Prosty wzmacniacz audio - czy działa i jak dobrać elementy?

Witam. Czy taki układ ma prawo działać? Jeśli tak, to jakie elementy dobrać do pierwszego stopnia, bo nie mam pojęcia, jak się za to zabrać.

Czy w ogóle rozumiesz, jak on ma działać?

Chyba tak.

T2 jest źle narysowany. Emiter PNP powinien być do wyjścia. Jeśli ma być do masy, to musi być NPN.

A co chcesz uzyskać? Chcesz mieć wzmacniacz czy się uczyć, a jeśli uczyć, to na jakim poziomie zaawansowania? Układowi sporo brakuje do normalnego wzmacniacza, ale jako temat do nauki jest akceptowalny. Ta nauka może długo trwać z takiego poziomu.

Współczesne wzmacniacze buduje się zazwyczaj jako trzystopniowe pochodne od topologii Lin. Taka konstrukcja jest prostsza i lepsza niż to, co uzyskasz, budując każdy stopień oddzielnie.

Pierwszy problem Twojego układu to małe wydajności prądowe z rezystorów R1 i R2 (a także prąd z T3). Czy liczyłeś, ile prądu trzeba dostarczyć do bazy tranzystora?

Nie liczył, bo w podstawach to jest pomijane. Są tylko wyjaśnione zasady działania. Początkujący nie ma szans tego poprawnie zaprojektować.

Przykład, że tak spolaryzowany stopień wyjściowy ogranicza już przy 0,8 V/100 mA, bo mu brakuje prądu bazy:



Zbocznikowanie diod kondensatorem poprawiłoby sytuację, bo prąd bazy nie płynąłby tylko z rezystora ale i ze stopnia poprzedzającego

LEDówki napisał:

Nie liczył, bo w podstawach to jest pomijane. Są tylko wyjaśnione zasady działania. Początkujący nie ma szans tego poprawnie zaprojektować.

Zależy, czego się uczył; jak zna podstawy, to z małą pomocą stworzy coś, co zadziała, choć nie będzie optymalne ani pod względem liczby elementów, ani zniekształceń, ani mocy maksymalnej (spadku napięcia na tranzystorach).

Na poziomie szkoły średniej wiedza jest bardzo skąpa. Same ogólniki, śladu informacji o tym, że tranzystor jako klucz pracuje przy wzmocnieniu 10. W obszarach aktywnych tylko podstawowe charakterystyki bez wyjaśnienia, jak to zastosować i jakie są konsekwencje różnych charakterystyk. Ze wzmacniaczy przeciwsobnych tylko informacje o klasach pracy. Śladu informacji o SOA. Na czuja można po takiej szkole dobierać zamienniki tranzystorów do wzmacniaczy, ale zaprojektować coś użytecznego to już trudno. Lepiej wychodziły układy cyfrowe, ale też bez rzetelnej literatury ciężko coś zaprojektować. W książce "24 układy dla domu" podane były błędne wzory na stałą czasową układu 74121. Artykuły w Radioelektroniku - były schematy, ogólny opis działania bez śladu wytłumaczenia, jak to było liczone. Nie taki był cel pisma. Amator miał dostać schemat, złożyć układ i uruchomić. W PE były zasady działania.

Diody D1 i D2 są po to, żeby z końcówki zrobić klasę AB.
Wpinanie się z sygnałem sterującym pomiędzy diody to podstawowy błąd merytoryczny.
Sygnałem sterującym wchodzi się w bazę BD139 lub w bazę BD140.

Testowałem kiedyś w LTspice prosty wzmacniacz mojego pomysłu. Mam jeszcze kilka takich konstrukcji, w tym i takie z wzmacniaczem operacyjnym.

Autor chyba porzucił temat po tym, jak się okazało, że trzeba jednak popracować.

jaeger napisał:

Testowałem kiedyś w LTspice prosty wzmacniacz mojego pomysłu. Mam jeszcze kilka takich konstrukcji, w tym i takie z wzmacniaczem operacyjnym.

Ciekaw jestem, na ile wzorowałeś się na podobnych konstrukcjach, na ile czytałeś, jak to się robi, a ile wymyślałeś. Wygląda jak pochodna popularnego wzmacniacza pozbawiona kilku powszechnie stosowanych usprawnień. Jest kilka rzeczy, które można by zrobić lepiej, zacząłbym od usunięcia niestabilności, dodaj kondensator do C-B Q4.
Tak się wzbudza, wystarczy tylko go trochę pobudzić. W konstruowaniu nie można liczyć na szczęście, jak pętla USZ jest na granicy stabilności, to zobaczysz te oscylacje w realnym układzie.

