Dr. Zoidberg
Well-known-Papá Pitufo
Resulta que hace unos días bajé la ultima versión del KiCad disponible para actualizar la que uso que es del 2008 y como no tenía en que probarlo (ni quería arriesgarme a dañar algunos de los desarrollos que ya tengo "en firme") se me ocurrió diseñar el PCB para un ampli para auriculares.
La verdad que no sabía por cual empezar, pero recordé haber visto uno MUY BUENO en el libro de D. Self "Small Signal Audio Design", así que lo busqué, lo simulé (les adjunto el archivo de Simetrix) y andaba taaan bien que decidí hacer un PCB para ese y ver que tal va. La idea de este amplificador es usarlo en un preamplificador estéreo bastante sofisticado que estoy diseñado y que requiere una salida de auriculares de muy alta calidad.
Por desgracia no tengo un sistema Audio Precision para ensayar el amplificador (ni el dinero para gastarlo en eso
) así que fuí con las simulaciones nomás, pero los resultados son TAN BUENOS que decidí usarlo. El diseño original de D. Self usa como transistores de potencia los BC184 y los BC214... bastante complicados de conseguirlos por acá, pero los reemplacé con los BC327 y BC337 que se pueden comprar hasta en la verdulería a un precio muy bajo. Yo conseguí las versiones -25 de estos transistores que aseguran un hfe entre 160 y 400... y los que compré tienen todos entre 310 y 330 , así que además están apareados . Es importante usar transistores de alta ganancia como estos para obtener la mínima distorsión posible, y yo obtuve (en simulación) los siguientes valores excitando una carga de 32Ω con una tensión de 2.5Vpp:
1kHz 0.00036%
10kHz 0.0037%
20kHz 0.0071%
bastaaante bien, no? No hay que ser taaan optimistas, pero es seguro una THD inferior al 0.005% en la banda de los medios donde la sensibilidad del oído es máxima...y con esto el ampli debería ser "transparente".
Cuando vean el esquema les va a resultar conocido, por que es una "mezcla" del P113 de ESP (en realidad es mas complejo que el P113 para reducir la THD al máximo) y salidas con transistores en paralelo como los amplis de mucha potencia... pero claro, muchisimo mas pequeños.
El circuito terminé de montarlo hace un par de horas pero estoy esperando que mi hijo me devuelva los auriculares para ensayarlo. Esta es la foto de lo que vá quedando:
Acá no usé resistencia metal-film por que no tenía de todos los valores y tampoco tenía ganas de ir a comprarlas, así que hubo que ir al "depósito".
Este ampli tiene algunas cosas muy buenas, como el capacitor de acople de salida aún cuando la alimentación es de doble polaridad, por que ese cap me asegura que si vuela algo en el ampli la tensión de CC no se lleve los auriculares a mejor vida. Lo único que no me gusta mucho es que tiene una ganancia de 5.7 que me parece un poco "alta" pero como no sé que niveles voy a manejar e esa parte del preamplificador, mejor la dejo así y la bajo un poco si fuera necesario mas adelante...
La alimentación del ampli no tiene nada raro, es solo un fuente de +12/-12 ó +15/-15, y puede ser una fuente sin regulación. Sin embargo para obtener la mejor performance les recomiendo una fuente regulada como la del usuario cejas99 aunque van a tener que agregarle unos disipadores a los reguladores.
Cuando lo pruebe les cuento que tal anduvo, pero no espero nada raro
EDITO:
Recién estuve analizando el ampli con el osciloscopio (el digital) y el funcionamiento es impecable. La única forma que tengo de medir THD es usando la FFT, y en esta caso la distorsión se pierde en el piso de ruido del generador de funciones, así que es inferior (muy inferior) al 0.07% que es hasta donde yo puedo determinar. La medición se hizo entre 200Hz y 2kHz y va tal como predice la simulación, así que no hay razón para suponer nada malo de este ampli en frecuencias superiores aparte del aumento del THD por la caída de ganancia de lazo abierto de los AO. Una prueba rápida a 10kHz muestra la aparición de un "piquito" de la segunda armónica que apenas asoma del piso de ruido... pero ya sabíamos que eso iba a pasar
PD: El KiCad nuevo tiene algunos problemas con la impresión (usar impresoras) y los PDF que crea de los PCB no son buenos (es más, a mi me hace cualquier cosa con el PDFCreator que uso), pero si se usa la opción de plotear a un archivo postcript, la calidad es alucinante... solo que hay que convertirlo a PDF... pero por ahora se hace sin problemas y sin gasto en el sitio www.ps2pdf.com
NOTA DE RESPONSABILIDAD (por si acaso)
Como de costumbre, autorizo el uso de ese diseño para lo que se les antoje, en forma privada o para comercializarlo, con las siguientes restricciones:
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La verdad que no sabía por cual empezar, pero recordé haber visto uno MUY BUENO en el libro de D. Self "Small Signal Audio Design", así que lo busqué, lo simulé (les adjunto el archivo de Simetrix) y andaba taaan bien que decidí hacer un PCB para ese y ver que tal va. La idea de este amplificador es usarlo en un preamplificador estéreo bastante sofisticado que estoy diseñado y que requiere una salida de auriculares de muy alta calidad.
