Dr. Zoidberg
Well-known-Papá Pitufo
Luego de construir el amplificador de museo me vino la idea de que sería bueno disponer en el foro de un tema que contemple el diseño y construcción de un pequeño amplificador integrado completo: amplificador + preamplificador + fuente para que los principiantes, novatos y alumnos de escuelas técnicas tengan un lugar desde comenzar y evolucionar. Y digo pequeño para que el costo sea completamente acotado pero que aún así permita musicalizar un ambiente (uno) de cualquier casa de tamaño "normal".
También buscaremos que el tema incluya el diseño y construcción de el/los gabinete/s, por que esto suele ser un punto muy débil (de hecho el más débil) en la construcción de equipos de audio que finalmente terminan funcionando ocultos para que nadie vea el engendro que hicimos.
Los viejos amplificadores eran, por varios motivos, de poca potencia y eso permitía un precio mas o menos accesible, y para ser sinceros, cualquier habitación (entre 6 y 9m2) o living de una casa normal (no mucho mas de 25m2) puede llenarse de sonido hasta niveles insoportables con una potencia que no exceda los 15 o 20 watts. Por esto vamos a ir por un amplificador integrado de esa potencia para que el costo de materiales sea lo más reducido posible y si se quema algo no tengamos que llorar durante semanas.
Como de costumbre, la idea también es reciclar la mayor cantidad de cosas posible pero sin pichulear al extremo de usar componentes de dudosa calidad o de estado desconocido con los que luego secan la mente en el foro por que no logran que funcione. Si tengo que dar precios, lo voy a hacer en dólares por que serán mucho mas estables que si los doy en la moneda de mi país (que además nadie reconoce).
En mi mente dá vueltas la siguiente imagen: este amplificador tendrá una etapa de potencia de 15+15W hecha con transistores (los mas baratos que soporten la potencia buscada sin riesgo), acoplado con capacitor para no tener que hacer protectores de parlantes y gastar extra (sobre todo en relays de potencia), alimentado con fuente de simple polaridad, con un preamplificador con circuitos integrados baratos pero de buena calidad y capaz de manejar las entradas que se disponen en la actualidad (CD/DVD, DAC, Bluetooth, salida de celular, etc), una fuente de alimentación de bajo ripple y costo muy accesible, un transformador que se pueda comprar fácilmente en el comercio a costo "accesible" (o bien que pueda construir quien encare este amplificador @Rorschach --> teléfonooo), un gabinete construido sin gastar mucho dinero con cosas que podemos encontrar en la basura (fuentes de PC, recortes de MDF, papel de aluminio de la cocina, etc) y acá llamamos @malesi que tiene experiencia haciendo estas cosas bonitas y baratas.
Demás está decir que, como siempre, están invitados a participar todos lo que puedan aportar know-how (y risas también
)
PD: Este tema puede demorar hasta 30 años en finalizarse, así que les pido que se armen de paciencia aquellos que decidan leerlo...
Empecemos:
1- El amplificador:
Luego que logré hacer funcionar el Texas de 7 a 70W (que son de 35 a 50 a fin de cuentas) comencé a pensar en este tema, pero no quise traer la versión de 15 watts para tirarla a los principiantes por que no veo muy potable que recorran todo el camino que hice yo en el tema antes referido: no saben manejar un simulador, no tienen osciloscopio ni generador de funciones, el tester es uno barato sin muchas posibilidades y el conocimiento de electrónica es de básico a nulo, lo que puede provocar lo que me causó a mí cuando era muy joven: un embole mayúsculo y 40 años de estudios y espera.
