Realmente Um Simples Amplificador De Potencia

Vara Elliott - ESP (projeto de original do semi)


"projeto de original do semi" - Que supõe para sovina?  Poço, muitos anos atrás, havido um circuito em um revista do amplificador (Eu não lembro qual se, exceto Eu o pensar ser uma edição DOS EUA). Este amp estava chamado "El-Cheapo", e usado um abastecimento de força único e capacitor uniu o orador. Eu não recordo o circuito exato detalhes poço, mas era um amp muito simples, e simetria de complementar do quase acostumado à produção pôr em cena. Nota o realmente sorrateiro caminho o amp do motorista de classe um carga do colecionador é o bootstrapped !

Para isso jovem do que Eu quem ter o não idéia que Eu estou falando sobre, complementar-do-quase simetria ser um esquema usou nos dias quando PNP poder transistores ser caro e inútil. Se você quis tipo qualquer de voltagem e corrente avaliação, você teve para estratagema DE NPN do uso. O palco da produção de complementar do quase usou um (discrete) darlington ao lado positivo, e um par complementar ao negativo (i.e. um PNP motorista uniu para um transistor do poder de NPN).

Figura 1 mostra que o circuito como Eu o lembra (com re-calculou dos valores componente - Eu tenho não idéia que eles usaram para ser, exceto mostrou dever foi fim bonito), e foi um amp barato em comparação com o mais oferendas do dia. Isto também conseguiu o som respeitável - outra vez por comparação - e Eu e muitos de meus amigos do dia construímos este amps com desenfreamento - amps do violão, hi-fi, você o nomeia, El-Cheapo Estar Em aí!

Nota que o transistor digita é "moderno" equivalentes - Eu não posso lembrar que os originais foram, mas eles estão quase certamente obsoleto. É também provávelmente sobre reflexão R6 foi provavelmente próximo para 4k7, desde o orador fornece o DC voltagem volta ao circuito do bootstrap, e é somente 6 Ohms ou assim resistência DE DC.

Outro mudar ser o capacitor do engate do orador - Eu fazer lembro aquilo 1000uF sido (Para um -3dB de 20Hz e um 8 Ohm carrega). Está demais pequeno, e o 2200uF mostrei está realmente marginal. 4700uF será melhorado, ou ainda mais - mas ir derrotar o propósito, desde o amp ir não comprido ser barato. Além Disso, isto ainda ter um único abastecer, e amps tal não está bem considerado por alguém estes dias.

1 Do Figura
1 Do Figura - Meu Lembrou Versão do El-Cheapo

Sido os dias quando o 2N3055 era o transistor do poder preeminente (NPN De direção), e houve o não vagamente PNP equivalente estratagemas para menos do que acerca de 5 cronometra o preço, e isto par estado altamente inferior. Como um resultado, a produção de COMPLEMENTAR Do Quase foi muito comum, até estratagema do poder DE PNP decentes viraram mais facilmente disponível. Imediatamente, apenas acerca de todo o mundo começou de usar NPN e darlington DE PNP uniram os estratagemas aos palcos da produção - o engraçado parte o ser isto costas no 1970 do mid demonstrado o sido o cheio darlington conexão realmente sons pior do que palcos de COMPLEMENTAR Do Quase. Não progredir uma coisa maravilhosa?

Foi com algum (muito, realmente) surpreenda aqueles muitos anos mais tarde Eu vi o circuito diagrama para um poço conhecido Amp de alta fidelidade Britânico, e foi praticamente idêntico ao El-Cheapo do original - sido poço depois de todos os outros - me incluindo - estava projetando amps com um par de Muito Tempo SEGUIU BEM DE PERTO à entrada palco.

Assim, Eu cheguei para de pensar acerca disto (como Eu tenho feito muitas vezes, exceto isto nunca fui em qualquer lugar), desde a entrada palco do El-Cheapo ser não assunto à fase problemas do comprido par seguido bem de perto, e amps com este entrada pôr em cena tender a estar inerentemente estábulo. Eles fazer têm um problema com DC o offset (qual ser não um problema com capacitor uniu os oradores), mas pode ser resolvido com um circuito do servo DE DC usado um opamp, ou um offset do preconceito simples pode ser acostumado.

Como mostrei, o lucro para freqüências do áudio é 31 (30dB), qual quer dizer uma entrada sensibilidade de 700mV para uma produção de 60W (perto suficiente para 0dBm). Este restos inalterado ao séquito das variações.


Um Exame Teórico De Melhoras
Nota que este artigo é, por enquanto, um "Estudo teórico", nisso o amp descreveu ter fui simulou mas não construí. O palco da produção está completamente convencional, usando a configuração do par complementar que está agora o padrão para todos projetistas que já leu qualquer coisa por Doug Pessoa, Matti Otala, John Linsley Capuz, eu mesmo ou uma miríade de outros que tudo tem denunciado o darlington como uma produção inferiora pôr em cena em todo respeito significativo.

