Thread Rating:
  • 1 Vote(s) - 5 Average
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
CFA Project
#1
Kao što i samo ime teme kaže,
poigraču se sa "nekim" CFA topologijom nalik:
vidi LINK

koja je zapravo namenjena RF području,
ali šta nas sprečava da to implementiramo u Audio tehtnici

Možda ču mu promeniti  ulazni diamond buffer u neki CF diff. ulaz...ali to ču tek vidjeti...

Nadam se, da če biti pojačalo širokog BW, kojeg čemo filterima malo zarobiti/oklestiti, da nam ne ide u silne MHz
vrlo brzog (čitaj, brutalnog :-) )  SR barem 1000+V/usec
Tu se podrazumeva decoupling vrlo blizu izvora i ponora (ma skoro na izlaznim BJT/Mosfet/IGBT)
onda vrlo močno napajanje, dali klasično ili SMPS
i vrlo pedantan PCB!

Sad parametri njegovog THDja i SN
onda odziv četvrtke skoro na max swingu
i ostala sr**ja, ... :-)
... tek da mu vidimo!

Uzeču neke vrlo dostupne elemente (BJT, Mosfeti...)
i uraditi nešto 100Wrms/8R0, nešto sa napajanjem +/-45v - 50VDC
i jednim parom izlaznih

Ako pojačalo ima neke performanse!!!
onda :
-da ga pustimo bez globalne NFB
-da ga zarobimo u "ala" BatoMM nekim odličnim op-amp-om, globalnim NFBjem, ... pa RemoteSensing-om ...
-... 

Malo me je naš član "bocnuo" razmišljanjem oko RF izlaznog pojačala oscilatora visokih freq/visokog swinga
ima ON naravno i svoj NIK name,
ali NIK-ako da nadjem slova da to napišem... :-), ...neide-mi!!!
:-)

Barem da znam kako ga susjeda zove...
LP
Dragan
Reply
#2
I jos da mu stavimo stabilisano napajanje. Posebno za naponski i strujni deo Smile
Reply
#3
I prijedlog ako moze:

INPUT STAGE & VAS
- shunt napajanje.. (TL431 ili odlican apexov a class shunt za preampe - jedino ubacit CRC filtar umjesto onih velikih 4700uF kondova prije ulaza na grec, i korisitzti toshibe 2SA970/2SC2240) pa da napaja ulaznio dio i VAS

OUTPUT STAGE
- klasicno napajanje sa CRC i 4x elektrolita po 10000uF/63V i diode u TO-220 kucistu
Reply
#4
kontam da dragan već ima koncepciju (link!) na umu i da već razvija misao...pustimo ga da bude slobodan umetnik! :-)
Chop your own wood and it will warm you twice
Reply
#5
Odabrao sam lako dobavljive BJTje
2N5551/5401 ulazni i VAS
MJE15034/35 driveri
2C5200/2SA1943
PSU +/-47VDC, raspon napajanja može +/-45...+/-50VDC
Izlazna snaga 100Wrms/8R0
THD iz priložene slike, kao i Bode graf, ulazni šum i SN graf
Klipping na cca [-3VDC] od odabranog napajanja, u simulaciji jasno ne kleca napajanje, pa zavisi od "čvrstoče" odabranog PSUja!

SR sam na brzinu ocijenijo sa 10KHz četvrtkom 80Vpp, gdje dobijemo po definiciji (od 10-do 90% rampe) cca izmerenih 67V/60nsec
znači oko 1000V+/usec (po simulaciji)
Limitirao sam i BW pošto se sa lakočom razširi preko 10MHz!

Shema je preliminarna, potrebno je ugurati nekoliko strujnih ogledala, da se ulazni deo malo odmakne od nuspojava napajanja
-ili odabrati razdvojeno napajanje za ulazni deo sa cca 7-10VDC višim dobro regulisanim naponom od izlaznog stepena.
PSRR je sada (po shemi) oko
-51dB za pozitivnu granu napajanja
-47dB za negativnu granu napajanja

Kao što se može zapaziti iz sheme, upotrebom dviju ulaznih buffera,
dobijemo dva ulaza (+IN i -IN) visoke ulazne impedance nalik VFA ulazu,
ulazni bufferi su spojeni zajedno sa njihovim izlazima i to tvori takozvani GAIN node, kojeg pronadjemo inače u klasičnom ulaznom bufferu.
Taj NODE ima i vrlo nisku impedancu, a što je najnezgodnije i neku minimalnu capacitivnost noda.
Odabirom otpornosti izmedju tih dviju buffer izlaza i u nekoj mjeri utičemo na BW.

