągamy noty katalogowe ze strony producenta i sprawdzamy w gdzie jest B,C,E poszczególnych tranzystorów bipolarnych i gdzie G,D,S polowych.


Proponuje uruchamiać wzmacniacz tak jak kiedyś radził IREK - stopień po stopniu.
1. Lutujemy wszystkie zworki oraz następujące elementy: R6, R7, D2, D3, C3, C4, C7, C8, C10, C12, C13, C14 oraz wtyki zasilające i wtyk od masy. Jeżeli uruchamiamy wersję z bootstrapem to lutujemy także C15, C3, C4, R28, R29 oraz D3 i D4. Jeśli napięcie na C8 i C7 jest ok, to można wstawić źródła prądowe.
2. Montujemy Q8, Q9, R11, R21, C6, R12, R13 i sprawdzamy, czy między bazami, a emiterami tranzystorów jest ok 0,6-0,63V. Jeśli tak to multimetr ustawiamy na pomiar prądu stałego w zakresie 20mA i jedna sondę przykładamy do rezystora R13, a drugą do masy. Powinien płynąć prąd ok 1,8 mA. Jeśli tak jest to składamy drugie źródło i regulujemy potencjometrem tak by uzyskać taki sam prąd jak w dolnym źródle.
3. Teraz lutujemy R16, R17, C11 i C2, R8 , R9, C5 i C6 oraz Q3 i T3 (tranzystory wejściowe). Sprawdzamy napięcia miedzy bazami, a emiterami. Powinno być ok 0.6-0.63V.
4. Montujemy na niewielkim radiatorze Q4 i T4 używając podkładek mikowych. Lutujemy na pcb Q4, T4, Q5, R4, R5,R3, R19, R1, R2, D1 i D10 oraz potencjometr R18. Sprawdzamy napięcie między bazą, a emiterem Q4, a potem to samo dla T4. Powinno być ok. 0.6-0.63V.
5. Sprawdzamy napięcie między wyjściem wzmacniacza, a masą. Powinno wynosić <100mV, Regulujemy je potencjometrem P1 tak by wynosiło ok 1mV
6. Sprawdzamy napięcie między drenem a źródłem Q5. Powinno być ok. 6,5-7.5V. Jeżeli takie nie jest należy kręcić potencjometrem R18 by ustawić odpowiednie.
7. Jeżeli wszystko jest ok, to pozostało tylko umieścić na płytce rezystory źródłowe R22 i R23 oraz tranzystory końcowe Q1 i Q2 (należy je od razu przykręcić do głównego radiatora używając podkładek mikowych). Jeżeli na płytce mamy miejsce na bezpieczniki wstawiamy je. Sprawdzamy, czy wszystkie potrzebne elmenty zostały wlutowane.
8. Miernik ustawiamy na zakres pomiaru napięcia stałego w zakresie 20V, jedną sondę przykładamy do masy, drugą do wyjścia wzmacniacza i włączamy zasilanie. Wartość napięcia stałego powinna być poniżej 0,1V. Jeżeli tak nie jest to gdzieś jest błąd i należy wziąć schemat do ręki i sprawdzić, czy odpowiednie elementy znajdują się w odpowiednich miejscach oraz czy nie ma żadnych zwarć. Dobrze jest pomierzyć rezystancję pomiędzy poszczególnymi elementami , które są połączone poprzez rezystory. Przykładowo, nie mierzymy rezystancji przykładając sondy multimetru do nóżek rezystora R1, tylko jedną przykładamy do bramki Q1, a drugą do kolektora Q4. W ten sposób można wykryć niepodlutowane końcówki.
9. Jeżeli napięcie na wyjściu jest poniżej 0,1V przestawiamy zakres pomiarowy multimetru na 2V i regulujemy potencjometrem P1 tak, by uzyskać możliwie najmniejszy offset, np. ~0,001V.
9. Wyłączamy zasilanie, przestawiamy multimetr na zakres pomiary 10 A i wpinamy go szeregowo w jedną z szyn zasilania. Kręcimy potencjometrem R18 tak by uzyskać pobór prądu ok. 0,1A. Jeżeli to się uda, można zmienić zakres pomiarowy multimetru na 200mA i wyregulować dokładniej prąd spoczynkowy, poprawiając regulację po ok. 15-20minutach, gdy wzmacniacz się rozgrzeje. Gdy prąd spoczynkowy jest stabilny, uruchamianie wzmacniacza można uznać za zakończone.
10. Ze względu na rozrzut wartości UGS mofetów może się okazać, że nie można od razu wyregulować właściwie prądu spoczynkowego (należy wtedy zmienić wartości R19 i R18). W przypadku gdy prąd spoczynkowy jest za wysoki i nie można ustawić niższego należy zwiększyć rezystancję (np. zamieniać potencjometr 1K na 2kohm). Gdy prąd spoczynkowy jest za niski należy zmniejszyć rezystancję (przykładowo jako R19 wstawić rezystor 2,2 lub 3,3kohm).

Wskazane jest użycie układów zabezpieczających (takich jak UniZab Irka) między wzmacniaczem, a głośnikami.



Autor wzmacniacza nie wyraża zgody na wykorzystywanie projektu w celach komercyjnych. Autor nie bierze odpowiedzialności za żadne szkody powstałe w wyniku eksploatacji lub uszkodzenia wzmacniacza.

irek
01.08.2013, 16:49
Jak chcesz to podeslij mi ta koncowke to ci zrobie prawdziwe pomiary bo te sa nic nie warte.

Spectralab zawsze wyswietla wynik pomiaru znieksztalcen IMD ale trzeba najpierw wlaczyc odpowiedni sygnal. Tu tego sygnalu nie widac wiec wynik IMD jest zupelnie nieaktualny. Reszta pomiarow THD tez bez sensu, nie mierzy sie na 3 czy 5khz bo harmoniczne wypadna poza pasmem akustycznym wiec bez sensu. No i aby porownac te pomiary do jakiegokolwiek innego wzmacniacz to trzeba mierzyc przy 1W a nie przy 50W.

borys
01.08.2013, 17:55
Bylo by super jak bys dal rade pomierzyc (ja niestety robie tym co mam).
Z powrotem musze polutowac ktoras plytke i podesle. Odeslac niestety trzeba bedzie za granice, bedzie ok ?

irek
03.08.2013, 00:27
Chyba az tak sie nie pali zeby angazowac w to wspolprace miedzynarodowa :) Ktos bedzie skladal to mi przy okazji podesle.

borys
03.08.2013, 09:47
Dzieki z gory. Fajnie by bylo zeby ktos sie profesjonalnie pomiarami zajal.