Por desgracia no tengo un sistema Audio Precision para ensayar el amplificador (ni el dinero para gastarlo en eso
) así que fuí con las simulaciones nomás, pero los resultados son TAN BUENOS que decidí usarlo. El diseño original de D. Self usa como transistores de potencia los BC184 y los BC214... bastante complicados de conseguirlos por acá, pero los reemplacé con los BC327 y BC337 que se pueden comprar hasta en la verdulería a un precio muy bajo. Yo conseguí las versiones -25 de estos transistores que aseguran un hfe entre 160 y 400... y los que compré tienen todos entre 310 y 330 , así que además están apareados . Es importante usar transistores de alta ganancia como estos para obtener la mínima distorsión posible, y yo obtuve (en simulación) los siguientes valores excitando una carga de 32Ω con una tensión de 2.5Vpp:10kHz 0.0037%
20kHz 0.0071%
bastaaante bien, no? No hay que ser taaan optimistas
, pero es seguro una THD inferior al 0.005% en la banda de los medios donde la sensibilidad del oído es máxima...y con esto el ampli debería ser "transparente".Cuando vean el esquema les va a resultar conocido, por que es una "mezcla" del P113 de ESP (en realidad es mas complejo que el P113 para reducir la THD al máximo) y salidas con transistores en paralelo como los amplis de mucha potencia... pero claro, muchisimo mas pequeños
.El circuito terminé de montarlo hace un par de horas pero estoy esperando que mi hijo me devuelva los auriculares para ensayarlo. Esta es la foto de lo que vá quedando:
Acá no usé resistencia metal-film por que no tenía de todos los valores y tampoco tenía ganas de ir a comprarlas, así que hubo que ir al "depósito".
Este ampli tiene algunas cosas muy buenas, como el capacitor de acople de salida aún cuando la alimentación es de doble polaridad, por que ese cap me asegura que si vuela algo en el ampli la tensión de CC no se lleve los auriculares a mejor vida. Lo único que no me gusta mucho es que tiene una ganancia de 5.7 que me parece un poco "alta" pero como no sé que niveles voy a manejar e esa parte del preamplificador, mejor la dejo así y la bajo un poco si fuera necesario mas adelante...
La alimentación del ampli no tiene nada raro, es solo un fuente de +12/-12 ó +15/-15, y puede ser una fuente sin regulación. Sin embargo para obtener la mejor performance les recomiendo una fuente regulada como la del usuario cejas99 aunque van a tener que agregarle unos disipadores a los reguladores.
Cuando lo pruebe les cuento que tal anduvo, pero no espero nada raro
EDITO:
Recién estuve analizando el ampli con el osciloscopio (el digital
) y el funcionamiento es impecable. La única forma que tengo de medir THD es usando la FFT, y en esta caso la distorsión se pierde en el piso de ruido del generador de funciones, así que es inferior (muy inferior) al 0.07% que es hasta donde yo puedo determinar. La medición se hizo entre 200Hz y 2kHz y va tal como predice la simulación, así que no hay razón para suponer nada malo de este ampli en frecuencias superiores aparte del aumento del THD por la caída de ganancia de lazo abierto de los AO. Una prueba rápida a 10kHz muestra la aparición de un "piquito" de la segunda armónica que apenas asoma del piso de ruido... pero ya sabíamos que eso iba a pasar PD: El KiCad nuevo tiene algunos problemas con la impresión (usar impresoras) y los PDF que crea de los PCB no son buenos (es más, a mi me hace cualquier cosa con el PDFCreator que uso), pero si se usa la opción de plotear a un archivo postcript, la calidad es alucinante... solo que hay que convertirlo a PDF
... pero por ahora se hace sin problemas y sin gasto en el sitio www.ps2pdf.comNOTA DE RESPONSABILIDAD (por si acaso)
Como de costumbre, autorizo el uso de ese diseño para lo que se les antoje, en forma privada o para comercializarlo, con las siguientes restricciones:
- No pueden decir que lo inventaron ustedes y deben dar crédito a Douglas Self por el diseño electrónico y a mí por el PCB.
- No pueden borrar mi nick del PCB (pero si necesitan quitarlo, estoy dispuesto a negociar un precio ).
- Este diseño se entrega tal como está para usuarios de DIY, y asumo que quienes lo utilicen saben lo que estan haciendo. Por eso, y dado que el armado y modificación corre por su cuenta, no acepto ninguna responsabilidad por los daños que puedan hacer utilizando este diseño, tales como - pero no limitados a: quemar la salida de alguna fuente de señal (lector de CD/DVD/BDP, sintonizador, etc), quemar unos auriculares de muy alto precio, o peor aún, causar/se daño auditivo permanente por poner el ampli al mango con los auriculares puestos.... y cualquier otra maldad que puedan realizar...ESTA CLARO??? Si le prenden fuego a su casa o la de alguien, o se quedan sordos, LA CULPA ES DE USTEDES!!!!
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