Construyendo un amplificador de museo (Texas de 7 a 70 watts)

Dr. Zoidberg

Well-known-Papá Pitufo
A ver si nos entendemos...

Vamos con el control de tono:
Simulación del control de tono excitado con una fuente AC:
control-tono-fuente-AC.jpg
simulación del control de tono excitado por el seguidor de emisor Q3 que está en el pre (la línea verde "horizontal" es la respuesta en frecuencia del seguidor de emisor):
control-tono-seguidor-emisor.jpg
Moraleja: No sirve simular sin la etapa real de excitación por que [parece que] hay problemas de adaptación de impedancias entre el seguidor de emisor y la impedancia variable del Baxadall.

Vamos con la distorsión (análisis transitorio):
Simulación con el control de tono y el pote original de 100K (el usado en la simulación de arriba) --> THD=24%
THD-pote-100K.jpg
Simulación con el pote de 750K que aparece en el diagrama de @switchxxi --> THD=0.001%
THD-pote-750K.jpg

Ahora volvamos a la respuesta en frecuencia del control de tono para el pote de 750Hz:
control-tono-seguidor-emisor-750K.jpg

Se entiende cual es el problema??
 
Y, ya que estas simulando aun, un pote entre medio de esos 100k y 750k, podria ser de 250k, no pobraste? No tengo como probar, y no conozco mucho el LTSpice, si alguno sabe como hacerlo con el Proteus 8, les agradeceria.
He visto potenciometros de esos valores (250k) en algun ecualizador
 

Dr. Zoidberg

Well-known-Papá Pitufo
Y, ya que estas simulando aun, un pote entre medio de esos 100k y 750k, podria ser de 250k, no pobraste? No tengo como probar, y no conozco mucho el LTSpice, si alguno sabe como hacerlo con el Proteus 8, les agradeceria.
He visto potenciometros de esos valores (250k) en algun ecualizador
Naaa...ya lo tengo casi resuelto: hay que bajar la impedancia de salida del seguidor de emisor, pero ni aún así queda pefecto como pretendo que lo haga 🤷‍♂️🤷‍♂️.

PD: estoy usando el Simetrix 7.2 del 2014, pero en el 8.3 de este año se comporta exactamente igual.
 

Daniel Lopes

Miembro Geconocido
" Los ingenieros de Fapesa sabían muy bien lo que diseñaban. No hay problemas en analizar etapas por separado aquí."
!Los engenieros daquela epoca NO teniam disponibles en las manos computadoras , Softwares de simulación de circuitos , Internet nin pensar , peeeero hacian su diseños y muy bien SI !.
!Pense que lo honbre fue a la Luna y lo maximo de recurso tecnologico disponible en la epoca era una calculadora que hoy en dia serias mas que miserable en termos de recursos matemacticos !
Att,
Daniel Lopes.
 
!Los engenieros daquela epoca NO teniam disponibles en las manos computadoras , Softwares de simulación de circuitos , Internet nin pensar , peeeero hacian su diseños y muy bien SI !.
!Pense que lo honbre fue a la Luna y lo maximo de recurso tecnologico disponible en la epoca era una calculadora que hoy en dia serias mas que miserable en termos de recursos matemacticos !
Att,
Daniel Lopes.

Cuando los ingenieros saben lo que hacen y tienen la experiencia correspondiente, los resultados saltan a la vista. No hay mucha vuelta que darle al esquema. Cada etapa está perfectamente encadenada y pueden analizarse perfectamente por separado en este caso, porque así es que deben diseñarse (previendo lo que venga delante como lo que siga después de cada una). Fijate que existe estrecha correspondencia entre el post 101 (donde analicé solo el Baxandall) y los post posteriores que subí (donde se incorporan el buffer más el previo propiamente dicho).

Previo + Control de Tonos (Volúmen + Tonos a pleno).jpg

Previo + Control de Tonos (Fourier a 0,1 V RMS en entrada Grabador, 20 Hz y Volúmen + Tonos a ...jpg

Previo + Control de Tonos (Fourier a 0,1 V RMS en entrada Grabador, 35 KHz y Volúmen + Tonos a...jpg

Fijate Daniel, que la señal inyectada es casi una exageración tanto en amplitud como en frecuencia y, aún así, se comporta como debe.

Sabiendo, además, que es arquitectura en single ended (hasta ahí), es muy fácil proyectar las distorsiones a otros niveles de amplitud de entrada. Existe una relación muy concreta, conocida y predecible.

