Prakrično igranje sa Tina-TI simulatorom

[TDA]

Ovde sam pokrenuo priču o na ovu temu pa rekoh da to malo razdvojim da se ne pogubimo...

Nađoh na netu šemu pjačala koje jako liči na APEX AX6 (ili se makar meni čini da liči) s tim što u izlazu ima male darlingtone koji menjaju pobudne i izlazne tranzistore.

  projetoAmplificadorDeAudio.pdf (Size: 382,42 KB / Downloads: 8)
Da se ne zezam sa pravljenjeg ovog pojačala da bi probao da li stvarno i kako radi odlučih da ga prvo probam u Tina-TI.
Evo fajla:

  PL1050.TSC (Size: 17,32 KB / Downloads: 5)

Makroe za TIP122 i TIP127 darlingtone nisam imao u simulatoru pa sam ih skinuo sa ON semi sajta i ubacio. Trebalo bi da su OK, ali nisam baš siguran...

Do sada smo utvrdili po oscilogramima da ovo pojačalo radi, ali da nije baš sjajno što mu daje dosta prostora za igranje u simulatoru i eventualna poboljšanja.

Probaću da u toku dana nacrtam i APEX AX6 u simulatoru kako bi imao sa čime da ga uporedim.

Ideja je da pojačalo ostane sa 4 tranzistora a da proradi kako treba.

Nadam se da će nam biti zanimljivo...

[mikikg]

Ideja je da pojačalo ostane sa 4 tranzistora a da proradi kako treba.
Nadam se da će nam biti zanimljivo...

Bice vrlo zanimljivo

Evo ovde imas Power amp-ove i sa jednim tranzistorom ili cak LM317.
http://www.tubecad.com/2004/blog0005.htm
To je tek zanimjivo za ubaciti u simulator

[TDA]

Malo sam se igrao. Ispremeštao sam izlazne tranzistore...

  PL1050 v0.1.TSC (Size: 17,87 KB / Downloads: 0)

[Dragan100]

Malo sam se igrao. Ispremeštao sam izlazne tranzistore...

...i napravio skoro kratak spoj na izlazu!
-klikni multimetar, pa istosmjerna struja, kurzorom na izlazne emiterske odpornike.. :-),
-proveri i koliki ti je napon na bazama, polarizacija-bias bi trebala biti oko 2,3 - 2,5V izmedju baza izlaznih darlingtona, struja skroz emiterske otpornike cca 50mA!.
-Stavi trim pot umesto tog otpornika u polarizaciji i nadji radnu tačku izlaza.

-izlazna amplituda treba biti ranga nekoliko volti do 10 volti! :-)

---------------------------------------

Moram promeniti lokaciju, "čujemo se za koji sat dva..."

LP
Dragan

PS:

Darlingtoni su bili več prije na pravim mestima, jedino si P tip okrenuo naopačke (colector/emitor)

[mikikg]

Smanji opseg frekvencije za analizu na recimo 10Hz do 30kHz.
Takodje za signal generator stavi 100Hz ili 1kHz.

[TDA]

Hvala na savetima momci. Ujutru ću se igrati još malo...

[TDA]

Sad je napon između emiterskih otpornika na otprilike na polovini napajanja što je ok.
Napon između bazi izlaznih tranzistora je 3,75V.
Oscilogrami na izlazu nisu tako loši, ali je amplituda veoma mala. Skoro da nema izlaza.
Ostalo je da proverim T1 i otpornik R10...

[samuki]

Može i 2d, a ova Tina nema export u Pbc i 3d i autoruter , prije je bilo valjda ce sledeca imati!

[Dragan100]

Evo darlingtona:
Spice modeli ONSEMI : http://www.onsemi.com/PowerSolutions/sup...tegory=798

Pokupio sam TIP122, TIP127 .LIB, stavio u file na PC (Save as: .LIB, ili .CIR)

U Tina TI otvoriš Tools/New macro wizard i kreiraš recimo TIP122, pokažeš mu na file sa .subckt (onaj gornji),
potražičeti odgovarjajuču "shape", a ti na dnu odabereš "shape type", pronadješ "Bipolar transistors",
i tu treba još počistiti prozorče "Show Suggested shape only", da ti pokaže i slikicu N Darlingtona. Next!
Ako slučajno ne pronadje odgovarjajuče pinove, treba jih ručno postaviti!
U pomoč ti je i .subckt gdje i nadješ kako su pinovi rasporedjeni u datom modelu
(baš tu u darlingtonu imaju interno dva transistora, dva otpornika i diodica,
pa je več to mala shemica interne strukture),
postavljaš jih na prava mjesta (recimo pin1 - BASE, itd,)
Next , Save as
i več možeš Macro da upotrebljavaš u shemi... :-)