U DIY se ta kapacitivnost (tog NODA) iako se radi sve sa SMD, teško da se može spustiti na manje od nekoliko pF (TYP barem 2pF)
i kod viših freq postane dominantna i zato vrlo često zapazimo u bode grafu (graf pojačanja i phase / freq)
peak gaina na višem kraju freq odziva
umesto da počinje opadati standardno sa XXdB/dec, prvo skoči za nekoliko dB (može i cijelih +10dB) a onda predvidjeno opada.

U nekoj meri se to reši u izlazu VAS stepena (zapravo I-to-V konvertera) gdje se to node capacitivnost dampira/kompenzira
dodatnom lokalnom C_comp
... a time i smanjuje BW, posledično sporiji SR...

Ima i tehnika cancelacije te C_in parazitne kapacitivnosti, malo je onda složeniji ulazni buffer dio (ništa strašno)
smanjuje ili skoro eliminiše se C_comp kod VASa i to sve skupa ostane/postane extremno brzo.

CFA buffer zapravo teoretski nema ograničenja po SR ili time delay-u,
zato su odzivi četvrtke izuzetno brzi, bez (skoro) overshoota, nema se uopšte ringinga,
settling time dobijemo u vrlo kratkim vremenima ,
ograničavaju ga zato paraziti kostrukcije(pogotovo ona C_in)/PCBja/elementa i odabrane aktivne komponente svojim f_max

Pokušaču i izlaz napraviti kao Diamond buffer i možda u izlazu staviti mosfete!





.tsc   Dual input Diamond buffer CFA AMP.TSC (Size: 1,51 MB / Downloads: 2)
LP
Dragan
Reply
#6
Jel mogu ja nesto da predlozim oko tranzistora Dragance?
Reply
#7
(08-28-2017, 10:02 PM)Аритон Wrote: Jel mogu ja nesto da predlozim oko tranzistora Dragance?

Može kako da ne :-)

Gore je samo preliminaran test, koji je pokazao vrlo zanimljivu koncepciju CFA sa VFA razmišljanjem,
rezultati su več sa tim odabirom komponenti odlični... BW, SR, SNR, THD
jedino PSRR treba doraditi gore pomenutim rešenjima (vidi prijašnji post)...

Moram ugurati cancelaciju C_in GAIN noda (to je taj kod R8, R9, R12A-B), koji je zapravo pravi IN- ulaz, iako je zapravo izlaz buffera :-)
desni buffer samo replicira 1:1 NFB prema Gain nodu
koja je sada (NFB) na njegovom ulazu sa visokom ulaznom impedancom, 
pa netrebamo tražiti odgovarjajuči otpornik R_f kao kod CFA niskoimpedantnog ulaza, koji nam inače kod CFA diktira i BW.

I-to-V konverzija iliti VAS je tu "najskakljivija", treba tu staviti BJT sa visokim h_fe da imamo što manji THD
i da ima vrlo mali C_ob (ranga par pF) recimo 2SA1381/2SC3503 (KSA/KSC) ili slične
uz da su barem 150V+, 100mA+, 500mW-1W+ (pošto rade na naponu napajanja sa biasom oko 10-12mA)

Izlazni BJTji po želji, može i compaund izlaz...
LP
Dragan
Reply
#8
ulazni tranzistori 2n da se smene sa nekim bc550/560 ili slicnim...
iz radoznalosti sam se igrao zamenom na svom pojacalu i slusao/preslusavao razlike 2n/bc/2sa1015/2sc181 i bc mi zvuci bolje, njima sam se svaki put vracao, medj 2sa/2sc i bc tranzistora nisam uspeo da cujem razliku...

cisto da uzmes u razmatranje...
znas da ima i ovakvih zanovetala pa cisto imaj u vidu...
da te pratimo...

ps
probavo sam i neke kta/ktc i oni mi zvuce bolje od 2n
Reply
#9
(08-28-2017, 11:01 PM)Аритон Wrote: ulazni tranzistori 2n da se smene sa nekim bc550/560 ili slicnim...
iz radoznalosti sam se igrao zamenom na svom pojacalu i slusao/preslusavao razlike 2n/bc/2sa1015/2sc181 i bc mi zvuci bolje, njima sam se svaki put vracao, medj 2sa/2sc i bc tranzistora nisam uspeo da cujem razliku...

cisto da uzmes u razmatranje...
znas da ima i ovakvih zanovetala pa cisto imaj u vidu...
da te pratimo...

ps
probavo sam i neke kta/ktc i oni mi zvuce bolje od 2n

OK, hvala za info,
pokušaču sa BC550/560 (ili KSC1845/KSA992) u ulaznim bufferima koji imaju pojačanje 1 i zapravo netrebaju neki naročit visok napon napajanja,
pošto jim ni njihovi izlazi ne swinguju mnogo za dostizanje max izlaznog naponskog swinga -klippinga.