Abrazos
 
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Dr. Zoidberg

Well-known-Papá Pitufo
!Los engenieros daquela epoca NO teniam disponibles en las manos computadoras , Softwares de simulación de circuitos , Internet nin pensar , peeeero hacian su diseños y muy bien SI !.
!Pense que lo honbre fue a la Luna y lo maximo de recurso tecnologico disponible en la epoca era una calculadora que hoy en dia serias mas que miserable en termos de recursos matemacticos !
Si, seguro que era así, pero usando esas herramientas de software aparecen "problemas" que no sé a que atribuir excepto el diseño o al simulador o al esquemático (??)

El libro meciona una THD<0.15% para todo el rango de frecuencias y amplitud nominal de salida...y ahí acaba ese tema. Pues bueno, la distorsión de la etapa preamplificadora+excitador del control de tono está muy por abajo de eso en mis simulaciones, pero cuando conecto el control de tono en el circuito "original" la distorsión se vá a las nubes....de hasta el 24% dependiendo del nivel de salida, y la unica manera de meterlo "dentro de las especificaciones" para todas las combinaciones del control de tono es bajar la impedancia de salida del seguidor de emisor...con lo que se dispara el consumo del pre y la disipación de Q3.

Esto no es casual, por que la distorsión aumenta cuando se incrementa el refuerzo/atenuación de los controles de tono, ya que es ahí donde la
red Baxandall presenta la menor impedancia. He calculado la impedancia de salida del seguidor de emisor para la Re de 4K7 y de 680R, y la diferencia es de apenas 100 ohms pero no sé si es tanto como para provocar ese nivel de distorsión.

He revisado y ajustado todos los valores del esquema de Simetrix a los valores originales del esquema (que además no se consiguen) y corregí una resistencia de realimentación en la que me había equivocado de valor, pero salen exactamente los mismos resultados de distorsión.
En cuanto al control de tono, con 680 ohms funciona bastante bien y cumpliendo las especificaciones de ganancia entrada/salida, pero los gráficos del libro no son claros en mostrar que la etapa de salida (Q4) tiene una ganancia de 2dB, así que la salida del preamplificador nunca vale 0dB como muestra la respuesta en frecuencia. Esto no es un problema, pero en el simulador es evidente esta diferencia, además de una pequeña asimetría en las curvas de refuerzo y atenuación en graves y agudos.

Solo por verificar voy a armar la simulación en LTSpice y veremos ahí que es lo que sale...
 
Sabiendo, además, que es arquitectura en single ended (hasta ahí), es muy fácil proyectar las distorsiones a otros niveles de amplitud de entrada. Existe una relación muy concreta, conocida y predecible.

Al ser previo y control de tonos en single ended y, manejándolos dentro del rango de amplitudes que provoquen componentes dominantes de H2 en el espectro de la distorsión, la propia THD va a estar estrechamente ligada a la variación de H2, principalmente.

Bajo este modo de operación, si a determinada frecuencia esas etapas poseen, por ejemplo, una THD de 0,1 % con, digamos, 0,1 V RMS en su entrada, implicará necesariamente una THD de 0,05 % con la mitad de valor de amplitud en su entrada (0,05 VRMS, en el ejemplo). Es una relación matemática.

Todo es sujeto a que no surja en mucha cuantía del piso espectral el H3 y subsiguientes.
 
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Dr. Zoidberg

Well-known-Papá Pitufo
Al ser previo y control de tonos en single ended y, manejándolos dentro del rango de amplitudes que provoquen componentes dominantes de H2 en el espectro de la distorsión, la propia THD va a estar estrechamente ligada a la variación de H2, principalmente.

Bajo este modo de operación, si a determinada frecuencia esas etapas poseen, por ejemplo, una THD de 0,1 % con, digamos, 0,1 V RMS en su entrada, implicará necesariamente una THD de 0,05 % con la mitad de valor de amplitud en su entrada (0,05 VRMS, en el ejemplo). Es una relación matemática.

Todo es sujeto a que no surja en mucha cuantía del piso espectral el H3 y subsiguientes.
Podrías correr la simulación en modo "Transient" ?? Por que a mí también me sale la distorsión muy baja con la FFT, pero la forma de la senoide en modo transitorio es tal cual lo puse antes, y eso no puede tener una distorsión del 0.0xxx% sino del 18 o 20% tal cual aparecía informado.
 
