etapa de ganancia en voltaje con operacional?

[danirebollo]

Hola, he hecho un amplificador de fender (los esquemas de sus amplificadores estan en su web) y la etapa de ganancia en voltaje la realiza un operacional. El amplificador esta alimentado a +-40v y el operacional este segun el esquema a +-25v (aunque yo lo subiria un poco...).
Ahora tengo un operacional de intersil de 16v simetricos y me recorta a 36vpp.
El caso es que no he encontrado en las tiendas ningun operacional de alto voltaje de alimentacion y mientras me llegan samples del opa 454 estoy mirando que hacer...

Que se os ocurre?
Algun operacional (single) comun?
que circuito basico de ganancia en voltaje podria introducir reemplazando el operacional si no consigo resolverlo?

 

[Cacho]

Un muy buen punto de partida sería que colocaras el diagrama que usaste, así hablamos todos de lo mismo.

Y en general los operacionales se usan como entrada y AV, pero se configuran un poquito distinto a lo que se suele ver en los transistorizados "puros". En la página de QSC vas a encontrar varios diseños que los usan, por si querés ver cómo lo hacen ellos.

Saludos

 

[danirebollo]

aqui esta el esquema:
http://support.fender.com/schematics/guitar_amplifiers/Deluxe_112_Schematic.pdf

por cierto aclara a que te refieres cuando dices "los operacionales se usan como entrada..." te refieres a un seguidor de tension o...? "se configuran distinto a lo que se suele ver..." qué se suele ver...?
Cada configuracion y topologia tiene un nombre, usalo. Asi conseguiremos comunicarnos, de lo contrario sera dificil.

 

[Cacho]

te refieres a un seguidor de tension o...? "se configuran distinto a lo que se suele ver..." qué se suele ver...?

Un VAS, generalmente formado por sólo un transistor o dos más algún que otro componente pasivo y quizá una fuente de corriente que ataca los drivers. Y se suelen ver etapas de estrada discretas, de las más variadas.

Cada configuracion y topologia tiene un nombre, usalo. Asi conseguiremos comunicarnos, de lo contrario sera dificil.

Ok...

Los operacionales reemplazan a la etapa de entrada, típicamente un par diferencial con alguna/s fuente/s de corriente y quizá algunos espejos. Seguido a eso va/n el/los AV/s y de ahí se atacan los drivers de los finales de potencia.
Todo, hasta llegar a los drivers, se reemplaza con el operacional, típicamente.

En tu caso no sólo no vas a ver ni la entrada discreta ni el AV, reemplazados por el operacional, sino que ni siqueira verás drivers: Los transistores de salida son Darlingtons y no los necesitan (aunque no les vendrían mal...).
Lo que se nota raro en este esquema (y en la mayoría) es el loop de realimentación, que tiene algunas conexiones infrecuentes en etapas discretas.

En tu caso, son C39 y C40, actuando como bootstrap, los que se encargan de llevar la base de los transistores de salida hasta las tensiones más allá de las que alcanza el operacional en su salida.
Que llegue a menos que eso implica que los condensadores se están descargando demasiado rápido (es esperable si se empiezan a descargar antes por la menor tensión en la onda de salida del operacional), así que empezaría a recalcularlo por ahí.
Una dudilla: ¿Cómo estás midiendo la salida? (o sea, cómo sabés que se corta en 36Vpp).

Saludos

 

[danirebollo]

El voltaje al que recorta lo veo con el osciloscopio midiendo a la salida del amplificador, donde iria el altavoz. Si recortara en algun sitio mas tendria que mirarlo (que no estoy seguro de que no lo haga) pero de momento intentare arreglar lo de este operacional. No se si recorta en mas lugares pero desde luego nunca va a dar el operacional mas de 36v (34 o la tension de alimentacion..) asi que lo primero en solucionar seria eso.
Tambien he pensado en variar la ganancia de la etapa de potencia, aunque no se si no variaria la estabilidad. Para conseguir 50vpp que es a lo que alimenta el operacional en el esquema, necesitaria amplificar 1'4 la salida del operacional. Podria hacerlo facilmente variando algun componente?

Aqui hay otro esquema que es el mismo modelo pero "plus":
http://support.fender.com/schematics/guitar_amplifiers/Deluxe_112_Plus_Schematic.pdf
La ganancia del operacional sigue siendo la misma sin embargo los darlington de salida si llevan driver aunque no se bien como esta conectado... En otros amplificadores el driver esta conectado en cascada al transistor final pero en este esta asi y tambien unido al operacional. No se todavía mucho de las topologias usadas, pero creo que esto no lo habia visto antes.
Luego lleva otros dos transistores en paralelo con los de potencia, supongo que para repartir la carga.
La potencia de este amplificador es unos 25w mayor

 

[danirebollo]

A parte de la distorsion al llegar al limite de alimentacion, ahora he alimentado el operacional con 18 mediante un divisor de tension y el voltaje positivo me da 19 (1v por encima del maximo del operacional) y creo que esta distorsionando por eso. Lo he mirado con el osciloscopio y el semiciclo positivo es asimetrico mucho mas grande que el negativo.
Los operacionales distorsionan si sobrepasas la alimentacion? pensaba que solo se quemaria...