1. Oczywiście że wcześniej przeglądałem różne schematy i siłą rzeczy się nimi inspirowałem.

2. Omawiany układ zrobiłem dla zabawy/nauki ale też aby zobaczyć czy da się zbudować prosty zamiennik dla wzmacniacza do radia kuchennego jak np Taraban itp.
Chodziło mi także o to aby układ był w miarę prosty i dobrze tłumił tętnienia zasilania.
Tak jak już pisałem testowałem wiele takich układów i tak np układy na 3 tranzystorach miały dość słabe tłumienie tętnień zasilania.
Chyba najlepiej w tym aspekcie wychodziły wzmacniacze z opampem na wejściu.

3. Zwróciłem także uwagę na to że w układzie zasilanym pojedynczym słabo filtrowanym napięciem należy dobrze filtrować napięcie polaryzujące wejście wzmacniacza i stąd tutaj są różne kombinacje z kondensatorami , zenerami.

4. Nie wpadłem na to aby dodać na wyjściu źródło prądowe jako obciążenie. Gdy testowałem w LTspice zasilacze to takie źródło ustawiałem jako active load bo bez tego symulator w moim odczuciu dziwnie się zachowywał. Czyli np wymuszał z wyjścia prąd przekraczający próg działania zabezpieczenia przeciążeniowego co jest niemożliwe w realnym układzie.

5. Zrobiłem też drobną zmianę we wzmacniaczu tj zamiast tranzystora pnp zastosowałem npn czyli w układzie Sziklaya. Może dobrze by było zmniejszyć prąd pary różnicowej ? Wystarczy zmienić wartość R1. Można także zamiast D3 i D5 zastosować led'a co w rzeczywistym układzie zajmie nieco mniej miejsca no i cieszy mnie gdy cos się świeci . Chyba że to jest tranzystor no to już niekoniecznie

jaeger napisał:

do radia kuchennego jak np Taraban itp.
Chodziło mi także o to aby układ był w miarę prosty i dobrze tłumił tętnienia zasilania.

Zamioast się męczyć ze wzmacniaczem robionym na piechotę i to w dodatku z niezbyt poprawnego schematu prościej i lepiej sprawdziłby się jakiś prosty układ na scalaczku.
Oczywiście, o ile to ma być coś funkcjonalnego - natomiast jeśłi w celu nauki, to tym bardziej : Można złożyć na stole , i na spokojnie poprawiać, kombinować, mierzyć...

jaeger napisał:

2. Omawiany układ zrobiłem dla zabawy/nauki ale też aby zobaczyć czy da się zbudować prosty zamiennik dla wzmacniacza do radia kuchennego jak np Taraban itp.
Chodziło mi także o to aby układ był w miarę prosty i dobrze tłumił tętnienia zasilania.
Tak jak już pisałem testowałem wiele takich układów i tak np układy na 3 tranzystorach miały dość słabe tłumienie tętnień zasilania.
Chyba najlepiej w tym aspekcie wychodziły wzmacniacze z opampem na wejściu.

Proste wzmacniacze WE nie tłumią tętnień, wzmacniacz różnicowy tłumi, tłumią układy ze źródłami prądowymi. We wzmacniaczu op. masz tylko źródła prądowe jako obciążenia. Inny sposób na tłumienie tętnień to duże wzmocnienie pętli wtedy sprzężenie zwrotne tłumi tętnienia.

jaeger napisał:

4. Nie wpadłem na to aby dodać na wyjściu źródło prądowe jako obciążenie. Gdy testowałem w LTspice zasilacze to takie źródło ustawiałem jako active load bo bez tego symulator w moim odczuciu dziwnie się zachowywał. Czyli np wymuszał z wyjścia prąd przekraczający próg działania zabezpieczenia przeciążeniowego co jest niemożliwe w realnym układzie.

