logo elektroda
logo elektroda
X
logo elektroda
REKLAMA
REKLAMA
Adblock/uBlockOrigin/AdGuard mogą powodować znikanie niektórych postów z powodu nowej reguły.

Wzmacniacz 5.1 na tranzystorach MOSFET

HSWG 18 Lip 2015 15:27 17583 9
REKLAMA
  • Wzmacniacz 5.1 na tranzystorach MOSFET

    Witam. Przedstawię poniżej dosyć starą konstrukcję, bo sprzed 10 lat, która służy mi do dziś. Jest to wzmacniacz audio 5.1 a więc do kina domowego. Składa się z 5 identycznych płytek wzmacniacza na mosfetach o mocy ok 27W@4Ω (14W@8Ω) dla kanałów lewy/prawy przód i tył oraz centralny. Układy są praktycznie kopią kitów AVT z EdW 3/2002, zmieniłem tylko układ zasilania i zaprojektowałem na nowo PCB.

    Wzmacniacz 5.1 na tranzystorach MOSFET Wzmacniacz 5.1 na tranzystorach MOSFET Wzmacniacz 5.1 na tranzystorach MOSFET

    Całość składałem na studiach, gdzie miałem dostęp do dość dobrze wyposażonego laboratorium. Pokusiłem się o zdjęcie charakterystyki pasma przenoszenia. Na wejście został podany sinus o amplitudzie 24mV RMS, wyjście obciążyłem rezystorem 4Ω. Wyszło 24Hz-66kHz (na spadkach o -3dB).

    Do napędzania subwoofera zbudowałem nieco inny układ, tym razem zaczerpnięty z Praktycznego Elektronika 1/98. W stopniu końcowym również pracują MOSFETy. Są one dość ciekawie sterowane, bo za pomocą spadków napięć na dodatniej i ujemnej szynie zasilania, powodowanych przez wzmacniacz operacyjny, którego wyjście zostało obciążone rezystorem R14. Moc tego kanału to 60W@4Ω (47W@8Ω) przy sinusie na wejście o amplitudzie 320mV RMS i częstotliwości 1kHz. Płytkę również zaprojektowałem od nowa.

    Wzmacniacz 5.1 na tranzystorach MOSFET Wzmacniacz 5.1 na tranzystorach MOSFET Wzmacniacz 5.1 na tranzystorach MOSFET

    Pasmo przenoszenia to 7,5Hz-43kHz w przedziale -3dB - dół wystarczający do mocnego, niskiego basu. Nie stosowałem filtru dolnoprzepustowego, bo źródło sygnału kanału LFE zawiera tylko niskie tony.

    Kolejny moduł to zasilacz końcówek mocy, który dostarcza im wszelkich niezbędnych napięć. Płytka jest dosyć spora z uwagi na elektrolity. Zastosowałem trafo toroidalne o mocy 200W, dające na wyjściu 2x13V@2x5A i 2x22V@2x1,9A.

    Wzmacniacz 5.1 na tranzystorach MOSFET Wzmacniacz 5.1 na tranzystorach MOSFET

    Praktycznie od zera zaprojektowałem i zbudowałem sterownik, który pełni dwie funkcje - reguluje głośnością wszystkich kanałów sterując bardzo popularnymi niegdyś cyfrowymi potencjometrami PGA2310 i zapewnia tryb stan-by wyłączając trafo toroidalne wzmacniaczy mocy, pobierając 3,7W, co ostatnio zmierzyłem watomierzem. Do regulacji głośności wykorzystałem enkoder ze starej wieży audio, bo 10 lat temu nie były one tak powszechne jak dziś i przez to niezbyt tanie. Sercem sterownika jest nieprodukowany już AT90S2313, program napisałem na kolanie w Bascomie.

    Wzmacniacz 5.1 na tranzystorach MOSFET Wzmacniacz 5.1 na tranzystorach MOSFET Wzmacniacz 5.1 na tranzystorach MOSFET Wzmacniacz 5.1 na tranzystorach MOSFET

    Całość "wepchnąłem" do obudowy T444. Wzmacniacze musiałem montować jeden nad drugim, płytki z PGA2310 są wciskane pionowo na goldpiny w PCB sterownika. Tranzystory w obwodzie stabilizacji prądu spoczynkowego zamontowałem na radiatorach, dzięki temu zmiana temperatury ma niewielki wpływ na wahania prądu. Radiatory jak widać na poniższych zdjęciach są dość duże i ciężko zagrzać je powyżej 60°C na podłączonych 6 kolumnach o impedancji 4Ω.