Izoliraču jih sa +/-15VDC PSUjima, zatrebaju nekih 20-30mA, nači ču jim nešto da oborim iz cca 50VDC na 15VDC +/-grane napajanja
nešto "simple as possible" da poboljšam PSRR za nekih barem -50dB potiskivanja šuma iz napajanja
od sada več cca -50dB upotrebom neregulisanog PSUja, koji je istodobno i za izlazni stepen
(nisam ga namjerno još odvojio, da mu (AMPu) vidim mane).

VAS je več na punom naponu napajanja i swinguje rail-to-rail, imače cca 10mA biasa i disipirače po 1/2W sa naponom cca +/-50VDC
probaču kaskadirati ako se nešto pridobije...
LP
Dragan
Reply
#10
Implementirane sitnice iz mog prijašnjeg posta

-ulazni stepen dual input CFA buffer je sada na naponima +/-25VDC
oborio sam napon jednostavnim kapacitivnim množačem
-izlaz buffera je prema VASu sada kaskadiran, pa se sve u ulaznom bafferu pa i djelimično u VASu radi sa BC550/560
-VAS je sada takodjer "kaskadiran", zapravo je to variacija Willsonovog current mirrora, sa upotrebom darlingtona,
da snizimo i THD za cca 10x
-PSRR je sada oko -100dB za obe grane napajanja, predpostavkom da je PSU za ulazni stepen i VAS +/-55VDC (po shemi) stabilisan

BW sam na gore limitirao, sada 4MHz@-3dB
SR je oko 800-1000V/usec, ali se u simulaciji to vrlo teško uočava,
kakogod ima vrlo brz odziv, koga tek treba pronači, zapravo na prototipu sa sig.generatorom i osciloskopom
SNR je 110dB@1KHz, ulazni šum ispod 5nV/sqrt(Hz)

Klipping na +/-42Vpeak (PSU izlaznog stepena +/-45VDC) i simetričan je
Odziv četvrtke, izlaz na 30Vpp @10KHz je bez vidnog overshoota
(jedva zapažen sa podešavanjima skale osciloskopa 100nsec/div i sa 1V/div),
bez ringinga, settling time je ranga 300-500nsec




.tsc   Dual input Diamond buffer CFA AMP.TSC (Size: 4,26 MB / Downloads: 1)
LP
Dragan
Reply
#11
Mozda jos Diamond buffer u izlazu ili pcb i prototip pre nadogradnje... svakako obecava.
Pozdrav
Reply
#12
(08-30-2017, 03:10 PM)apexaudio Wrote: Mozda jos Diamond buffer u izlazu ili pcb i prototip pre nadogradnje... svakako obecava.
Pozdrav

Hvala za info Mile,
može se lako izlaz prepraviti,
umesto V_be multi, izmedju tačaka od C1 i C2 kompenzacije
postavlja se Diamond buffer izlaz sa regulacijom izlaznog biasa/mirne struje
recimo izlaz tvog A40 ili sličan...




Za "pcb i prototip pre nadogradnje" stvarno neznam šta si mislijo time...?

Inače ulaz kao tip CFA topologije upotrebljava se ga u ICjima za 500MHz+
i svakako obečava več sa upotrebom lako dobavljivih i ne-exsotičnih elemenata!
:-)
LP
Dragan
Reply
#13
Za pcb i prototip mislio sam da je steta ne napraviti ovo pojacalo ideja je dobra. Ja sam takodje za SR150 (folded cascode) i A40 (diamond cfa) koristio topologije modernih OP ampova. Uostalom nema vece pameti u elektronici od one ugradjene u IC OP ampove bar sto se amplifikacije tice.
Reply
#14
Ihhh Mile, :-)
ja stvarno mislio, da me malko "pod***avaš u tvom prijašnjem postu ! :-)

Istina nema veče nauke nego one upotrebljene u ICjima,
jeste radije rade "par" (čitaj...desetine njih!) strujnih ogledala i svakokakve CCSove, da bi se rešili otpornika ili nedaj b*že kondenzatora...

Napravičemo SR150DS      (DS...da, ...kao Diamond Stage, ...:-)     ) u CFA topologiji!