Evo i shemice TDA proba:

-U polarizaciji imaš trimer pot, naštelan da imaju izlazi cca 50mA mirne struje
-Dodao sam još jedan trim pot sa kojim nastavljaš izmedju oba emiterska otpornika tačno 1/2 Vcc napajanja
ili experimentiraš tako da ti počne klipovati gornju i donju poluperiodu skoro identično
-Na izlazu veči DC kond, tako je i propustna kriva AC transfer caracteristic (Menu/analysis/AC analysis)
što ravnija ispod 20Hz i daleko preko 20KHz da ti ni Phase ne okreta prerano, da nemamo zbrke u audio području!
Struju VASa sam povečao na cca 5-6mA, struju ulaznog takodjer

Shemica za igranje i učenje!!


  TDA proba.TSC (Size: 25,29 KB / Downloads: 12)


LP
Dragan

[TDA]

O. Hvala Dragane!
Baš si ovo lepo sredio!
Sad mnogo bolje radi i ima lepo pojačanje...
Sad se lepo vidi na koliko je ovo pojačalo sporo. Ranije nisam imao šanse da mu dovedem preko 300mV na ulaz a sad bez problema radi sa 1V na ulazu...
Moram lepo da pregledam šta je ovde urađeno.

[samuki]

Evo kako kod mene pokazuje.

[TDA]

Mislim da ovo može zanimljivo da zvuči...

Sad sam lepo stigao da zagledam šta je sve Dragan100 ovde uradio.
Malo trimovanja i svuda decoupling...
Sviđa mi se što je dodata 1N4007 kako bi se odvojio ostatak kola od izlaznih tranzistora i postao manje osetljiv na padove napona pri opterećenju.
Ovo je primer kako ista konstrukcija može da zvuči i dobro i veoma loše ako se loše postave vrednosti elemenata.
Čudi me što je autor ove šeme ovoliko omašio kada mu je ovo komercijalni kit komplet...

http://www.te1.com.br/wp-content/uploads...0_50w3.pdf
http://www.annvox.com.br/site/?pg=loja&act=produto&idprodloja=1473

[Dragan100]

Tako je TDA, ništa esencialno nisam promenio!
...još bi zatrebalo malo utrimovanja za stabilniji rad,
ali nečemo ga nikako pogurati da je brži (SlawRate).

Pokušaču nacrti AMP za cca 30-50Wrms/8R0 ali sa minimalnim uslovima rada (po mojem kriteriju ... :-) )
koji bi bio odličan za učenje, pa i za učenje simulatora TinaTI (3 sig transistori + 2 izlazna), najverovatnije ga je postavio več Mile ili Bora,
ili ga ima na NETu, ko če ga uz tolike informacije danas znati?
topologija poznana, odmah čemo radnu verziju, ili još bolje shemu sa greškom, pa da je potražimo...itd :-)

Recimo, tako nešto:

-diff.ulaz bez CCS (strujnih izvora/ponora) možda sa malom degeneracijom, mogučnost simetrysanja zbog neuparenog ulaznog para
-VAS "donji" i bootstrap "gornji" (ili obrnuto)
-Bias polarizacija diodama i trim potom (diode mogu i na izlazni hladnjak)
-Mosfet izlaz (nešto u TO220)
-minimalne kompenzacije
-u startu bez dodatnih zaštita (osim ova sa termal biasom),

kasnije se može sve dodavati:

-Promena elemenata,
-double diff. u ulazu, full simetric topologije,
CCSova u ulaznom sklopu, pa u VASu,
od običnih do kompleksnih mirrora, double mirrore,
odvojena napajanja... razne topologije izlaza,

Možda i razne klasse rada A, AAB, AB, B, G, H

Bila bi tako skoncepirana odlična tema,
počevši od najosnovnijih shema,
pa dodavati i druge sklopove, sve dokumentirano, zašto i kako, matematika, simulacija

Kad se jedan deo usvoji, polako dalje ( kod mene bi to stvarno polako-polako dalje, kad se ima vremena .. :-) ).

Predlozi i sugestije uvijek dobrodošle!!!

LP
Dragan

[TDA]

Ja nisam mogao da izdržim...