    Wzmacniacz 5.1 na tranzystorach MOSFET Wzmacniacz 5.1 na tranzystorach MOSFET Wzmacniacz 5.1 na tranzystorach MOSFET Wzmacniacz 5.1 na tranzystorach MOSFET Wzmacniacz 5.1 na tranzystorach MOSFET Wzmacniacz 5.1 na tranzystorach MOSFET Wzmacniacz 5.1 na tranzystorach MOSFET

    Podczas pomiarów, parametry wzmacniaczy na oscyloskopie wyglądały całkiem ładnie. Jak to brzmi? Nie jestem audiofilem, ale cenię sobie czysty dźwięk, bez żadnych "dodatków". Zaryzykuję określenie, że dźwięk na wyjściu jest po prostu neutralny.
    Wzmacniacz miał oczywiście napędzać 6 zestawów głośnikowych, ale jak to często bywa, życie zweryfikowało te plany i leży sobie na półce biurka z komputerem zasilając dwie kolumny :).

    Koszt ciężko oszacować, układy PGA2310 otrzymałem za darmo (próbki), Około 120zł zapłaciłem za transformator, jakieś 50zł za obudowę, i pewnie tyle samo kosztowały radiatory, reszta to drobnica Całość pewnie zamknęła się w okolicy 400-500zł i mnóstwem czasu z wiertarką ;).

    Dołączam pliki bmp z PCB do wykonania płytek metodą "żelazkową". Jest też wsad do mikrokontrolera w formacie intel hex, nie mogę znaleźć pliku z kodem. Wzmacniacz nieco szerzej opisałem na swojej stronie: http://grylewicz.pl/wzmacniacz-mocy-mosfet-kina-domowego/
    Załączniki:
    • wzmacniacz_mosfet_5_1.zip (134.34 KB) Musisz być zalogowany, aby pobrać ten załącznik.

    Fajne? Ranking DIY
    O autorze
    HSWG
    Poziom 21  
    Offline 
  • REKLAMA
  • #2 14857618
    fysiek
    Poziom 24  
    Posty: 801
    Pomógł: 67
    Ocena: 609
    Wygląda to całkiem przyjemnie i najważniejsze że cieszy ucho. Klasyczna konstrukcja na elementach dyskretnych. Cyfrowy potencjometr sterowany enkoderem gwarantuje, brak trzeszczenia i nienaganną równomierność poziomów kanałów nawet po 10 latach użytkowania. Pewnie gdyby to było dzisiaj jego miejsce zajął by jakiś cyfrowy przedwzmacniacz. :)
  • #3 14861547
    Konto nie istnieje
    Konto nie istnieje  
  • REKLAMA
  • #4 14861883
    yogi009
    Poziom 43  
    Posty: 14697
    Pomógł: 848
    Ocena: 2650
    Bardzo ciekawa, przemyślana konstrukcja. Widać dbałość zarówno o stronę merytoryczną, jak i o wykonanie. Brawo!
  • #5 14912916
    michas
    Poziom 23  
    Posty: 1247
    Pomógł: 43
    Ocena: 96
    Wszystko starannie zmontowane, przyczepiłbym się do paru rzeczy - płytki regulatorów umieściłbym bliżej tylnej ścianki, by nie trzeba było prowadzić tak długich przewodów sygnałowych - wiadomo dlaczego. Radiatory i tak nie "wychodzą" na zewnątrz, wiec wzmacniacze mocy zamontowałbym bliżej przedniej ścianki.
    Parę błędów na schematach np w zasilaczu C11-C16 powinno być C11-C14.
    Co jeszcze do montażu nie przepuszczałbym przewodów głośnikowych poprzez otwory w radiatorach no i te przewody przyklejone izolacją do obudowy :).

    Życzę kolejnych udanych konstrukcji.

    Pozdrawiam Michał
  • REKLAMA
  • #6 14929063
    hauerdex
    Poziom 13  
    Posty: 93
    Pomógł: 2
    Ocena: 26
    Ładna konstrukcja :)
    Podoba mi się, że jest taka "modułowa" - pewnie bardzo ułatwia to odszukiwanie ewentualnych usterek.