Entre los circuitos que encontré, está el famoso Fapesa de 15W:
Por supuesto, el Texas de 15W:
Y tambien uno mas moderno, pero tipo old-school, creado por Rod Elliot de Elliot Sound Products del que me voy a tomar la libertad de descargar la imagen por que ya ha cambiado de URL varias veces y luego se pierden los links:
He simulado las tres versiones y funcionan bien, peeeero:
a)- La Fapesa era históricamente excelente, pero la parva de capacitores de bajo valor que tiene me dá mala espina, sobre todo por que es una etapa con dos realimentaciones separadas - en DC y AC - y tiene varios capacitores en lugares un poco "inverosímiles" que me hacen dudar de proponerla. Además, si bien funciona OK, me aparece un pico de 1dB entre 5 y 60Hz (mas o menos) que se atenúa a medida que aumento la señal de entrada (tipo loudness incorporado).
b)- La Texas tiene esa corrección RC múltiple en la etapa Amplificadora de Tensión (VAS) y si se le quita comienzan los problemas, al menos en la simulación, pero tiene lindos pares Sziklai en la etapa de salida, lo que disminuye los requerimientos sobre el servocontrol del bias.
c)- La de ESP es un circuito que tiene la base del Fapesa, en la entrada y el VAS, pero mucho mas "natural" y sin tantos capacitores descolgados por ahí. Sin embargo es diferente en la etapa de salida ya que usa pares darlington PNP y NPN. Este diseño está claramente estipulado que es para "experimentar y aprender" y Rod Elliot ha eliminado muchas cosas que SI tienen los amplificadores "denserio": servocontrol de la polarización estática (Fapesa y Texas si lo tienen), resistencias de emisor de bajo valor para no desperdiciar potencia ahí, etc.
Entonces se me ocurrió tomar de cada uno lo que yo considero mejor y hacer un diseño "mezcla" que habrá que probar y evaluar primero en simulación y luego en la vida real:
Ahí se puede ver que tomé la entrada y el VAS del amplificador de ESP, el servocontrol de bias del Fapesa y la etapa de salida con pares Sziklai del Texas, pegotié todo, ajusté la ganancia para lograr la máxima salida con la misma entrada del Fapesa (350mVrms) y la misma alimentación de 38V. Y quedó lo que está en la imagen de arriba que es una captura de Simetrix.
Las primeras simulaciones son muy prometedoras aunque hay algunas cosas potencialmente peligrosas (sobre todo para los principiantes) y debo corregirlas, tal como el brutal ancho de banda de casi 2.5MHz que haría que el amplificador oscilara con solo mirarlo o si usamos un layout de medio pelo en el PCB.
Les dejo algunas imágenes de las simulaciones:
Salida y THD:
Respuesta en frecuencia (con 220pF en el VAS para achicar el ancho de banda):
Despues seguimos...
.
También buscaremos que el tema incluya el diseño y construcción de el/los gabinete/s, por que esto suele ser un punto muy débil (de hecho el más débil) en la construcción de equipos de audio que finalmente terminan funcionando ocultos para que nadie vea el engendro que hicimos.
Los viejos amplificadores eran, por varios motivos, de poca potencia y eso permitía un precio mas o menos accesible, y para ser sinceros, cualquier habitación (entre 6 y 9m2) o living de una casa normal (no mucho mas de 25m2) puede llenarse de sonido hasta niveles insoportables con una potencia que no exceda los 15 o 20 watts. Por esto vamos a ir por un amplificador integrado de esa potencia para que el costo de materiales sea lo más reducido posible y si se quema algo no tengamos que llorar durante semanas.
Como de costumbre, la idea también es reciclar la mayor cantidad de cosas posible pero sin pichulear al extremo de usar componentes de dudosa calidad o de estado desconocido con los que luego secan la mente en el foro por que no logran que funcione. Si tengo que dar precios, lo voy a hacer en dólares por que serán mucho mas estables que si los doy en la moneda de mi país (que además nadie reconoce).
En mi mente dá vueltas la siguiente imagen: este amplificador tendrá una etapa de potencia de 15+15W hecha con transistores (los mas baratos que soporten la potencia buscada sin riesgo), acoplado con capacitor para no tener que hacer protectores de parlantes y gastar extra (sobre todo en relays de potencia), alimentado con fuente de simple polaridad, con un preamplificador con circuitos integrados baratos pero de buena calidad y capaz de manejar las entradas que se disponen en la actualidad (CD/DVD, DAC, Bluetooth, salida de celular, etc), una fuente de alimentación de bajo ripple y costo muy accesible, un transformador que se pueda comprar fácilmente en el comercio a costo "accesible" (o bien que pueda construir quien encare este amplificador @Rorschach --> teléfonooo), un gabinete construido sin gastar mucho dinero con cosas que podemos encontrar en la basura (fuentes de PC, recortes de MDF, papel de aluminio de la cocina, etc) y acá llamamos @malesi que tiene experiencia haciendo estas cosas bonitas y baratas.