Disfruto enormemente con estos debates tecnicos y aprendo mucho. Pero una cosa tengo clara, ese circuito de Fapesa ha circulado en miles de hogares y durante muchos años, o sea VA DE CINE....Siempre se podra mejorar/modificar, pero cuando monto un circuito de antaño, yo personalmente, intento no desvirtuarlo salvo en lo necesario, generalmente lo dejo IDENTICO, excepto los transistores que a veces no encuentro los de la epoca, otras si....asi hice con el JLH de 1969 ( al que le puse un rectificador metalico de 35 A y va de cine, ver hilo al respecto, que no he actualizado ) con el Sinclair ( sin bias ni offset, mas de 10 montajes ) y con un Carkit de 15 W que publico Moncada y simulo Horacio y el mismo, creo....Dios me libre inmiscuirme, pero Doctor al leer el Post y el desarrollo del mismo, y tras la ingente busqueda de placas PCB, transistores, conectores de la epoca, chasis, documentacion, etc....YO INTENTARIA HACERLO LO MAS FIEL PISIBLE A SU DISEÑO ORIGINAL, CON SUS DEFECTOS Y VIRTUDES.....ese creo que es el encanto....un saludo.
 
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Dr. Zoidberg

Well-known-Papá Pitufo
Disfruto enormemente con estos debates tecnicos y aprendo mucho.
:oops: :oops: :oops: E que yo no estoy debatiendo con nadie!!

pero Doctor al leer el Post y el desarrollo del mismo, y tras la ingente busqueda de placas PCB, transistores, conectores de la epoca, chasis, documentacion, etc....YO INTENTARIA HACERLO LO MAS FIEL PISIBLE A SU DISEÑO ORIGINAL, CON SUS DEFECTOS Y VIRTUDES
Yo lo dejaría original si no fuera por que necesito control de medios y algunos filtros para "la púa"...que nunca voy a usar pero que forman parte del panel del futuro gabinete del amplificador. En realidad el control de medios - en la actualidad - se usa en consolas de mezcla y producción para ajustar el sonido al gusto de los músicos e ingenieros, pero este panel ya trae el hueco...así que hay que ponerlo, por que gastar en una perilla para pegarla con adhesivo es medio feo.

Los filtros necesarios (rumble y scratch) los tengo en otro diseño de Fapesa, pero van acoplados a la entrada de Q3 realimentados desde el emisor...y eso es "realimentación positiva", así que mejor aprovecho para ver como se comporta esa etapa antes que aplique los filtros y consiga un transmisor de FM :D:D.

Pero una cosa tengo clara, ese circuito de Fapesa ha circulado en miles de hogares y durante muchos años, o sea VA DE CINE
Si, de eso no me queda duda, pero los resultados que obtengo del simulador me hacen dudar....
 
Podrías correr la simulación en modo "Transient" ?? Por que a mí también me sale la distorsión muy baja con la FFT, pero la forma de la senoide en modo transitorio es tal cual lo puse antes, y eso no puede tener una distorsión del 0.0xxx% sino del 18 o 20% tal cual aparecía informado.

Según referencia al esquema de mi simulación (por sus números de nodos), dejando todos los controles a pleno según Bode de magnitud adjunto e inyectando una señal senoidal de 20 Hz y 0,1 V RMS en entrada Grabador (estoy metiendo un valor que puede que no sea, pero creo sirve para las pruebas), arroja lo que subo. Ojo que acomodé tanto la señal de entrada como la de salida (en amplitud e inversión) para que se puedan comparar más fácilmente. Existe un desfase propio de la respuesta del conjunto a esos 20 Hz (que están medio al límite inferior de respuesta), que no los he acomodado, pero todo igualmente sirve para comparar.

No se vé apreciable distorsión. Todo indica estar acorde al análisis de FFT.

Previo + Control de Tonos (todo a pleno).jpg

Previo + Control de Tonos (todo a pleno y 0,1 V RMS a 20 Hz en entrada Grabador).jpg

Lo que sí me pareció muy flaco, aunque no me dediqué de lleno a estudiarlo aún debido a que habría que incorporar la potencia y la fuente de alimentación, es el PSRR que ofrece el conjunto a los ruidos de fuente (con los controles en boost (n)(n)(n).):

PSRR Previo + Control de Tonos (todo en pleno).jpg

Prueba de PSRR.jpg

Algo que no me termina de convencer sería la diafonía (crosstalk) lograda con esa alimentación compartida entre canales, sabiendo que el PSRR no es de los más jugosos. Salva algo la situación que operan en clase A y lo dominante es la corriente de reposo frente a las variaciones de la pequeña señal de audio.
 
