Thread Rating:
  • 0 Vote(s) - 0 Average
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
OME SIGMA-SE - Reference Class Audio Power Amplifier
#1
OME SIGMA-SE
rev.-1

[Image: attachment.php?aid=37689]
U prilogu simulacija OME SIGMA-SE ampa koji se napaja sa +/-42VDC i na 8R0 zvucniku proizvodi 60Wrms snage lampaskog zvuka Smile
Ideja je nastala citanjem iz '84 godine mini crescendo koji ima jedan par 2SK50 i 2SJ150 da se dobije jeftinija izrada pojacala, pa time i manji napon napajanja, manji elektroliti za PSU nazivnog napona, manji hladnjak, manja kutija...Na mini crescendo je napon 45VDC..50VDC za jedan par mosfeta, a posto sam u simulacji dobijao blizu 100Wrms (sto je puuno za jedan par mosfeta), snizio sam napon na 42VDC i prilagodio radne tocke IPS+VAS+OPS. 60Wrms na 8R0 je na 31Vp i ostane nam 11VDC sto otpada oko 5,5VDC za jedan lateralac a posto ih imamo 2kom taman 11VDC ode na njih da se otvore do kraja (UGS napon otvaranja ili ti UGS ON).
Pregledom na Borinom Web Site vidio sam da ima LAMBDA design koji ima problema sa podesavanjem CFP temp biasa jer tu zna prooscilirati ako nije dobro utrimovan, pa sam uzeo od LAMBDE ulazni diamond buffer i CFP vas, izbacio CFP VBE multi (jer nam za lateralne mosfete ne treba, oni su negativnog temperaturnog koeficijenta sto znaci da im zagrijavanje ne mijenja bias i on je stalan zacementiran), a posto je diaomong buffer kod ulaznog sklopa jako osjetljiv na bias izlaznih (to se vidi vrlo dobro u simulacji!), bias izlaznih je zacementiran na 100mA i na 60C temperatura hladnjaka ne utjece na izlazni DC Offset koji se podesava sa OFFSET trimerom da bude ispod 1uV Smile
Izlazni dio je vec vrlo dobro obradjena SIGMA od Bore (to je HITACHI application note), i na njegov gate je dodan RC filtar koji radi roll off da ne prooscilira i te vrijednosti se trebaju na prototipu FG i osciloskopom utrimovati jer njihova vrijednost (posebno pF silver mica) utjece na SR pojacala koji je ovako kako je dati na shemi 200V/us i silazna ivica kvadrata mu je 277nsec! Sto je vrlooo brzi amp, a u dijagramima imate THD kao i ostale dijagrame klippinga, izgled kvadrata na 60Wrms/8R0, ulazni naponski sum i SNR....
Dobro je Bora okarakterizirao THD na svojoj Web Stranici THD ispod 0,004%...a prema simulaciji smo ispod te vrijednosti...izgled neparnih harmonika garantira lampaski vintage zvuk Smile
Jos razmisljam da dodam DC Servo na sklop posto se radi o Current FeedBack IPS-u a on na malu neuparenost otpornika ili poluvodica ili mjenjanjem izlaznog BIAS-a DC Offset na ialzu zna biti nekoliko stotina mV.
PSRR ulaznog i VAS dijela je tako visok jer koristim na schematicu REG PSU za IPS i VAS a posto je CFA ulazni dio ima mali ripple rejection an 100Hz mora se korisitit REG PSU , dali Salas Shunt za male struje, ili LM voltage doubler sto smo radili GB PCB-a....
TINA-TI simulaciju imate, schematic i ideja je tu, pa molim za komentare kako jos to usavrsiti i dali ce da radi.
O crtanju PCB-a, izradi prototipa ovisi o zainteresiranosti clanova foruma....


