Amplificador HiFi 20w rms +-20v con transistores

[Juan Carlos Hernández Púa]

Aprovechando las vacaciones y las horas centrales del día que hace mucho calor y estoy en casa he realizado este montaje del Sinclair os cuento :
Mi compañero de despacho ( además de electrónico industrial soy abogado ) me dijo que montará algo para oír música en las horas de trabajo que pasamos allí.
Pensé en hacerlo a la vista pues él que es sólo de letras ni se imagina esto de la electrónica ( soy técnico de Telefónica, Movistar para Sur América desde 1988 y cuando le habló de telecomunicaciones me mira asombrado ) así que dicho y hecho.
Esta montado sobre dos maderas de parquet de de suelo, trafo de 2x15 v y dos pedazos de condensadores Trobo de 10000 microfaradios por rama, puente de 8 amperios y montaje de masas en estrella sobre una barra de cobre que une los dos electrolíticos.
El PCB de Joaquín Quercus10 ( gracias Joaquín ) finales TIP 3055 y lo ataco a pelo desde jack de 3,5 mm ( probado con dos tabletas, tres móviles y dos PC's ) de hecho como veis en las fotos ( disculpar la calidad pues estoy en el campo y uso la tableta de mi hija ) he anulado el potenciómetro de volumen pues actúo sobre el volumen de la fuente.
Al grano: suena FANTÁSTICO, no me lo esperaba en absoluto. Ni un ruido de fondo, potencia de sobra, graves brutales muy dinámico y nada fatigosa su escucha. Tengo dos baffles Sony de dos vías con woofer de 6,5 pulgadas oyendo House de Ibiza saltaban de la mesa !!!!!.
En fin recomiendo plenamente su elaboración.
Tras vacaciones a por el Fapesa de Crimson.
Un abrazo.

 

[Juan Carlos Hernández Púa]

No puedo dejar de comunicaros que tras probar profundamente éste equipo con unos buenos altavoces es FANTÁSTICO.
Un saludo.

 

[maxep]

hola, solo queria comentarles que despues de años, sigo disfrutando del hermoso sonido de este amplificador, hoy en dia con un par de klipsch refence, y audio en flac o alac. es excelente!, suena como si estubiera ahi escuchando en vivo.

 

[Juan Carlos Hernández Púa]

hola, solo queria comentarles que despues de años, sigo disfrutando del hermoso sonido de este amplificador, hoy en dia con un par de klipsch refence, y audio en flac o alac. es excelente!, suena como si estubiera ahi escuchando en vivo.

Hola Maxep, estoy totalmente de acuerdo contigo,es un circuito maravilloso que creo que no se ha generalizado en el Foro por esa tendencia a descartar los circuitos que no aspiran al megawatio.
Una consulta, ???? Que versión montaste ????. Yo monté la versión de Joaquín Quercus 10, que es el DaVinci de los PCB's pero por problemas de vista de cerca casi me quedo ciego, fue un esfuerzo titánico para mi realizar este montaje tan compacto, de hecho usé lupas de relojero para soldar, si bien tras ver el resultado final mereció la pena.
En fin, ????? Conoces alguna versión del circuito NO tan reducida ?????
Está siendo este circuito el reclamo de toda la gente que lo ve y lo escucha e igual me animo a montar otros para mis allegados pero NO puede ser tan reducido como el que realicé.
Enhorabuena, gracias y recibe un cordial saludo.

 

[Quercus]

Hola Maxep, estoy totalmente de acuerdo contigo,es un circuito maravilloso que creo que no se ha generalizado en el Foro por esa tendencia a descartar los circuitos que no aspiran al megawatio.
Una consulta, ???? Que versión montaste ????. Yo monté la versión de Joaquín Quercus 10, que es el DaVinci de los PCB's pero por problemas de vista de cerca casi me quedo ciego, fue un esfuerzo titánico para mi realizar este montaje tan compacto, de hecho usé lupas de relojero para soldar, si bien tras ver el resultado final mereció la pena.
En fin, ????? Conoces alguna versión del circuito NO tan reducida ?????
Está siendo este circuito el reclamo de toda la gente que lo ve y lo escucha e igual me animo a montar otros para mis allegados pero NO puede ser tan reducido como el que realicé.
Enhorabuena, gracias y recibe un cordial saludo.