Demás está decir que, como siempre, están invitados a participar todos lo que puedan aportar know-how (y risas también
)PD: Este tema puede demorar hasta 30 años en finalizarse, así que les pido que se armen de paciencia aquellos que decidan leerlo...
Empecemos:
1- El amplificador:
Luego que logré hacer funcionar el Texas de 7 a 70W (que son de 35 a 50 a fin de cuentas) comencé a pensar en este tema, pero no quise traer la versión de 15 watts para tirarla a los principiantes por que no veo muy potable que recorran todo el camino que hice yo en el tema antes referido: no saben manejar un simulador, no tienen osciloscopio ni generador de funciones, el tester es uno barato sin muchas posibilidades y el conocimiento de electrónica es de básico a nulo, lo que puede provocar lo que me causó a mí cuando era muy joven: un embole mayúsculo y 40 años de estudios y espera.
Entre los circuitos que encontré, está el famoso Fapesa de 15W:
Por supuesto, el Texas de 15W:
Y tambien uno mas moderno, pero tipo old-school, creado por Rod Elliot de Elliot Sound Products del que me voy a tomar la libertad de descargar la imagen por que ya ha cambiado de URL varias veces y luego se pierden los links:
He simulado las tres versiones y funcionan bien, peeeero:
a)- La Fapesa era históricamente excelente, pero la parva de capacitores de bajo valor que tiene me dá mala espina, sobre todo por que es una etapa con dos realimentaciones separadas - en DC y AC - y tiene varios capacitores en lugares un poco "inverosímiles" que me hacen dudar de proponerla. Además, si bien funciona OK, me aparece un pico de 1dB entre 5 y 60Hz (mas o menos) que se atenúa a medida que aumento la señal de entrada (tipo loudness incorporado).
b)- La Texas tiene esa corrección RC múltiple en la etapa Amplificadora de Tensión (VAS) y si se le quita comienzan los problemas, al menos en la simulación, pero tiene lindos pares Sziklai en la etapa de salida, lo que disminuye los requerimientos sobre el servocontrol del bias.
c)- La de ESP es un circuito que tiene la base del Fapesa, en la entrada y el VAS, pero mucho mas "natural" y sin tantos capacitores descolgados por ahí. Sin embargo es diferente en la etapa de salida ya que usa pares darlington PNP y NPN. Este diseño está claramente estipulado que es para "experimentar y aprender" y Rod Elliot ha eliminado muchas cosas que SI tienen los amplificadores "denserio": servocontrol de la polarización estática (Fapesa y Texas si lo tienen), resistencias de emisor de bajo valor para no desperdiciar potencia ahí, etc.
Entonces se me ocurrió tomar de cada uno lo que yo considero mejor y hacer un diseño "mezcla" que habrá que probar y evaluar primero en simulación y luego en la vida real:
Ahí se puede ver que tomé la entrada y el VAS del amplificador de ESP, el servocontrol de bias del Fapesa y la etapa de salida con pares Sziklai del Texas, pegotié todo, ajusté la ganancia para lograr la máxima salida con la misma entrada del Fapesa (350mVrms) y la misma alimentación de 38V. Y quedó lo que está en la imagen de arriba que es una captura de Simetrix.
Las primeras simulaciones son muy prometedoras aunque hay algunas cosas potencialmente peligrosas (sobre todo para los principiantes) y debo corregirlas, tal como el brutal ancho de banda de casi 2.5MHz que haría que el amplificador oscilara con solo mirarlo o si usamos un layout de medio pelo en el PCB.
Les dejo algunas imágenes de las simulaciones:
Salida y THD:
Respuesta en frecuencia (con 220pF en el VAS para achicar el ancho de banda):
Despues seguimos...
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