Attached Files Thumbnail(s)


.tsc   OME SIGMA-SE.TSC (Size: 1,69 MB / Downloads: 2)
Reply
#2
"60Wrms na 8R0 je na 31Vp i ostane nam 11VDC sto otpada oko 5,5VDC za jedan lateralac a posto ih imamo 2kom taman 11VDC ode na njih da se otvore do kraja (UGS napon otvaranja ili ti UGS ON)."
-drug,ako se ne varam ostaje ti viška 5,5V Uds jer je napon obe grane u kojoj je po jedan izlazni 42V. ne mislim da je to loše,to se može posmatrati kao rezerva "kad/ako zatreba" što nije loša stvar. ako je napon ulaznog dela viši od napona napajanja izlaznog,Ugs praktično i ne igra više ulogu limita jer je REG napon (obično) bar tih 5V viši.
(31Vp + 5,5Vgs +5,5VUds = 42V)
"Претпоставка је мајка зајеба..." : Д.В. - Дуд
🇷🇸 🇷🇸 🇷🇸
"Pretpostavka je majka zajeba..." : D.V. - Dude
Reply
#3
U pravi su HMAP, AC simulacijom za 60Wrms/8R0 dobijam na izlazu 21,91Vrms + 3,85Vrms (UgsON) = 25,76Vrms ili ti 36,43Vpeak sto znaci kada se oduzme 42VDC ostaje mi zalihe od 5,57VDC. Posto UNREG-PSU pod opterecenjem malo padne napon mislim da je to dovoljno rezervere napona. To je oko 13% rezerve napona kada padne napon po opterecenjem. Neznam dali je dovoljno ali dali je ko mjerio koliko napon padne na pojacalo kada je na max snazi tj prije clippinga ili ti 3/4 snage?

Evo i simulacije koja pokazuje da na 60Wrms/8R0 je potrebno tocno 3,85Vrms za UgsON ili ti 5,44VDC, ja sam uzeo za racunicu 5,5VDC posto je ovo simulacija, a i svi mosfeti se ne otvaraju na isti napon, nekvi prije nekvi kasnije...

[Image: attachment.php?aid=37691]

Imam par pitanja u smislu poboljsanja designa:

1. Po DS za 2SJ50 i 2SK1058 pise da imaju vec ugradjene zastitne diode da na gate posto na gate nesmije doci vise od 15VDC, ja bi tu stavio izmedju GATE izlaznih i SPK OUT zener 12V 1,3W i 1N4148 da budu tu za svaki slucaj, ali vidim da DC tu nikad nije visi od 1,22VDC i 3,85Vrms (cca 5,5VDC).

[Image: attachment.php?aid=37692]

2. Drugi problem je 100R i 22pF koji rade gonji roll-off frekvencije da ne prooscilira izlazni mosfet, kod Borine SIGME ih nema i samo je dodan 47pF izmedju G i D, pa ako moze objasnjenje koji je bolje rjesenje, posto za 100R i 22pF je gornji roll-off oko 72,379 MHz sto znaci da taj RC filter ne radi nista, ako povecam C na 100 do 150pF ubijam SlewRate pa bi tu stavio samo 47pF izmedju G i D a RC filtre maknuo, time bi zadrzao max SR i sprijecio oscilacije....tu jos razmisljam.

3. Dodatak DC Servo posto neznam kako ce se ponasati prorotip, tj dali nece da seta DC Offset, HMAP kako je kod tebe na LAMBDA prorotipu DC Offset setao ili je bio stabilan na izlazu kada je ulaz kratkospojen?

Eto to je to, ali mislim da ce ovo da bude nakraju jedan opaki amp Smile


Attached Files Thumbnail(s)

Reply
#4
Proveri sim četvrtke, recimo 500mV / 20kHz ulaz.
Reply
#5
ne može se generalno reći koliki je pad napona po grani napajanja po opterećenju - jer masa ljudi koristi različite vrste transformatora,banke različitih kondenzatora iza ispravljača,prirode zvučnika kao opterećenja... mnogo je varijabli. svakako kontam da ako je ips i vas napajan regulatorom,mnogo od varijabli se gubi. u grubo,uzmi da je pad napona 7Vdc po grani,onako poprilično bezobrazno.
(na max. snazi)
"Претпоставка је мајка зајеба..." : Д.В. - Дуд
🇷🇸 🇷🇸 🇷🇸
"Pretpostavka je majka zajeba..." : D.V. - Dude
Reply
#6
(06-01-2022, 08:21 PM)Boban Wrote: Proveri sim četvrtke, recimo 500mV / 20kHz ulaz.