Hola Juan Carlos, gracias por la comparación pero creo que te has pasado “algunos pueblos” por no decir “países enteros”.
Tengo ese “maldito virus” de querer compactar todo.
Hay una versión que hizo Cacho y que igual te viene bien. https://www.forosdeelectronica.com/posts/206068/

 

[maxep]

Hola Maxep, estoy totalmente de acuerdo contigo,es un circuito maravilloso que creo que no se ha generalizado en el Foro por esa tendencia a descartar los circuitos que no aspiran al megawatio.
Una consulta, ???? Que versión montaste ????. Yo monté la versión de Joaquín Quercus 10, que es el DaVinci de los PCB's pero por problemas de vista de cerca casi me quedo ciego, fue un esfuerzo titánico para mi realizar este montaje tan compacto, de hecho usé lupas de relojero para soldar, si bien tras ver el resultado final mereció la pena.
En fin, ????? Conoces alguna versión del circuito NO tan reducida ?????
Está siendo este circuito el reclamo de toda la gente que lo ve y lo escucha e igual me animo a montar otros para mis allegados pero NO puede ser tan reducido como el que realicé.
Enhorabuena, gracias y recibe un cordial saludo.

<hola, use la version de tecnideso. alimentado con trafo 15+15 v
de echo ahora ahora estoy armando otro par, ya que tengo los componentes.
consulta: puedo reemplazar los bc327 y bc337 , por 2n3906 y 2n3904?
Por otro lado me quedaron 2 bc107 y 2bc337, puedo usar los bc107 en reemplazo de los bc327?

 

[Juan Carlos Hernández Púa]

Que te lo confirmen otra persona además de mí, a la primera pregunta SI.
A la segunda pregunta creo que No.
Creo que los 2N39xx y BC 3xx son de mayor potencia que el BC107.
El BC107 estaría el la línea de los BC5xx de entrada.
En el transcurso de estos mensajes he montado otro Sinclair para realizar un experimento para un subwoofer; es el diseño de Joaquín Quercus 10 ( me agencié unas gafas Lupa pues de cerca me veo menos que un pene vendado ), trato de 2x18 v , o sea +/- 25 filtrados con 9.400 microfaradios, transistores previos BC 5xx, excitación BD1xx y un par final 2N3055 de ST, ni resistencias de emisor ni ajuste de vías, soldar y enchufar; pruebas sobre un woofer de coche de 6 pulgadas y 4 ohmnios (que no será el definitivo sino para probar) cuatro horas a toda mecha en el sótano de mi trabajo para no molestar y el sub !!! Se movía del suelo de los golpes !!!!.
Es increíble éste circuito, es plug and Play, se monta, se alimenta y a funcionar, ni ajustes,ni medidas de precaución al arranque ( bombilla es serie, menos tensión inicial al arranque....... ) Ni nada.
Cuando leo en otros hilos los problemas que tienen otro compañeros con sus circuitos ( MOSFET 50 w, el de 100 wat con TIP142, Tip 147, etc..... ) Me acuerdo de este Sinclair y sus bondades.
He montado con este 5 ( el de las fotos más arriba para mi despacho de abogados, otros dos que montó mi hermano para su casa y éste para un sub que estoy maquinando ) y en los 5 la experiencia ha sido excelente.
No requiere ninguna estabilización térmica de excitación, los transistores de la placa SIN disipador ni contacto térmico alguno con los finales, vaya solitos y al aire, he usado TIP 3055 y 2N3055, estos si bien refrigerados pero con un simple radiador bueno de aluminio, ni Cooler ni nada. Ni ajuste de ofsett, ni de vías, la resistencia que recomienda el esquema original y tampoco resistencias de emisor en los finales.
En estas condiciones, ni se embala ni oscila, ni hace Nada extraño, lo único que hace es funcionar FANTÁSTICAMENTE y proporcionar muchas horas de calidad y placer.
Un abrazo.



P.D.: Es más no llevan ni retardo de conexión, lo enchufas y pega un pequeño toc al arranque y como le pongo mucho filtrado para tener buenos graves ( que son fantásticos) al apagarlo está sonando unos 6 segundos mientas se descargan los condensadores, como en mi viejo Vieta dé cuando era joven.