Standardowym sposobem testowania stabilności jest podanie przebiegu prostokątnego na wejście i obserwacja co się dzieje zaraz po zboczu. Tu zrobiłem inaczej, ale bez jakiegoś głębszego uzasadnienia.

jaeger napisał:

5. Zrobiłem też drobną zmianę we wzmacniaczu tj zamiast tranzystora pnp zastosowałem npn czyli w układzie Sziklaya.

Układy Szikaiego mają większą transkonduktancję przez co rezystancja wejściowa jest mniejsza. Jednak największą wadą twojego ukąłdu pozostaje asymetria stopnia wyjściowego. Dlaczego od góry pracuje sam Q2 a od dołu Q4 i Q6? Takie rozwiązanie jest przyczyną zniekształceń na poziomie 1%, niby wzmacniacz do radia to nie HiFi ale skoro tak mogłeś nie dawać Q6.
Lepszy układ Sziklaiego pogorszy i tak dużą asymetrię

Zrobiłem w symulacji odejmowanie sygnału wyjściowego od sygnału wejściowego pomnożonego (wzmacniacz idealny)
Wychodzi coś takiego:

0-0,5ms to praca Q2 i tu brakuje wzmocnienia pojawia się różnica 110mV, 0,5ms-1ms to praca Q5,Q6 spadek napięcia jest dużo mniejszy.

jaeger napisał:

Może dobrze by było zmniejszyć prąd pary różnicowej ? Wystarczy zmienić wartość R1. Można także zamiast D3 i D5 zastosować led'a co w rzeczywistym układzie zajmie nieco mniej miejsca no i cieszy mnie gdy cos się świeci .

Zmniejszanie prądu pary różnicowej ograniczy szybkość narastania (po kompensacji). D3,D5 lepiej zamienić na tranzystor w układzie mnożnika Ube i przykręcić do radiatora razem z wyjściowymi

kesspieter napisał:

Czy taki układ ma prawo działać?

Oprócz tego, że tranzystor T2 jest źle podłączony, to: (1) sygnał na kolektorze T3 będzie znacznie słabszy, niż na wejściu; (2) dla podanych oporników zakres zmian napięcia na połączeniu C3 z diodami będzie w najlepszym wypadku około 1/4 napięcia zasilania; (3) przy takim podłączeniu tranzystorów wyjściowych nagrzewały mi się tak, że parzyły - trzeba było dodać oporniki w emiterach, i wtedy były zimne; (4) brak ujemnego sprzężenia zwrotnego spowoduje spore zniekształcenia.

Proste i sensowne układy wzmacniaczy stosowano np. w magnetofonach kasetowych MK 125, MK 122, gramofonach Mister Hit, Party Hit - można znaleźć ich schematy w sieci, 4 tranzystory na wzmacniacz.

jaeger napisał:

1. Oczywiście że wcześniej przeglądałem różne schematy i siłą rzeczy się nimi inspirowałem.

Przestaw obliczenia dla układu post #12.

jaeger - na początek naucz się jak zaprojektować wzmacniacz na jednym tranzystorze.
Bo układ #12 to kilka takich wzmacniaczy połączonych kaskadowo.

jaeger napisał:

Gdy testowałem w LTspice

Ten program nie nauczy projektowania.

Z #12 wniosek : nie wiesz jak działa układ który zaprojektowałeś.

>>21745995
Co chcesz wiedzieć ? Jakie prądy płyną w układzie ? To da się policzyć na kolanie.
Gdybym nie wiedział jak to działa to bym tego nie narysował.

napisał:

Gdybym nie wiedział jak to działa to bym tego nie narysował.

Słusznie, nie daj się trollować. Mamy na forum kilku trolli, nigdy nie widziałem żeby jeden czy drugi troll kiedykolwiek pokazał że potrafi cokolwiek policzyć, lub przeanalizować. Rzucają tylko oskarżenia "nie wiesz" "nie potrafisz" a kiedy dyskusja schodzi na tematy poważniejsze niż prawo Ohma i beta=Ic/Ib, trolle zawsze znikają.

Pytałem dlaczego wybrałeś niesymetryczny stopień wyjściowy, gdzie za dodatnie połówki odpowiada jeden tranzystor a za ujemne dwa. Moim zdaniem to jest do poprawy.

>>21746457 Pomyślałem że to pozwoli uzyskać większą amplitudę na wyjściu. Podobnie jest zbudowany wzmacniacz w Radmor'ze 5102. Być może też gdyby impedancja głośnika była większa to stopień mocy nie musiałby być w układzie darlingtona i wzmacniacz miałby 4 tranzystory. Taki prosty wzmacniacz choć w innej topologii był w odbiorniku DIORA Ślęża DMT-312. https://www.oldradio.pl/foto_schematy/sch00693.jpg

jaeger napisał:

>>21745995
Co chcesz wiedzieć ? Jakie prądy płyną w układzie ? To da się policzyć na kolanie.