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En cuanto al PSRR, con solo cambiar un punto de conexión de un electrolítico, el mismo mejora en cerca de 7,18 dB en 100 Hz (lo que no es despreciable). Habría que ver si el diseño de las placas lo permiten.

Mejora de PSRR (Esquema).jpg

Mejora de PSRR (Curva).jpg

La curva verde es con la modificación sugerida. La curva roja es la respuesta original.
 
Pregunta de curioso y de súper ignorante: ¿ Porque la alimentación del primer amplificador de la parte inferior toma su alimentación de la resistencia de 2k7 del otro canal y no es una etapa repetida clonada a la primera ?, ademas, el capacitor de 160uf en el emisor del 547 (GND en realidad) ¿ no esta en paralelo al capacitor de 160uf encerrado en el circulo verde ? Raro lugar para colocarlo en el diagrama habiendo lugar para colocarlo arriba del otro :LOL:.
 
Pregunta de curioso y de súper ignorante: ¿ Porque la alimentación del primer amplificador de la parte inferior toma su alimentación de la resistencia de 2k7 del otro canal y no es una etapa repetida clonada a la primera ?, ademas, el capacitor de 160uf en el emisor del 547 (GND en realidad) ¿ no esta en paralelo al capacitor de 160uf encerrado en el circulo verde ? Raro lugar para colocarlo en el diagrama habiendo lugar para colocarlo arriba del otro :LOL:.

Es que según el esquema que expusieron y de lo que se entiende es, el circuito original va así. Aprovechan la corriente de reposo constante para ahorrarse algo de sofisticación en la alimentación, empleando una simple resistencia. Luego, agregan filtros para intentar "separar" los canales, para que no se "peleen" o que las discusiones sean chiquiiiiitas.

Por otro lado, el último esquema que puse (con el capacitor de 160 uF encerrado en círculo) es solo mi aporte para provocar una mejora no muy despreciable (solo posible si las placas y layout lo permiten), porque al contrario de mi gran amigo Juan Carlos, me gusta intentar mejorar lo que veo, metiendo mis garfios en los diseños. Por ahí, empeoro más de lo que mejoro :D:D:D, pero ese es mi espíritu.
 
Si no fuí siguiendo mal el esquema que se intenta implementar, el cual diferiría un poquito del esquema que se alcanza a ver de la foto del libro y según fuente armada, parecería ser algo cercano a este (salvo algunos valores que me han quedado según foto del libro, pero que cambiarían un poco en la implementación actual):

PSRR Mejorado (Esquema intención inicial).jpg

Se me dió por analizar su rechazo al ripple de fuente y compararla con una opción que acerco con mínima variante de conexión (lo que habría que ver si es posible implementar según layout, principalmente), opción que traería aparejado una muy importante mejora (a tenerlo en cuenta porque es en las etapas más sensibles).

Aquí la variante sugerida:

PSRR Mejorado (Esquema sugerido).jpg

Y, finalmente, la comparativa de PSRR entre las dos opciones:

PSRR Mejorado (Comparativa a intención inicial).jpg

Cerca de 39 dB de mejora con ese pequeño cambio no es poco!!!. Eso es porque uno de los puntos más críticos del conjunto está en cómo se mezcla el ruido de fuente con el de señal, casi sin impedimento, en la base del buffer (no hay mucho mecanismo que ataje el ruido estando cerca de la salida del multiplicador de capacitancia). Es por ello que mudando la conexión del capacitor de 160 uF a la unión de las resistencias de 2K2 y 1K2, formo una nueva celda RC que previene mejor ese problema (cosa que es notable en la comparativa). Se duplica la pendiente de atenuación en incluso un valor de corte más bajo que el formado por el otro capacitor de 33 uF con las resistencias respectivas.
 
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Intemornin for President!!!! He comprobado que por vuestros lares, llamáis a un tipo de filtro de Pua, dado que es mi segundo apellido (apellido de origen español, noble y andaluz, mis antepasados son de Granada aunque yo nací en Valencia, cuna de la paella y las fallas) en breve reclamaré derechos de patente, autor, marca y copyright por el uso del mismo....... Pago en euros, no trumps, por favor....
Un abrazo.
 
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