 

[SKYFALL]

Hola Juan Carlos, gracias por la comparación pero creo que te has pasado “algunos pueblos” por no decir “países enteros”.
Tengo ese “maldito virus” de querer compactar todo.
Hay una versión que hizo Cacho y que igual te viene bien. https://www.forosdeelectronica.com/posts/206068/

Hola Quercus a mi me pasa igual tiendo a realizar los impresos lo mas compacto posible, pues se gana tanto espacio global como fibra de vidrio o baquelita, mas que todo me agrada verlo compacto y tan funcional como uno full size.

Un saludo.

 

[diegomj1973]

Este es mi humilde aporte respecto al esquemático del primer post de este thread: subo las curvas de distorsión vs. frecuencia para dos niveles de potencia de salida (a 1 y 20 W sobre 8 ohmios), como así también la respuesta en frecuencia a - 3 dB, el PSRR y el slew rate.

El slew rate del esquema original está en el orden de los 5,5 V / useg aprox., y se ve un tanto asimétrico, aunque es aceptable a los fines prácticos.

Como aporte personal, subo dos versiones adicionales:

Versión 2: minimiza en forma importante la distorsión respecto del esquema original por debajo de los 2 KHz a 1 W y por debajo de los 500 Hz a 20 W, todo sobre 8 ohmios. Aumenta el ancho de banda y baja la fci.

Versión 3: minimiza en forma importante la distorsión respecto de la versión 2 por encima de los 700 Hz a 1 W y por encima de los 2 KHz a 20 W, todo sobre 8 ohmios. Mejora el slew rate y se torna más simétrico que el del original (o lo que resulta lo mismo, de la versión 2, también).

THD vs. Frecuencia para dos niveles de potencia sobre 8 ohmios (1 y 20 W), para las tres versiones (original, versión 2 y versión 3):



Respuesta en frecuencia de esquema original y versión 2, todo sobre 8 ohmios:



PSRR de esquema original y versión 2, todo sobre 8 ohmios:



Como puede observarse, el PSRR no es alto (en absoluto), aunque ayuda el hecho que los consumos en reposo sean mínimos y esto no traduzca ruidos evidentes a la salida sin presencia de señal en la entrada del amplificador. Por ende, conviene mantener el bías un tanto bajo, por este tema y, principalmente, por motivos térmicos.

Slew rate de esquema original y versión 2, todo sobre 8 ohmios:



Vean cómo mejora el slew rate en la versión 3, sobre 8 ohmios:



Como puede observarse, el amplificador se torna más rápido y simétrico, lo cual es mejor.

Versión 2:



Versión 3:



Algo interesante a notar en el esquema original y en menor parte del espectro en el de la versión 2 es que la distorsión no se refleja menor conforme sea menor la potencia de salida, sino que sucede lo contrario a lo que normalmente debería suceder (principalmente, por encima de 1.5 KHz). En la versión 3, salvo aún en menores zonas del espectro (por encima de los 4.5 KHz), sucede exactamente al revés, como es de esperar. En la versión 3 hay una mejora en el offset de voltaje de salida.

Saludos

 

[Dr. Zoidberg]

Por qué pones un cap tan grande (4700u) para desacople de CC en la red de ganancia??
Has analizado que sucede si bajás la ganancia de lazo cerrado?

 

[diegomj1973]

El capacitor de 4700 uF resultó necesario para mantener la THD lo más plana posible hasta los 20 Hz aprox., habiendo fijado el de entrada en los 100 uF (el que también resulta grande). Probando con valores menores (2200 uF o menos), comenzaba a despegar la curva de THD en esa misma frecuencia. La idea fué tratar de mantener la misma constante de tiempo en la red de entrada que en la red en derivación de la realimentación. La inductancia propia puede llegar a jolestar (conjunción de las palabras jode y molestar, según un conocido docente que tuve) en alta frecuencia, lo que habría que contener parcialmente con algún otro capacitorcito en paralelo, de tipo acorde al rango alto del espectro.

Bajar la ganancia a lazo cerrado tendría impacto directo en mejorar la precisión con que se corrigen los errores en alta frecuencia, donde este amplificador se queda algo corto (para mi gusto). También mejoraría la relación señal a ruido, por involucrar resistencias de la red de realimentación más bajas (bajaría la de 39 K, al menos). Habría que ver cómo queda la estabilidad y si es necesario compensar adicionalmente. De seguro aumentaría el ancho de banda, ya que nos extendemos hacia arriba en frecuencia. También habría que ver cómo queda el offset, ya que no hay un efectivo sistema para asegurar la mejor simetría en el par de entrada, que lo contenga al mínimo. Todo esto no lo he analizado aún en el simulador.

