Este amplificador que les traigo está en su etapa experimental. Lo he concebido inicialmente desde objetivos muy simples:
1) Que su salida pueda operar desde muy bajas polarizaciones hasta enteramente en clase A.
2) Que empleé fuente simétrica.
3) Que contenga la menor cantidad de condensadores en el paso de la señal. De ser posible, solo uno (el de entrada, para transformar al amplificador de uso universal).
4) Que su salida pueda operar puramente en single ended ó push pull ó alguna situación intermedia a elección. Para este punto, sería interesante contar con un potenciómetro en el frontal del amplificador, que permita ajustar a voluntad el perfil del espectro de distorsión que más nos agrade.
5) Que contenga la menor cantidad de etapas para lograr los objetivos anteriores y que esa mínima cantidad permita lograr parámetros de calidad comparables a los de los amplificadores que lo logran separando las funciones en una mayor cantidad de etapas.
6) Que su salida contenga transistores de la misma polaridad, tanto hacia un rail como hacia el otro, de modo que permita obtener la mayor simetría de funcionamiento en operación en push pull. De esta forma, nos aseguramos de cancelar más eficazmente los H2 mayoritariamente generados por la etapa de entrada y que el residuo de distorsión resultante operando la salida en push pull sea extremadamente bajo (siempre que se haga un excelente apareamiento de los transistores de salida).
Si bien el esquema que he concebido y simulado es algo más complejo que el que se ha probado tal cual van a ver en los videos, el mismo me ha servido para sacar mis primeras impresiones y conclusiones:
No se han incorporado dos resistencias (una para cada source de los mosfets de salida, de 0,15 ohmios x 10 W cada una) y se ha probado polarizando la base del transistor de entrada a través de un simple trimpot de 50 K, obviando para la prueba el modo que tengo pensado implementar para la compensación del offset del voltaje de salida con la variación de la temperatura.
La prueba que pueden ver se ha hecho a 4 ohmios, aunque el amplificador está pensado para operar hasta una impedancia mínima de 2 ohmios.
La potencia máxima de la prueba ha sido de hasta 7,76 W RMS, aunque puede dar hasta 20 W sobre 2 ohmios, alcanzándose este último nivel con una distorsión de 0,016 % a 1 KHz. Para rangos menores a los 20 W, la distorsión podría estar en torno de los 0,003 % o, incluso, menos.
Si bien para esta primera prueba eran necesarios solo un poco menos de 1 A de bías, se polarizó a algo como 1,3 A (simplemente, por garantizar márgenes de seguridad para operación en clase A en todo el rango). La prueba fue operando en push pull.
Cuando me junte con más tiempo, subo gráficas de simulación, para que vean lo excelentemente bien que puede desempeñarse.
Como dato que me sorprende es que no he visto en ningún libro de consulta ni en internet un esquema similar a este mismo desarrollado enteramente por mí.
La primera impresión subjetiva que puedo decirles es: T O T A L M E N T E
I M P R E S I O N A N T E
.
Si el cursor del trimpot de 500 ohmios está totalmente desplazado hacia el colector del BC550C, opera en single ended: el mosfet IRFP150N en la parte superior del esquema opera como fuente de corriente constante.
Si el cursor del trimpot de 500 ohmios está casi a mitad de recorrido, tenemos la condición de la menor THD. Este punto habría que buscarlo con la ayuda de Daqarta y un oscilador de buena calidad, analizando simultáneamente la composición espectral tanto del oscilador como de la salida del amplificador. Otra forma de buscarlo es dotar al esquema mostrado de las resistencias de source mencionadas, midiendo voltaje alterno de baja frecuencia sobre esas mismas resistencias, al inyectar un tono puro de entre 20 a 50 Hz (cuando los voltajes se igualan, se encuentra la simetría de operación en baja frecuencia, al menos).
El bías de diseño es de 2 A, para operación en push pull bajo 2 ohmios como mínima carga, señal de entrada de hasta 2 V RMS y potencia de salida de hasta 15,52 W RMS en clase A pura. Desde los 15,52 W RMS hasta los 20 W RMS aprox. es bajo transición a otra modalidad de operación.
Los dos transistores de señal bipolares operan como amplificador diferencial vertical y como splitter de fase, simultáneamente. Algo muy raro de ver en esquemas tradicionales.
Las siglas del amplificador corresponden a mis iniciales.
Vean qué arroja a 1 W sobre 8 ohmios:
Solo 0,0004 % de THD a 1 KHz !!!
Vean su bajísima IMD a 1 KHz inyectando dos señales de 19 KHz y 20 KHz:
Ver el archivo adjunto 155643
Los esquemas asociados a la entrada de señal que muestro a continuación, son los que he analizado hasta el momento como para compensar el offset del voltaje de salida con la variación de temperatura y como para compensar contra alguna variación de voltaje de alimentación (este último, en caso de no emplear voltaje de alimentación estabilizado):
En este último esquema, la resistencia podría estar en el orden de los 150 a 180 K (sujeto a pruebas aún). Si bien esta resistencia podría levantar el nivel de ruido de Johnson en una zona muy sensible del amplificador, por otro lado permitiría levantar la impedancia de entrada entre 6 a 8 veces respecto de la de la prueba en los videos mostrados.