Jeżeli obliczyłeś to podaj wartości prądów i napięć.
#12

jaeger napisał:

Można także zamiast D3 i D5 zastosować led'a co w rzeczywistym układzie zajmie nieco mniej miejsca no i cieszy mnie gdy cos się świeci .

Nie można tak zrobić.

Jeśli chcesz robić wzmacniacz tranzystorowy, to zobacz np. w temacie Schemat prostego wzmacniacza tranzystorowego dla początkującego elektronika #3, #21, #24, #26, #37. Zwróć zwłaszcza uwagę na konstrukcje zawierające 4 tranzystory: 2 NPN i 2 PNP. Zauważ, że parę układów ma bootstrap i na wejściu (zwiększa impedancję wejściową), a chyba wszystkie na wyjściu (zwiększa amplitudę napięcia na wyjściu); układ O.R. "Ślęża" też ma bootstap na wyjściu.

jaeger napisał:

Pomyślałem że to pozwoli uzyskać większą amplitudę na wyjściu.

Mogłeś zrobić bootstrap

Autorze, jeżeli chcesz dogłębnie zrozumieć, jak taki wzmacniacz zaprojektować - zajrzyj na kanał Aleksandra Burda. Bardzo dobry dydaktyk, a ten układ też niczego sobie.

Ja bym sobie darował męczenie wzmacniaczy tylko na bipolarnych, bo da się to zrobić mądrzej w oparciu o MOSFETy, tak jak tutaj: https://youtu.be/5mvCj1YX92Q?si=Gkqg5GfLuwDtYWpA

A jeśli szukasz czegoś prostego - zrób sobie diamond buffer z bootstrapem. Układ jest banalny do zrozumienia, jeśli rozumie się zasadę działania wtórnika emiterowego i bootstrapowania. Tylko że to jest wtedy klasa A.

filipcichowskidev napisał:

Ja bym sobie darował męczenie wzmacniaczy tylko na bipolarnych, bo da się to zrobić mądrzej w oparciu o MOSFETy, tak jak tutaj: https://youtu.be/5mvCj1YX92Q?si=Gkqg5GfLuwDtYWpA

Koncepcja wzmacniacza low-dropout jest ciekawa, ale nie dla początkującego - nie zrozumie, jak to działa, a jakiś mały błąd, może użycie podobnego elementu, i układ może być niestabilny. A film trwa ponad godzinę.

>>21768951

Najważniejsze pytanie jakie musi sobie zadać w tym miejscu autor tematu brzmi: co ja właściwie chcę osiągnąć?

Jeśli chce po prostu ulepić cokolwiek, co działa - może wybrać schemat stopnia końcowego z jakiegoś radia tak jak poleciłeś, poskładać, ustawić prądy zgodnie z instrukcją serwisową odbiornika z którego układ pochodzi i powinno działać.

Jeżeli chce zrobić działający układ, zrozumieć jak działa, pobawić się nim, ale nie chce projektować od podstaw - polecałbym obejrzeć to: https://youtu.be/S7jrirsfkNw?si=xRwv2OmGPFo5VUlg potem złożyć coś wybranego przez Ciebie, doczytać, jak to opracowanie działa, uruchomić, pomierzyć i co ważne - pobawić się tym układem, zobaczyć, jak reaguje na zmiany wartości poszczególnych elementów posiłkując się oscyloskopem. To już jest rozwojowe.

Trzecia ścieżka, którą cenię najbardziej - zaprojektować coś samemu, potem to odpalić i pomierzyć. W tym pomogą filmiki Alka, na pewno dobrze jest przeczytać tę książkę https://nick.desmith.net/Data/Books%20and%20M...wer%20Amp%20Design%20Handbook%204th%20Edn.pdf tylko, że proces jest czasochłonny, ale bardzo edukujący. Ile radochy miałem, gdy po miesiącu uruchomiłem swój pierwszy wzmacniacz 10W ze sprzężeniem stałoprądowym, THD < 1% w klasie AB. Parametry bez szału, ale TA satysfakcja

Może i filmik Alka trwa ponad godzinę, ale jeśli ktoś ma zapał to godzina zleci ot tak.

Wszystko zależy od podejścia autora, ja lubię się rzucać na głęboką wodę i nawet jako początkujący bardzo lubiłem chłonąć teorię, następnie uruchamiać układy, czasem coś wybuchnie, ale wystarczy mieć okularki i zasilacz z ograniczeniem prądowym, przy takich napięciach i prądach nic się nikomu nie stanie o ile się zadba o BHP.

@jaeger wybierz swoją ścieżkę