Lo que no me gusta en absoluto es el PSRR: demasiado bajo, para mi gusto.

Una simple y económica forma de mejorar el PSRR, sería:



Vean que se mantuvo la resistencia de 18 K, como para poder reconexionarla a + Vcc y, de esta forma, aprovecharla sin agregar más que dos componentes adicionales. La mejora es de 25,8 dB en 100 Hz. Hay una merma en el ruido de Johnson, también.



Además, si se aplica la técnica de bootstrapping sobre la resistencia de 18 K (particionándola en dos) a través de un capacitor de 22 uF hacia - Vcc, se logra un aumento adicional del PSRR en 7,34 dB en los 100 Hz. Con esta reforma, el amplificador tendría que quedar bastaaante más claro en los espacios de poca estridencia, si el filtrado de alimentación no es muy generoso, mejorando la relación señal a ruido original en alrededor de los 33,14 dB aprox.



Saludos

 

[Juan Carlos Hernández Púa]

Gracias Diego.
"DaVinci" (y lo sabes.........;-) ) haznos un PCB bonito para estas mejoras por favor.
Un abrazo.

 

[diegomj1973]

Hay mejoras que pueden ser probadas sin hacer cambios en la placa original: el cambio de los condensadores de acople de entrada y el de derivación de la realimentación (versión 2), como así también todos los que se citan en la versión 3.

Para implementar los cambios de la versión 3, sugeriría ir mirando muy de cerca cómo se dé la respuesta impulsional de salida ante un escalón unitario en la entrada, ya que estamos jugando con la estabilidad del circuito. Lo que pueden hacer es reducir la resistencia de 2K2 a 1K5, sin quitar el capacitor original de 33 pF y, luego, ir bajando de valor progresivamente hasta el sugerido de 12 pF (de ser posible y si la onda cuadrada de salida sale sin sobreimpulsos visibles importantes).

La versión que requeriría una nueva placa para alojar esos 2 a 4 componentes mencionados (dependiendo si aplican o no bootstrapping a la ccs del par diferencial), sería la 4. Hay que notar que la implementación de la mejora del PSRR ha sido mostrada sobre el esquemático original, pero es posible hacerlo sin modificaciones sobre el esquemático de la versión 2 o 3, también.

Estaría muy bueno que quien implemente los cambios, informe las mediciones prácticas para contrastarlas contra las simulaciones e, incluso, comente brevemente sus impresiones subjetivas al escucharlo con las modificaciones.

Saludos

 

[Quercus]

Gracias Diego.
"DaVinci" (y lo sabes.........;-) ) haznos un PCB bonito para estas mejoras por favor.
Un abrazo.

Bueno… gracias nuevamente, para esto no hace falta que me tientes mucho, si el esquema me gusta… me apunto rápidamente…

Aunque ahora estoy bastante liado por “mandato de la señora de la casa” con el mobiliario del salón, buscaré algo de tiempo e intentare que así sea.

Pero antes, habría que probar como indica Diego, esas reformas/mejoras, para hacer algo casi definitivo (nunca lo es, por lo menos el diseño…) y no andar con muchas modificaciones después.

 

[Juan Carlos Hernández Púa]

Gracias Joaquín, tu mujer y la mía deben ser familia pues para mí siempre hay tareas esperando. De hecho me ha especializado en bolsa como los brókers : la bolsa de basura, la bolsa del supermercado............;-)
El problema lo encuentro en recolocar el capacitor de 4700 microfaradios en el PCB por su tamaño, de hecho en el diseño original es de 47 microfaradios y en tu diseño es de 220 y yo que los suelo comprar de más tensión de la recomendada por seguridad, ya me las veo mal para acoplarlo en un impreso tan reducido.
Un abrazo.

 

[Quercus]

Es de esperar los inconvenientes, este en concreto es bastante facil de solucionar, colocarlo por abajo, como solo es prueba.