2 Do Figura mostra o circuito do amp em forma básico, permanecendo com justiça verdadeiro ao original conceito excetua ao abastecimento de força dual, orador de dirija Unido e um servo do preconceito permitido reduz o valor emitter resistors ao palco da produção. Um DC compensa controlar ser mandatário aqui, e o LED está usado como um referência ao offset da voltagem estável a voltagem. Com um abastecimento de força sólido (isso tal como descreveu ao 60W o poder Amp), este amp está perfeitamente susceptível de 60 para 70W para 8 Ohms. Transistores da produção Adicionais podem ser conectados em paralela para levar em conta o 4 Ohm cargas, onde 100W dever está facilmente alcançado.

2 Do Figura
2 Do Figura - O El-Cheapo

O motorista de classe um está perfeitamente normal, mas lata é melhorou por de usar um bootstrapped buffer transistor, e o uso de uma corrente afunda carga ao motorista de classe um melhorará ganhar e linearity. Como mostrei, o carga do motorista de classe um está ainda um circuito do bootstrap. Com um suficientemente grande capacitor para levar em conta os freqüências baixos, bom linearity está obtido, com a corrente do motorista permanecendo eficazmente constante ao balanço cheio do amp.

Até sem o buffer no amp de classe um pôr em cena, uma simulação (deevidentemente usar "ideal" transistores) da entrada e classe-um palco exibições um lucro de acerca de 100dB, ou 100,000 com uma corrente afunda de 100k Ohms. Está aproximadamente que pode ser esperado do circuito devido aos perdas na produção do bootstrap o palco.

Um útil aumento em lucro maio é alcançado por de aumentar a corrente vasculha o Q1, por de reduzir o valor de R4. Há um problema com isto no entanto, desde a voltagem no outro lado de R5 vira excessivo, criando a entrada DC voltagem nas bases de Q1. Uma lata reduz o valor de R5 exceto então o capacitance necessário de C4 vira demais alto para ser sensato porque R12 deve é reduzido ao lucro do áudio mesmo.


Melhoras Adicionais
3 Do Figura mostra todos os melhoras adicionais momento possível ainda retido a entrada palco, e uma simulação o indica o lucro de laço aberto disto que configuração é 150dB acabado laço aberto - está provávelmente para ser um tanto otimista, mas um indicador da uma lata do lucro disponível do bem alcançar sem os espelhos atuais e outro accoutrements geralmente achou em circuitos da entrada típicos. Com um lucro como alta como isto, há feedback suficiente para alguém - sem de chegar mais complexo.

O capacitor da entrada está mudado para um poliéster e com 1uF ter um baixo -3dB freqüência de 7Hz. Este maio ser fiz grande se teus oradores podem ir reduzir do que aquilo. Se coisa você não pode fazer com isto palco da entrada é par direto de um preamp. A voltagem nas bases de Q1 será acerca de 1.3V para 0 Volts na produção do orador. Se a entrada estava mantida em terra, então aí será -1.3V no outro lado dos oradores - está geralmente considerando para ser um idéia mau. É 200mW único por um 8 Ohm carga, mas dever é evitado.

Falante de feedback - porque o entrada palco criar um inerentemente estável amp, há não razão para esperar aquele TIM será um problema, desde feedback está simplesmente aplicando ao emitter do amp da entrada, e pequeno ou nenhuma "compensação" do freqüência está precisado. É um área onde que um experimentation está precisado, e isto poder ser necessário para conectar um valor baixo (47pF ?) capacitor no meio de colecionador e bases de Q2 - isto não precisa no original, mas esta configuração enormemente mais ganhou e hoje transistores ser um rápido do acordo ótimo.

3 Do Figura
3 Do Figura - O El-Cheapo

Eu tendo a como 2 Do Figura, desde isto recursos para meu KIS aproximam todo eletrônico das coisas do favorável a, momento ainda mantido um favorável a do attitide sensato fornecido feedback suficiente e outros técnicas para minimise deformação. Tendo disse aquilo, 3 Do Figura está provavelmente ir é o melhor total do amp, desde terá melhor linearity antes de feedback é aplicado.

A vontade do leitor astuta realise por agora esse motorista de Classe um inteiro e liberar os circuitos é praticamente idêntico para muitos do um achado na Rede da lata dos projetos do amp de alta Termina e em (etc) dos revistas. O pedaço único perdendo ser o comprido palco da entrada do par seguido bem de perto, e seu corrente fonte no rabo, e a corrente reflete nos circuitos do colecionador. Oh, e o "moleiro" mandatário capacitor para resposta do freqüência do limite para estabilidade e todos os outros uns achados das coisas em circuitos da entrada. Na Verdade, é quase certo isso um pequeno boné do valor será de benefício para assegurar estabilidade com cargas difíceis.