 

[Cacho]

Bueno, vayamos por partes, dijo la integral.

Es esperable que en el integrado que sea que estés usando tengas una salida algún volt menor a la tensión de alimentación. Eso no tiene nada de nuevo.

Ahora...
Mirá lo que dice el mismo PDF que posteaste al principio sobre la potencia. Da 63W sobre 8r con un 5% de THD, entonces la tensión que hay aplicada al parlante son 22,5V RMS y eso da una tensión de pico de casi 32V.
Es esperable que el operacional llegue hasta los 24V de pico como mucho, así que estamos medio mal por acá. ¿Cómo hace que llegue más arriba?
Mirando un poco se me viene una idea a la cabeza. Lo primero que suena raro ahí es que el operacional no esté alimentado desde un zener, bien estable y bonito, sino desde un divisor de tensión (bueno, dos divisores). Enganchado a eso hay un par de condensadores y de ahí a la referencia del loop de realimentación. Al haber consumo en una de las ramas, entonces, se mueve un poco la alimentación y se mueven las referencias. Vaya cochinada que hicieron estos de Fender.
A eso le suman la otra "realimentación" (no es exactamente realimentación, pero se le asemeja) que viene desde la salida del ampli y se une a través de R66, justo antes del condensador que va a tierra.

Lo que hacen no es aumentar la amplitudo, sino desplazar la onda "mintiéndole" al operacional. Si no me equivoco, así viene la mano por ahí.
Y de nuevo, si estoy acertando en el diagnóstico, variando R66 deberías lograr un corrimiento mayor.

La etapa de salida está diseñada para seguir eso, así que es esperable que cuando al operacional se le corra la referencia y se "vaya para arriba", la salida haga lo mismo. En el semiciclo negativo se corre todo a valores más negativos y la otra rama sigue eso.
Lo que sí, no vas a llegar nunca a 40Vp en la salida, tal como se deduce de la potencia declarada por el fabricante.

Eso sí, probalo con alguna carga, que fijate que está incluída en esos corrimientos (R76/77 y demás). Eso hace una realimentación por corriente.


Saludos

 

[danirebollo]

Muchas gracias por molestarte en analizar el circuito
Estoy de acuerdo en que la manera de elimentar el operacional es un poco mediocre, lo que no entiendo es lo que dices del "corrimiento"... no se como puede una onda, si llega a el limite de alimentacion del operacional, ser mas grande en la etapa de potencia.
Cuando tenga mis samples pondre los operacionales que aguantan 50vsimetricos, podria subir un poco el voltaje de alimentacion...

 

[Cacho]

...lo que no entiendo es lo que dices del "corrimiento"... no se como puede una onda, si llega a el limite de alimentacion del operacional, ser mas grande en la etapa de potencia.

Es que lo estás pensando al revés, me parece.

La onda de salida estará siempre contenida entre los límites de la alimentación, eso está claro. Si te fijás, tenés dos condensadores (C37/38) que forman un divisor capacitivo en la alimentación, y están referidos a (y acá está la cosa) un punto no-fijo.

A medida que va variando la salida del operacional (digamos que sube), varía la salida de los TR de potencia (sube también) y eso lleva la referencia del divisor este a un valor más alto (mirá por el lado de R66/69).

En reposo, los condensadores se cargan a +-X[V] con respecto a ese punto en cuestión. Pongamos que están a +-15V. El punto de referencia será en este momento 0V.
Cuando la salida de los transistores de potencia se va a (digamos) 5V, parte de eso se verá reflejado en la referencia de los condensadores. En R66 caerán entonces 5V y a través de R69 el divisor verá esos 5V, desplazando sus tensiones que ahora serán +-15V referidos a +5V (con respecto a 0V serán +20V y -10V).
Los números no son exactos, sólo están para ejemplificar la idea.

Con el operacional así, su señal podrá excursionar un poco más (no por haber aumentado la tensión de alimentación, sino por haberla desplazado) y en definitiva, lo que se hace ahí es "mentirle" al operacional.

¿Ahora sí se entiende mi idea?

Saludos

 

[danirebollo]

mmm creo que si.. pues cuando pueda mido con el osciloscopio a ver. Ahora es asimetrica la señal de salida, lo cual reafirmaria lo que dices, pero esque tengo un canal con la alimetacion saturada y no puedo medir bien