Saludos
1) Que su salida pueda operar desde muy bajas polarizaciones hasta enteramente en clase A.
2) Que empleé fuente simétrica.
3) Que contenga la menor cantidad de condensadores en el paso de la señal. De ser posible, solo uno (el de entrada, para transformar al amplificador de uso universal).
4) Que su salida pueda operar puramente en single ended ó push pull ó alguna situación intermedia a elección. Para este punto, sería interesante contar con un potenciómetro en el frontal del amplificador, que permita ajustar a voluntad el perfil del espectro de distorsión que más nos agrade.
5) Que contenga la menor cantidad de etapas para lograr los objetivos anteriores y que esa mínima cantidad permita lograr parámetros de calidad comparables a los de los amplificadores que lo logran separando las funciones en una mayor cantidad de etapas.
6) Que su salida contenga transistores de la misma polaridad, tanto hacia un rail como hacia el otro, de modo que permita obtener la mayor simetría de funcionamiento en operación en push pull. De esta forma, nos aseguramos de cancelar más eficazmente los H2 mayoritariamente generados por la etapa de entrada y que el residuo de distorsión resultante operando la salida en push pull sea extremadamente bajo (siempre que se haga un excelente apareamiento de los transistores de salida).
Si bien el esquema que he concebido y simulado es algo más complejo que el que se ha probado tal cual van a ver en los videos, el mismo me ha servido para sacar mis primeras impresiones y conclusiones:
No se han incorporado dos resistencias (una para cada source de los mosfets de salida, de 0,15 ohmios x 10 W cada una) y se ha probado polarizando la base del transistor de entrada a través de un simple trimpot de 50 K, obviando para la prueba el modo que tengo pensado implementar para la compensación del offset del voltaje de salida con la variación de la temperatura.
La prueba que pueden ver se ha hecho a 4 ohmios, aunque el amplificador está pensado para operar hasta una impedancia mínima de 2 ohmios.
La potencia máxima de la prueba ha sido de hasta 7,76 W RMS, aunque puede dar hasta 20 W sobre 2 ohmios, alcanzándose este último nivel con una distorsión de 0,016 % a 1 KHz. Para rangos menores a los 20 W, la distorsión podría estar en torno de los 0,003 % o, incluso, menos.
Si bien para esta primera prueba eran necesarios solo un poco menos de 1 A de bías, se polarizó a algo como 1,3 A (simplemente, por garantizar márgenes de seguridad para operación en clase A en todo el rango). La prueba fue operando en push pull.
Cuando me junte con más tiempo, subo gráficas de simulación, para que vean lo excelentemente bien que puede desempeñarse.
Como dato que me sorprende es que no he visto en ningún libro de consulta ni en internet un esquema similar a este mismo desarrollado enteramente por mí.
La primera impresión subjetiva que puedo decirles es: T O T A L M E N T E
I M P R E S I O N A N T E
.Si el cursor del trimpot de 500 ohmios está totalmente desplazado hacia el colector del BC550C, opera en single ended: el mosfet IRFP150N en la parte superior del esquema opera como fuente de corriente constante.
Si el cursor del trimpot de 500 ohmios está casi a mitad de recorrido, tenemos la condición de la menor THD. Este punto habría que buscarlo con la ayuda de Daqarta y un oscilador de buena calidad, analizando simultáneamente la composición espectral tanto del oscilador como de la salida del amplificador. Otra forma de buscarlo es dotar al esquema mostrado de las resistencias de source mencionadas, midiendo voltaje alterno de baja frecuencia sobre esas mismas resistencias, al inyectar un tono puro de entre 20 a 50 Hz (cuando los voltajes se igualan, se encuentra la simetría de operación en baja frecuencia, al menos).
El bías de diseño es de 2 A, para operación en push pull bajo 2 ohmios como mínima carga, señal de entrada de hasta 2 V RMS y potencia de salida de hasta 15,52 W RMS en clase A pura. Desde los 15,52 W RMS hasta los 20 W RMS aprox. es bajo transición a otra modalidad de operación.
Los dos transistores de señal bipolares operan como amplificador diferencial vertical y como splitter de fase, simultáneamente. Algo muy raro de ver en esquemas tradicionales.
Las siglas del amplificador corresponden a mis iniciales.
Vean qué arroja a 1 W sobre 8 ohmios
:Solo 0,0004 % de THD a 1 KHz !!!
Vean su bajísima IMD a 1 KHz inyectando dos señales de 19 KHz y 20 KHz
:Ver el archivo adjunto 155643
Los esquemas asociados a la entrada de señal que muestro a continuación, son los que he analizado hasta el momento como para compensar el offset del voltaje de salida con la variación de temperatura y como para compensar contra alguna variación de voltaje de alimentación (este último, en caso de no emplear voltaje de alimentación estabilizado):
En este último esquema, la resistencia podría estar en el orden de los 150 a 180 K (sujeto a pruebas aún). Si bien esta resistencia podría levantar el nivel de ruido de Johnson en una zona muy sensible del amplificador, por otro lado permitiría levantar la impedancia de entrada entre 6 a 8 veces respecto de la de la prueba en los videos mostrados.
Saludos
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