Em tantos caixas. o parecer o amp circuitos se vê ter fui destinado à única razão para usar mais peças do que outro qualquer no planeta, e o próximo se você vê está até o pior.


Construção Insunua
Agrade A: leve em o consideração é todos circuitos teóricos - os projetos são o som e está simulado, mas eles não tem sido construídos neste palco. Eu ter não razão para suspeito esse projetos como mostrei não trabalhará perfeitamente - ou como perfeitamente como eles trabalhará - mas Eu não ser feliz sem de fornecer esta advertência.

Construção de qualquer deste variações são Crítico-do-não, dentro dos pulos de amplificador construídos pelo menos do normalidade, e não será discutido em detalhe qualquer. Eu vontade, no entanto, faça as observações seguintes ... Eu ir recomendar que aquele 1 Do Figura ser evitado. Uso de um capacitor na produção do orador do electrolytic uma boa coisa não o ser, e medidas fizeram por Doug Pessoa exibição baixo deformação do freqüência está gerada por eletros (embora o mecanismo real que cria a deformação é pouco evidente). Naturalmente, este circuito (Absolutamente) não pode ser O DC unido - mas Eu sei com certeza que Que Eu não posso ouvir O DC, meus oradores não o reproduzirão, DC não será registrado e nenhum instrumento musical o criará - assim por que dever Eu preocupe-se? O servo do preconceito (2 Do Figo, Q3 ou 3 Do Figo, Q4) está projetado para permitir ajuste suficiente da voltagem no meio das bases do motorista transistores para permitir preconceito exato configuração - este transistor não é montado no heatsink, a menos que os motoristas estão também montando aí (qual eu não recomendo). Quiescent (não-Carrega) corrente dever é acerca de 100mA, medido no outro lado do 0.1 Ohm resistors do emitter - dará um leitura de 10mV em um multimeter. O VR2 do trimpot está usado para estabelecer o DC voltagem na produção para 0 Volts (+/- 50mV). Dever é o conjunto finalmente depois que o amp tem tido tempo para stabilise, qual requererá pelo menos 30 minutos de operação. Assegure aquilo há heatsinking suficiente aos transistores do poder para evitar temperatura excessivo sobe. Eu tendo a preferir um heatsink qual ser demais grande em vez do outro caminho 'círculo, e qualquer coisa melhora do que acerca de 1°C / Watt dever é o bem - se um pouco no grande e lado caro. Este ir ser o mesmo para amplificador qualquer você constrói, apesar de complexidade para uma produção dada alimenta. Com este amp quiescent poder é menos do que 10W (baseou em uma corrente de 100mA, e já que a voltagem do abastecimento de força estará mais alto do que o 35V nominal), e na pior das hipóteses caixa dissipation ir alcance um máximo de acerca de 75 Watts. É raro - exceto possível - para amps para correr em sua piora caixa dissipation durante normalidade usa, mas dever é accounted para. Com um heatsink de 1°C/W, estes meios que o maio dos transistores alcança um temperatura de 100°C ou mais, qual reduzirá seu expectativa de vida consideravelmente. Com heatsinks, tamanho fazer importa.


O É Todo O Valor Isto?
O pergunta grande é - faz este melhor do som do palco da entrada, o pior ou o mesmo como as mais versões complexas? As considerações financeiras são insignificante, desde nós estamos somente falando sobre uns 50 Centavos poucos transistor e um resistors barato par, mas se o final resultado o é estes sons da configuração o mesmo (ou até melhorar), então aí parecer para be não ponto em de fazer entrada pôr em cena mais complexo.

Promova, Eu ainda estou para ser o convencido um amp com dual do poder muito tempo seguiu bem de perto os pares, motoristas de classe um da imagem de espelha do cascode, abundante corrente reflete, completamente DC uniu e 37 compensação e evitar o capacitors espalhou por todo o circuito som qualquer melhor do que o amp descreveu em 03 em minhas páginas do projeto Do Projeto. Eu poder estar errado ( aconteceu uma vez), mas Eu fazer creio aquilo que um bom projeto simples está apenas como capaz, e maio par som melhor do que um qual ter ser sobre-projetou para tal um extensão quanto a ser (a mim, de qualquer modo) completamente extravagante.

Se fazer não (som melhora, é), então se deve perguntar se o melhora é todo o esforço extra válido (e custo). Aí ter que ser um limite em algum lugar, e muitos de nos não pode justificar 20 produções transistores cada um em 4 100W do monoblock sistemas de classe um (bi-amped, naturalmente) quando os oradores, acústica do quarto e técnicas da gravação simplesmente não venha fim par ao padrão de um passably poder decente amplificador. Além Disso, quem quer um 2kW aquecedor no escutar quarto no meio de verão de qualquer modo.

O ponto de todo deste o ser Eu fazer não o crer o perceber diferenças em amplificadores é como ótimo como a imaginação do ouvinte.