    Przydałby się jeszcze dekoder cyfrowego dzwięku wielokanałoweo, np. DTS... Ale to chyba drogie rzeczy są?
  • #7 15563587
    okies
    Poziom 11  
    Posty: 6
    Pomógł: 1
    Ocena: 7
    Witam. Mam pytanie jakie są rozmiary tych płytek ,bo z pliku drukuje mi w dużym rozmiarze pozdrawiam
  • #8 15613214
    PPK
    Poziom 30  
    Posty: 1951
    Pomógł: 94
    Ocena: 424
    Z pewną taką nieśmiałoscią....... :). Teoretycznie znam zasady działania akustycznych wzmacniaczy tranzystorowych i lampowych. Czy ktoś z jaśnie oświeconych, mógłby mi przybliżyć teorię pracy wzmacniacza z końcówką na MOSFET-ach. Może jestem za stary ale za cholerę nie mogę zrozumieć, jak tranzystor sterowany napięciowo, z ogromną stromością narastania napięcia, czyli praktycznie PRZEŁĄCZAJĄCY, można zastosować we wzmacniaczu m.cz. Oczywiście nie chodzi mi o wzmacniacze fabryczne (scalone/hybrydy), gdzie zasada jest PWM albo PDM + filtry, ale o kilka schematów które spotkałem na Elektrodzie, gdzie 90% schematu, to standard a tylko para końcowa to MOSFET-y??? Co to za sztuczka kusa ???
  • REKLAMA
  • #9 15616818
    HSWG
    Poziom 21  
    Posty: 337
    Pomógł: 44
    Ocena: 353
    PPK napisał:
    Z pewną taką nieśmiałoscią....... :). Teoretycznie znam zasady działania akustycznych wzmacniaczy tranzystorowych i lampowych. Czy ktoś z jaśnie oświeconych, mógłby mi przybliżyć teorię pracy wzmacniacza z końcówką na MOSFET-ach. Może jestem za stary ale za cholerę nie mogę zrozumieć, jak tranzystor sterowany napięciowo, z ogromną stromością narastania napięcia, czyli praktycznie PRZEŁĄCZAJĄCY, można zastosować we wzmacniaczu m.cz. Oczywiście nie chodzi mi o wzmacniacze fabryczne (scalone/hybrydy), gdzie zasada jest PWM albo PDM + filtry, ale o kilka schematów które spotkałem na Elektrodzie, gdzie 90% schematu, to standard a tylko para końcowa to MOSFET-y??? Co to za sztuczka kusa ???


    Zerknij na charakterystyki z datasheet choćby IRF540, do tego poczytaj tu: http://ep.com.pl/files/3118.pdf i wszystko stanie się jasne. Traktowanie MOSFET jako elementu przełączającego jest dużym i troszkę błędnym uproszczeniem. Mosfet znacznie szybciej niż bipolarny przełącza duże prądy, co słychać w górnej partii pasma akustycznego. TDA7294 ma w stopniu końcowym mesfety.
    To co piszesz o wzmacniaczach z PWM, to klasa D, dziś mocno powszechna, ale jakoś nie mogę się do niej przekonać...
  • #10 15619589
    PPK
    Poziom 30  
    Posty: 1951
    Pomógł: 94
    Ocena: 424
    O dzięki za link. Ja też jakoś nie mam przekonania do klasy D. Poczytam :)

Podsumowanie tematu

✨ W dyskusji przedstawiono konstrukcję wzmacniacza audio 5.1 na tranzystorach MOSFET, który działa od 10 lat. Użytkownik opisał, że wzmacniacz składa się z pięciu identycznych płytek o mocy 27W@4Ω (14W@8Ω) dla kanałów lewy/prawy przód i tył oraz centralnego. Wzmacniacz został zbudowany na podstawie kitów AVT z EdW 3/2002, z modyfikacjami w układzie zasilania i PCB. Uczestnicy dyskusji chwalili estetykę wykonania, modułowość konstrukcji oraz jakość dźwięku. Zwrócono uwagę na możliwość poprawy układu poprzez umiejscowienie płytek regulatorów bliżej tylnej ścianki oraz na błędy w schematach. Pojawiły się również pytania dotyczące teorii działania wzmacniaczy z MOSFET-ami oraz sugestie dotyczące dodania dekodera cyfrowego dźwięku wielokanałowego.
Podsumowanie wygenerowane przez AI na podstawie treści dyskusji.
REKLAMA