Probaču ugurati i nešto strujnih ogledala u ulazni dio, sa nekim stabilnim CCSom,
pa da se ne brinemo oko raspona napona napajanja i unošenjem variacija struja po segmentima
naravno sve u okviru uloženog/dobijenog,
-na prvu loptu boljeg : THD, BW i SR
-a kao drugo po lakoči podešavanja (...što manje),

Par elemenata više, pogotovo ako su to neki standard signalni BJT, koja diodica, otpornik više/manje, kond tu i tamo...
ne smatram potratom ni platza (po PCBju) pa ni resoursa (€ ili $ ...) !!!   :-)
LP
Dragan
Reply
#15
Doradilo se ponešto na ulaznom dijelu, tu struje sada nisu zavisne od odabira napona napajanja,
koje bi se inače morale preračunavati u zavisnosti od PSU napona.
-bolji THD, 0,0002%@1Wrms/8R0  i viši harmonici su podosta neutralni, nemamo nekih preferencija parnih/neparnih
-BW sam limitirao na cca 5MHz
-SR se kreče oko 800-950V/usec

Izlaz je takodjer Diamond buffer kojemu sada CCS (11mA) njegovog ulaznog driverskog dijela "moduliramo" koristnim signalom,
pa je tako vrlo brz,
...ali trebao sam ga usporiti malo, pošto je imao mali Overshoot, jeste bez tendencije oscilovanja i
njegov Settling se vrlo brzo umirio bez Ringinga,
ali zato su tu ona dva 33pF SilverMica konda kod kompenzacije VASa.

Izlazna snaga jednim parom izlaznih mosfeta bi bila 100Wrms/8R0

DC Servo radi preko ulaznog 33K otpornika i isti otpornik mu definira i ulaznu impedancu
jer je izlaz iz DC Servoa (op amp integrator) nekakav virtual GND,
naravno sa ponešto naponskog offseta, da bi tako anulirao sveukupni izlazni offset pojačala.


.tsc   Dual input Diamond buffer CFA Diamond OUT AMP.TSC (Size: 1,67 MB / Downloads: 5)


LP
Dragan
Reply
#16
Razradjena shema blokovno (vidi sliku)



Ulazni bufferi su sa pojačanjem A=1, zbog PSRRja potrebno je nekoliko current mirrora, CCSova...
ali još uvijek je tu prisutan vrlo mali CMRR, kojeg bi htjeli naravno večeg!

Zameniču ulaznu "skalameriju" sa dva brza i širokog BW IC-OpAmp buffera,
koji kao ICji imaju vrlo dobar i PSRR i CMRR a da o THDju, SR, BW... ni ne govorimo :-)
Strujnih izlaznih zaliha barem 150mA, imače swinga oko 5Vpp max za postizanje max izlazne snage pojačala.
BUF634, LME49600,...LMH6321
odabraču takvog koji ima do 10mA ukupne mirne struje (quiescent strujne potrošnje ICja)
Napajanje njih sa cca +/-15VDC Cap.multi, koji če biti potreban i za napajanje DC Servo-a.
Videču šta pridobijemo...
LP
Dragan
Reply
#17
blok šema od 1000 riječi! za sve nas koji još nismo "knjigu u ruke"...
Chop your own wood and it will warm you twice
Reply
#18
(09-21-2017, 06:37 PM)HomeMadeAudioProject Wrote: blok šema od 1000 riječi! za sve nas koji još nismo "knjigu u ruke"...

:-)

--------------------------
Poigrao sam se sa bufferima LMH6321

Pogledajmo to kako je ispalo, prvo sam probao sa naponima +/-15VDC (+/-16VDC je max za LMH6321)
kao neko brzo predpojačalo ili pojačalo za slušalice sa izlaznim strujnim zalihama do 300mA
Za VAS ili I-to-V converter odabrao sam BC550/560 a mogu se odabrati i drugi mali signalni BJTji

BW sam limitirao negdje do 25MHz sa simulacijsko izmerenim SR od cca 850-900V/usec sa 10KHz amplitudama skoro 20Vpp
Niskog ulaznog naponskog šuma i sa SNR od 115dB@1KHz
THD je takodjer izuzetno mali (vidi sliku) 

Evo shemice:




.tsc   CFA PreAMP.TSC (Size: 1,82 MB / Downloads: 0)
LP
Dragan
Reply
#19
Evo i pojačala 100Wrms/8R0 sa jednim parom mosfeta u izlazu

Podaci BW, Ao pojačanje, SNR i ulazni naponski šum su razvidni iz slike, kao i struje po sklopovima,
jedino THD nisam mogao nikako da simuliram sa Sempling Start time-om od barem 500msec jer mi počne PC "štucati" več kod par msec.
inače je THD sigurno ispod 0,001% na 1Wrms@8R0
ako imate malo moderniji i bolji PC od moga, simulacija THDja može potrajati možda minut
a ne kao kod mene za to vreme ni 1% :-)
Takodjer ni osciloskop mi ne prikazuje "u nekom real timu"
pa nisam mogao prekontrolisati ni SR, koji bi trebao biti oko 900-1000V/usec




.tsc   CFA Buffer input AMP.TSC (Size: 2,08 MB / Downloads: 6)
LP
Dragan
Reply
#20
au al ga ic skrati, na upola šeme!
Chop your own wood and it will warm you twice
Reply


Forum Jump:


Users browsing this thread: 1 Guest(s)