 U pravu si Bobane, dok jos ja natenane simujem sto kako i gdje, onih 47pF sto je Bora  stavio na G i S upravo da sprijeci oscilaciju na uzlaznoj gornjoj ivici.

Evo i slike, ja sam stavio 100pF jer valjda je takav spice model, na prototipu se proba smanjivat dok nebude nestao taj glich oscilacije. Dobra vijest je da taj 100pF ne utijece na SR samo kompenzira taj glich oscilacije.

Time sam i dobio pola odgovora na 2. pitanje.

[Image: attachment.php?aid=37694]

Sto se tice gorenjg roll-off za izlazne gate RC clane tu sam ostavio 22pF ali sam povecao na 2k2 otpornik da se dobije gornji roll-off od 3,29MHz...kod LAMBDE je kombinacija od 220pF i 220R sto daje roll-off od 3,29MHz...neznam koliki tu mora da bude cutoff na gornjoj frekvenciji pa molim iskusnije clanove da napisu koju rijec-dvije o tome.Ja sam nedirajuci 22pF da bude SR 200V/us samo povecao otpornik da se dobi ista rezna frekvencija.

Dodao sam i zenerice 12V 1,3W i 1N4148 ali mi se THD na 60W/8R udvostruci pa tu trazim jos rjesenje...ako ima ko ideju sto dalje tu raditi.

BIAS trimeru paralelno sam sa 10uF stavio 470nF zbog MKP konda koji su veliki u velicini od 10uF, gledam da tu uguram barem 1uF MKP1839 ili slicni, posto sa vecim kapacitetom napon na BIAS trimeru je stabilniji.

Za DC Servo trebam vidjet sto i kako...posto mi i ovako radi vrhunski u simu.

Evo i novi TINA-TI sa nekvim izmjenama...


Attached Files Thumbnail(s)


.tsc   OME SIGMA-SE.TSC (Size: 1,69 MB / Downloads: 1)
Reply
#7
Ja dobijem THD 10x veći no što si ti stavio u opisu?

Postavi "1" u Sampling Start Time



Reply
#8
(06-01-2022, 09:46 PM)Boban Wrote: Ja dobijem THD 10x veći no što si ti stavio u opisu?

Postavi "1" u Sampling Start Time

Makni zener i 1N4148 pa ces dobiti priblizni THD...sada se igram RC filtrom i amp mora biti uzemljen inace ce proocsilirat sto se vidi i iz schematica i simulacije, jer ako dobro pogledamo shemu na GATE izlaznih imamo RC filter gdje je kond spojeni na PGND dakle svaku malu oscilaciju taj filter prenosi na PGND i ako nije GND uzemljen ta PGND oscilacija se prenese na PSU i AMP i onda prooscilira...bas je fina ova TINA-TI sve vidi i nadam se i cuje Smile

Probaj sa ovim TSC filom kvadrat sada...jedino mi sa 56pF i 390R je na granici da smiri oscilaciju i SR je 113V/us (slicno originalu koji ima 115V/us na 68VDC sto znaci da mu je falling edge oko 1usec), a falling edge je 490nsec...

THD se duplo pogorsa jer su stavljene zastitne zener i diode, mada sam sa samling time koristio 100usec kod izracuna THD...

onaj 100pF sa G i S se moze maknuti jer na gate imamo RC clan koji u poz i neg grani na gate reze frekvenciju oscilacija tako da u mosfet ulazi cisti signal bez ikakvih smetnji, pa se onda samo pojaca u mosfetu i kroz 0R22/5W ide na SPK OUT. Drain otpornici 0R22/5W moraju biti neinduktivni jer mosfet bas ne voli induktivitet ni dugacke kabele inace proocsilira...tako da treba vidjeti sto se nudi od rjesenja da se doda na schematic ako npr. neko ima dugacke kabele od AMP-a do SPK-a MOSFET po vidi kao indukvitet i prooscilira....