  PL1050+.lay6 (Size: 91,77 KB / Downloads: 0)

  PL1050+.pdf (Size: 103,75 KB / Downloads: 1)
  PL1050+ raspored.pdf (Size: 123,55 KB / Downloads: 1)

[Dragan100]

Ja nisam mogao da izdržim...

Odlično, još da su ti elementi po fijokama, pa da to probaš kako zvuči,
jer radiče "od prve"!

----------------------------------

Iz jedne moje radne verzije mosfet pojačala, "oduzimao sam i oduzimao" elemente,
da bi na kraju čak i u simulatoru to "skrapucalo" (zamisli) još uvijek pristojno radilo.

Osnovne karakteristike:
+/-30V, cca 35-40W_RMS / 8 Ohma, A = 30dB, THD > 1% ...

Ubacio sam i pogrešne vrednosti nekoliko elemenata, da se experimentiše u TinaTi (postavljen je i file AMPa),
Da bi potražili prave vrednosti:

-da bi se dobile bolje performanse,
-da bi se smanjio izlazni offset,
-da se možemo poigrati sa strujama ulaznog diff.sklopa,
-sa strujama VASa
-da bi se ubacilo u BIAS granu neki element koji je temp zavisan, pa da nam nadgledava temp izlaznog hladnjaka
-sama regulacija BIASA
-stabilizacija izlaza (kompenzacija na Gate izlaznih mosfeta) da eliminišemo oscilacije
-Source degeneracija
-Zobbel net na izlazu
-decoupling svuda
-ustanoviti pojačanje AMPa, frekventnu i faznu karakteristiku
-ulaznu impedancu i osetljivost
-dumping faktor pojačala
-da vršimo analize, THD, Sig-to-Noise
-da ubacimo po koju protekciju
--------------------------------
Kasnije bi se još pozabavili i ubacivanjem raznih CCS (strujnih izvora/ponora)
pa strujno ogledalo u VASu,
ubacivanje drivera (ako poželimo u izlazu više snage sa više izlaznih mosfeta)
--------------------------------
Konfiguracija če nam raditi i sa darlington ili compaund(Sziklai par) izlazom,
ali trebamo malo promeniti BIAS sklop (TOT vrednost napona)


  Simple mosfet amp ver 0.0.TSC (Size: 199,79 KB / Downloads: 2)

Komplementarne mosfete odaberemo, ulazni bipolarci rade na cca 1/2 napona napajanja, mogu biti skoro bilo koji :-)
VAS več "teško" diše, tu je napon napajanja, radi u A classi pa mu treba gledati i termalnu disipaciju (?hladnjačič?)
Ako nemamo"gladne" mosfete može u VAS i small signal BJT (cca 1W)

--------------------------------

Otvorite file u TinaTI,
experimentirajte malo, promenite vrednosti, dodavajte decoupling,
pogledajte kako se poboljša diff.ulaz, kako se ubacuje CCS i zašto, po-googlajte...


LP
Dragan

P.S.:

Počnite od izlaza! :-)

!!!Pojačalo najverovatnije samooscilira, mislim da tako "nebi izdržalo ni sekund" u realnom svetu,
simulator ga baš fino gura dalje...

[TDA]

Mislim da imam sve elemente pa ću ga sklepati ovih dana. Živo me interesuje kako će da zvuči...

Ovo što si okačio je baš primamljivo za igranje...
Najbolji način za učenje.

[samuki]

Iz simulatora u stvarnost, naprijed Tda !

[Dragan100]

Simple mosfet AMP verzija 0.0

Pa da počnemo od izlaza:

Postavimo se u ulogu izlaznih terminala pojačala, SPK OUT i SPK GND, terminali su postavljeni baš u sredini H bridga (ili Full bridge),
SPK GND je spojen izmedju kondenzatorskih banki split napajanja,
dok SPK OUT pogleduje po izlaznom stupnju blizankinja :-).

Izmedju je zvučniški kabal i zvučniški modul impedance, fina, baš fina stvar sa svim gornjim pomenutim reaktansama za pogon!

Terminal (SPK OUT i SPK GND) vidi:

-fluktuacije napajanja i naravno njegove smetnje (po GND, pa i po naponima napajanja + / - )

-prema izlaznom stupnju (u našem primeru Mosfeti) se bori sa raznim parazitnim učestanostima PCBja,
pa parazitima izlaznih elemenata pojačala, pa proximitija svega naokolo...
koje sa svojim RLC vrednostima tvore resonantne krugove
i volijo da proosciluju i to baš na visokim frekvencama

-prema samom izlazu (prema zvučnicima) imamo zvučniški kabal sa svojim el. parametrima,
takodjer i njegovu dužinu, na kraju i zakačeno vrlo reaktivno breme/potrošač -zvučnik,
koji na momente vrača energiju prema izlaznom stepenu, sa zamikom faze ...
i evo nam ping-pong energije u nekom tunovanom resonantnom krugu, koji može na dotičnoj frekvenci imati i neočekivano visoki Q,
sistem (izlaz) nam proosciluje na nekom od viših harmonika u HF području,
mi i ne čujemo to iako slušamo na par wati muziku, dok nam u medjuvremenu pojačalo "gine na maximumu",
pa bez protekcija na kraju i pogine!

