Jump to content

Усилители мощности - TIPok x1 и TIPok x2


Recommended Posts

Усилитель мощности, речь о котором пойдет в данной статье, является идеологическим наследником усилителей мощности - ПУБЛП и Падик. Как и прежде, основной задаче при разработке схемы усилителя, было получение максимально высоких качественных параметров при минимальном количестве используемых деталей и "без лишних понтов". Кроме этого, немаловажное внимание было уделено конструктивному исполнению авторской печатной платы, при создании которой, автор стремился минимизировать количество транзисторов требующих установки на радиатор. Для достижения последнего, пришлось отказаться от мощного предвыходного каскада и применить составные биполярные транзисторы в выходном каскаде усилителя. По соотношению цена/параметры и по доступности, наиболее подходящими составными биполярными транзистора для выходного каскада УМЗЧ, является комплементарная пара транзисторов - TIP142/TIP147. Взглянув на названии усилители и наименование модели транзисторов выходного каскада, становится понятно, от чего произошло название усилителя описанного в данной статье.

image.png.75f9cd758f1bee9e0db5e2fe08781d18.png

image.png.998adf41810d4307cd8b81429fd32f15.png

image.png.515782a47a8d324fa68e61ec1b9f52bf.png


Устаревшая вервия статьи на сайте Паяльник - https://cxem.net/sound/amps/amp253.php

Полные и актуальные версия статей: одноканальная версия и двухканальная версия.
Автор оставляет за собой право вносить изменения в статью и связанные с нею материалы. Актуальная версия версия статьи находиться по ссылке выше.

Печатные платы:

- Одноканальная версия TIPok x1 TIPOKx1.01.rar
- Двухканальная версия TIPok x2 TIPOKx2.00.rar

 

Илья
Сообщество в ВК - https://vk.com/nem0_audio | Канал Дзен - https://dzen.ru/nem0_audio

 

Link to comment
Share on other sites

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

В статье на dzen.ru   "Усилитель мощности - TIPok x1"  :

"Усилитель напряжения построен по каскодной схеме. 
Первый транзистор усилителя напряжения (VT15) - составной, 
что позволило значительно повысить усиление этого каскада. 
 В качестве транзистора VT15, допускается использовать 
НЕ составной биполярный транзистор, например 2N5551, 
однако при этом ухудшаться объективные технические характеристики усилителя"

 

 

 

Не согласен.

Применение  VT15  составного транзистора MPSA13
 НЕ позволило значительно повысить усиление этого каскада. 

Сравним графики усиления усилителя с разомкнутой ООС :

первый график с дарлингтоном MPSA13  -  60,2 dB на  20 КГц,

а второй график с не составным транзистором 2N5551 -  60,1 dB на  20 КГц.

(Чтобы получить петлевое усиление, необходимо вычесть 30,6 dB )

 

Причем выбор в VT15 2N5551 неудачный,  напряжение Uкэ меньше 5v и равняется

( напряжение стабилитрона 3,9v  минус    Uбэ VT10   минус  падение на R37 ),

На третьем графике показано, что Hfe 2N5551 ухудшаются при Uкэ ниже 5v.

 

TIPok     Ку.png

TIPok     Ку 1.png

2N5551  Hfe.png

 

 

К конденсаторам С1 и С19  Необходимо добавить электролиты, например 470мкФ.

 

Сравним графики коэффициента подавления нестабильности питания (PSRR).

На втором графике добавлены С 470мкФ.

 

TIPok     PSRR   1.png

TIPok     PSRR   470.png

Link to comment
Share on other sites

Привожу уточнение. 

Графики подавления нестабильности питания  ( PSRR ).

PSRR -      С1=С19=1мкФ

TIPok 2    PSRR   1 - ось.png

 

PSRR -      С1=С19=1мкФ + 470мкФ

TIPok 2    PSRR   470 -.png

 

 

PSRR +      С1=С19=1мкФ

TIPok 2    PSRR   1 +.png

 

PSRR +      С1=С19=1мкФ + 470мкФ

TIPok 2    PSRR   470 +  .png

Edited by Alex_63
Link to comment
Share on other sites

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650. 

Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

8 часов назад, Alex_63 сказал:

Применение  VT15  составного транзистора MPSA13
 НЕ позволило значительно повысить усиление этого каскада

Сравним графики усиления усилителя с разомкнутой ООС :

первый график с дарлингтоном MPSA13  -  60,2 dB на  20 КГц,

а второй график с не составным транзистором 2N5551 -  60,1 dB на  20 КГц.

Это смотря как сравнивать. На 20 кГц - может быть и нет значительной разницы, а вот на остальных частотах (ниже 1 кГц), она есть и это видно по вашим же графикам. 

8 часов назад, Alex_63 сказал:

выбор в VT15 2N5551 неудачный

Этого транзистора там и не должно быть. Вариант для тех, кто не может или не хочет устанавливать то, что указано в схеме. 

8 часов назад, Alex_63 сказал:

К конденсаторам С1 и С19  Необходимо добавить электролиты, например 470мкФ.

Может быть на другой печатной плате - на этой для них нет места.

Илья
Сообщество в ВК - https://vk.com/nem0_audio | Канал Дзен - https://dzen.ru/nem0_audio

 

Link to comment
Share on other sites

Новый аккумулятор EVE серии PLM для GSM-трекеров, работающих в жёстких условиях (до -40°С)

Компания EVE выпустила новый аккумулятор серии PLM, сочетающий в себе высокую безопасность, длительный срок службы, широкий температурный диапазон и высокую токоотдачу даже при отрицательной температуре. 

Эти аккумуляторы поддерживают заряд при температуре от -40/-20°С (сниженным значением тока), безопасны (не воспламеняются и не взрываются) при механическом повреждении (протыкание и сдавливание), устойчивы к вибрации. Они могут применяться как для автотранспорта (трекеры, маячки, сигнализация), так и для промышленных устройств мониторинга, IoT-устройств. Подробнее параметры и результаты тестов новой серии PLM по ссылке.

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

7 часов назад, Nem0 сказал:

Это смотря как сравнивать. На 20 кГц - может быть и нет значительной разницы, а вот на остальных частотах (ниже 1 кГц), она есть и это видно по вашим же графикам. 

Применение в VT15 одинарных транзисторов BC547B, BC550C, BC337  --

усиление усилителя с разомкнутой ООС на 40Гц       больше на 2-3dB, чем  при применении дарлингтона MPSA13.

Усиление  на 20 КГц - равно.

Link to comment
Share on other sites

Организация питания на основе надежных литиевых аккумуляторов EVE и микросхем азиатского производства

Качественное и безопасное устройство, работающее от аккумулятора, должно учитывать его физические и химические свойства, профили заряда и разряда, их изменение во времени и под влиянием различных условий, таких как температура и ток нагрузки. Мы расскажем о литий-ионных аккумуляторных батареях EVE и нескольких решениях от различных китайских компаний, рекомендуемых для разработок приложений с использованием этих АКБ. Представленные в статье китайские аналоги помогут заменить продукцию западных брендов с оптимизацией цены без потери качества. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

2 часа назад, Alex_63 сказал:

Применение в VT15 одинарных транзисторов

Очень сомневаюсь, что в реальной жизни общее усиление схемы с одинарным транзистором будет больше, чем с составным.

Общее усиление схемы - есть произведение коэффициентов усиления отдельных каскадов. При уменьшении Ку отдельного каскада, общий Ку схемы возрасти никак не может. 