 

[diegomj1973]

Debido a que las posibles mejoras por el solo cambio de condensadores se verifican en baja frecuencia, una medición empleando FFT podría indicar resultados bien visibles y concretos, si existen. Una frecuencia de prueba sugerida podría ser un tono senoidal de 35 Hz o menos, donde el esquema original arroja distorsiones próximas al 1 % (valor fácilmente verificable, aún con instrumentos poco precisos). Existen infinidad de programitas libres, para llevarlo adelante (de no disponer instrumental).

Si después de los cambios vemos que los contenidos espectrales por encima de la frecuencia fundamental se desploman, quiere decir que estamos por buen camino. Si el oscilador con el que generamos el tono puro de 35 Hz a la entrada es muy bueno, podríamos ver que el H2 a la salida del amplificador debería caer en aprox. unos 26 a 27 dB o más respecto del H2 del circuito original, luego de los cambios.

Existe una mejora que olvidé mencionar: cambia a mejor la envolvente de los impulsos amortiguados de baja frecuencia que podrían corresponderse a un golpe de bombo, por ejemplo.

Eso puede verificarse empleando uno de los tantos loops pregrabados de un programita como el Fruity Loops, por ejemplo, analizando alternadamente con osciloscopio la entrada y salida del amplificador.

La versión 4 lleva un poquitín más de trabajo verificar e instrumentación un poquito más precisa que los anteriores casos, pero todo es posible ya que la mejora no se va a extremos que sí es posible encontrar en otros diseños más sofisticados. "tecnicdeso" había sugerido una forma concreta de verificar el ripple, inyectando un tono de 15 KHz, procurando "apurar" al amplificador a pleno, de modo que quede visible y bien diferenciado el ripple de baja frecuencia, el que podríamos ver con un osciloscopio, analizando la salida y las líneas de alimentación, alternadamente. Se me ocurre que se ha sugerido inicialmente la fuente regulada, por disponer el diseño original poco rechazo al ripple de alimentación, entre otras cosas.

Saludos

 

[Dr. Zoidberg]

Fijate en esta web. Está muy buena y explica como hacer simulaciones en lazo abierto para relevar la curva de ganancia de los amplificadores, y otra parva de cosas mas. Usa el TINA de de Texas, pero la técnica vale para cualquier simulador, sobre todo en este caso con componentes discretos.
La posición de los polos y ceros y su movimiento es importante para analizar la estabilidad de los cambios que hagas.

 

[Juan Carlos Hernández Púa]

Como ya comenté en su día, para éste hobby sólo dispongo de un soldador y un polímetro.
En todo caso, antes de darle a mi sobrino el subwoofer que le he hecho con una etapa Sinclair y un altavoz de 8 pulgadas, cambié soldándolo por abajo, el condensador de 220 micros por el sugerido de 4700 micros (insisto, es lo único que podía hacer ante los nervios de un adolescente por disfrutar de un "cajón de golpes" ).
A simple oído, suena fantástico ( está cortado a 300 Hz ) pero haciendo justicia a la vedad, antes también sonaba así.
Entiendo que NO es científico hacer éstas pruebas a oído, pero NO puedo hacer más.
Un abrazo.

 

[diegomj1973]

¿Has cambiado también el capacitor de entrada?. Tené en cuenta que el que más impacto he visto en simulaciones tiene es ese mismo de 100 uF, ya que aplana sensiblemente los valores de distorsión hasta bastante arriba en frecuencia (digamos, hasta los 500 Hz, que resulta en una frecuencia más sensible para el oído). Solo el de 4700 uF tiene implicancias en la linealidad de esa curva en los primeros tramos de frecuencia (por debajo de los 50 Hz).

Probá y fijate, si ha quedado eso por hacer.

¿No tenés forma de bajarte el Daqarta?. Es totalmente funcional y gratuito por un período trial, pero podés extenderlo, si lo necesitás nuevamente después de ese período de prueba, volviéndolo a instalar (ya que parece no dejar huella de instalaciones previas que impidan volverlo a disfrutar). Te transforma tu PC en un completo laboratorio de mediciones . Solo debés contar con una simple placa de sonido. Tendrías osciloscopio, oscilador múltiple y totalmente configurable a necesidad, FFT, medidor TRUE RMS, frecuencímetro, medidor de distorsión, etc., etc., etc. El único cuidado necesario es armarse de un atenuador (que lo hacés en 10 minutos) para proteger convenientemente la entrada de la placa de sonido, si necesitás medir voltajes importantes.

Un abrazo