------------------------------------

Stabilnost ovog dela pojačala ponajviše poboljša Notch pasivni filter ili Zobel net za gore pomenute pojave,
dodaje se i mala induktivnost prema izlaznim terminalima u primeru vrlo preferiranog kapacitivnog modula zvučnika i zvučniških kablova zajedno,
kojeg (tu malu induktivnost) paralelujemo i neinduktivnim otpornikom ranga 3-10 Ohma.

U Macolinom BatoMM pojačalu, kasnije i u nekim od mojih pojačala na izlazu je dodan otpornik cca 0,3 - 0,5 Ohma,
koji je tu prvenstveno za stabilnost pod teškim kapacitivnim opterečenjem
(po-googlajte: OP-AMP Driving capacitiv load,
ima odličnih AN na tu temu, Analog, Microchip, TI, MaxIntegrated, ST..., i slično važi i za snagaše,
ali pošto je izlazna impedanca snagaša vrlo mala + mogučnost da "lagano" pogura gladne potrošače
u pogledu izlaza Op-Ampa, dovoljna nam je i mala otpornost ) .

Istina je da tako gubimo nekoliko wata snage, ali imamo puno stabilniji i na kraju i tvrd izlaz,
jer je globalni feedback postavljen tek sa zvučniških terminala pa izkompenzira i te dodatke,
tako da nam na kraju ne pati ni dumping faktor...
cena nam je samo taj mali deo izgubljene snage, pa ako nije baš neki od PA super snagaša, onda je ta cena sitnica :-)

Čak se izlaz bolje oseča sa dva Zobela, prije i poslije R-L na izlazu, jedan se brine za eliminisanje oscilacija izlaznog stupnja,
dok drugi umiruje nuspojave kabla i zvučnika.

Ne smeta i dodati sličan Zobel i na terminale zvučnika, :-) ... pa neče uopšte smetati!!!

To bi bilo o samom izlazu pojačala i njegovoj stabilizaciji.

Sledeča tematika izlazni stepen ...

Lp
Dragan

P.S.: Znam da je na netu more sličnih informacija, mnogi tematiku vrlo dobro poznajete,
ali svejedno možemo to opet prežvakati zajedno, ovaj put i kroz simulator,
svaki put sa dodavanjem elemenata odradjene tematike!

Šta mislite, može...
Naravno predlozi, pitanja, kritike, diskusije ...itd, uvijek toplo dobrodošle!

----------------------------------
EDIT: poteškoča sa slikicom... :-)

[TDA]

Pitnje:
Koja je razlika u funkciji između RC i RL Zobela?

Trebalo bi da jedan prigušuje visoke a drugi niske frekvsncije (ako se dobro sećam...)?

[Dragan100]

Pitnje:
Koja je razlika u funkciji između RC i RL Zobela?

Trebalo bi da jedan prigušuje visoke a drugi niske frekvsncije (ako se dobro sećam...)?

Tako je :
RC - HI pass
RL - LOW pass

Svaka ima i svoju f_cut frekvenciju gdje mu je opadanje krive več (-3dB)

U ovakvoj konfiguraciji oba Zobel RC i izmedju i RL tvore LOW pass filter.

---

Najbolje postaviti u TinaTI jednostavnu shemicu izlaznog filtra:

Onda u Menu/Analysis/AC analysis/AC transfer characteristic:
Odaberite amplitude & phase
Ukucajte od 1Hz pa do recimo 2-3MHz,
iskalkulirače krivu slabljenja i fazni stav

u tački grafa (-3dB) njegova je ukupna f_cut off frekvencija.

Za zvučnik je uzeta čista resistivnost,

pa kad se ubacuje i el.parametri kabla (RLC) i zvučniški modul odabranih zvučnika (treba sve te podatke i imati... :-) ),
tek tada postaje zanimljivo, ali nije to svrha ove teme!

a sa feedbackom Remote sense pravo na zvučniškim terminalima!!!??? :-)