Za 0R22/5W ili MILLS MRA-05 ili Vishay Dale LVR05 serija, ili 10x paralelno 2,2R/0,5W da se dobije 0R22/5W sad posto su RN60D 1/4W jedini ostaje kandidat CPF2 koji su istih dimenzija kao i RN60D a opet netreba 10x u paraleli dosta bude 6x u paraleli (sa svake strane 3x).


Attached Files
.tsc   OME SIGMA-SE.TSC (Size: 1,69 MB / Downloads: 1)
Reply
#9
I bilo je bez zaštita, prva shema koju si postavio.
Reply
#10
THD je sada uzeti sa uzorkom na 1sec i 1kHz...THD je sada veci nego prije...ali zato jer ima distrorzije i to je u biti "lampaski" zvuk.

Evo najnoviji schematic, dodat RC filter na napajanju izlaznih, te izmjeren THD na raznim snagama na 8R0.

Ako pogledamo prezentaciju ampa darTZeel NHB-108 ulazni dio im je vrlo slican, kao i VAS a THD je u SIGMA-SE skoro pa duplo manji...nemoze se imati manji THD za lampaski zvuk.

Taj amp je prezentiran TU.

Posto darTZeel nekoristi DC Servo necu ga ni ja koristiti kod SIGMA-SE, Slew Rate je sada 113V/us da se dobije ispeglani kvadrat...56pF ako se stavi na 47pF dobijamo malo brzi SlewRate ali je onda mala "zmijica" na ulaznom kvadratu...to ce trebati kod prototipa da se fino natenane utrimuje Smile

Eto ponestalo mi ideja pa ako nema nikakvih jos prijedloga ili kritika te ideja polako bi se poceo crtati layout sa jednim parom 2SJ50 i 2SK150 u TO3 kucistu jer po utiscima zvuka kazu slusatelji na forumu da imaju najbolji vintage lampasku zvuk....jest da se teze nabavljaju ali su unikati.


Attached Files
.tsc   OME SIGMA-SE.TSC (Size: 1,7 MB / Downloads: 4)
Reply
#11
Mozda dodati cap multiplikator kao kod STUDIO-SE i malo podici napon sa 42VDC na 45VDC posto se par volti izgubi na cap multiplikatoru....

Tako bi dobili amp koji koristi UNREG-PSU i ips+vas bi bili odvojeni i sa poboljsanim PSRR.

Ideje?
Reply
#12
Simulacija BIAS-a prema temperaturi hladnjaka i dobivam jako cudan rezultat...dali ko zna zasto BIAS nije priblizno 100mA?

[Image: attachment.php?aid=37718]

A ovako se polako razmislja oko izlaznog rasporeda i layouta....gledao sam da GND kad cu routirati da mi UNREG elektroliti i REG elektroliti budu imali cim manji GND, i u izlazu su mjesta za 3 para lateralnih MOSFET-a posto VAS i IPS ima dosta komponenti a koristim profi i velikog footprinta RN60D pa da se iskoristi PCB da se popuni do kraja....naravno ovime bude PCB univerzalan jer se moze koristiti 1 par ili 2 para ili 3 para...uz naravno malih promjena otpornika da se preracuna za potrebni napon i BIAS po DC Segmentima schematica....

CFP VAS ili ti driveri koji upravljaju mosfetom je Q4 i Q3 na glavnom hladnjaku a njegov feedback pair je na PCB tj Q2 i Q1 i stavljeni su na mali hladnjak posto preko njih tece 6,4mA i napon emitera je oko 43,53VDC sto daje disipaciju od 270mW pa da se hladi preko hladnjaka koji ime otpornost 24,4C/W. Sada dali treba da su oba CFP od VAS na glavnom hladnjaku ili moze ovako?

[Image: attachment.php?aid=37719]


Attached Files Thumbnail(s)

Reply


Forum Jump:


Users browsing this thread: 1 Guest(s)