Мне кажется ваша ошибка в том, что вы оцениваете усиление по одному-двум значениям Ку на каких-либо конкретных частотах, тогда как усиление стоило бы оценивать как площадь фигуры ограниченной графиком зависимости Ку от частоты (либо как разность площадей фигур, когда мы сравниваем усиление в одно и другом случаях). 

image.png.c071f73428c6c239bc851a5057b2f546.png

Илья
Сообщество в ВК - https://vk.com/nem0_audio | Канал Дзен - https://dzen.ru/nem0_audio

 

Link to comment
Share on other sites

Литиевые батарейки и аккумуляторы от мирового лидера  EVE в Компэл

Компания Компэл, официальный дистрибьютор EVE Energy, бренда №1 по производству химических источников тока (ХИТ) в мире, предлагает продукцию EVE как со склада, так и под заказ. Компания EVE широко известна в странах Европы, Америки и Юго-Восточной Азии уже более 20 лет. Недавно EVE была объявлена поставщиком новых аккумуляторных элементов круглого формата для электрических моделей «нового класса» компании BMW.

Продукция EVE предназначена для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

В симуляторе...
Тогда как в реальной жизни, в даташите имеем следующие цифры:

Максимальный теоретический Ку BC546C (при самых благоприятных условиях) - 800 раз (реально - гораздо меньше).
Минимальный Ку MPSA13 (при рабочем токе в схеме - 6 мА) - приблизительно 2000-3000 раз

Исходя из выше указанных значений, есть большие сомнения в корректности моделей виртуальных транзисторов.

Илья
Сообщество в ВК - https://vk.com/nem0_audio | Канал Дзен - https://dzen.ru/nem0_audio

 

Link to comment
Share on other sites

Мой симулятор тоже показывает, что с BC546 получается самое большое общее усиление. Вы правы и я понял в чем моя ошибка. Почему-то я подумал, что с составным транзистором имеем ОЭ+ОЭ-ОБ, но ведь на самом деле мы имеем ОК+ОЭ-ОБ, а значит усиление первого транзистора составника не играет роли, погоду делает только второй транзистор составника. 

image.png.a0a975a57399c7b6cfbcd1145a995f06.png

Илья
Сообщество в ВК - https://vk.com/nem0_audio | Канал Дзен - https://dzen.ru/nem0_audio

 

Link to comment
Share on other sites

12 часов назад, Nem0 сказал:

но ведь на самом деле мы имеем ОК+ОЭ-ОБ, а значит усиление первого транзистора составника не играет роли, погоду делает только второй транзистор составника. 

С чего бы вдруг дарлингтон стал отдельно работать? ОЭ он.
Просто транзисторы разные. Как и модели.:D

12 часов назад, Nem0 сказал:

что с составным транзистором имеем ОЭ+ОЭ-ОБ,

:yes:

Pushpull - сказочный зверь тяни-толкай.

Link to comment
Share on other sites

42 минуты назад, HAKAS сказал:

С чего бы вдруг дарлингтон стал отдельно работать?

А вы представляете как внутри устроен составной транзистор?

image.png.d1c2edb904af7d4e6d8718b402d76948.png

 

Переносим на схему усилителя, получаем:

erfe.png.027bac92209f6a6c9526c89a41aac576.png

Как называется схема включения первого внутреннего транзистора сборки MPSA13 - ОЭ? :D

Илья
Сообщество в ВК - https://vk.com/nem0_audio | Канал Дзен - https://dzen.ru/nem0_audio

 

Link to comment
Share on other sites

6 минут назад, Nem0 сказал:

Переносим на схему усилителя, получаем:

Да это понятно.

Мне кажется, нельзя так рассматривать - ведь коллектор первого включен туда же, куда и второго в паре.
Если, как в ОМ, посадить этот коллектор на землю - получим повторитель. А тут - только первый ОЭ в паре.

Pushpull - сказочный зверь тяни-толкай.

Link to comment
Share on other sites

39 минут назад, HAKAS сказал:

Если, как в ОМ, посадить этот коллектор на землю - получим повторитель

Здесь абсолютно тоже самое. Если бы первый транзистор участвовал в усилении напряжения, то было бы как я написал в статье - с составником мы бы получили резкое увеличение общего усиления схемы, но этого не происходит, что мы и видим по результатам моделирования. Чтобы первый транзистор начал участвовать в усилении напряжения, база второго транзистора должна подключаться к коллектору первого, а не его эмиттеру. 

Кстати, интересно то, что в ОМ2.7 я планировал применить составник МПСА13 в той же схеме включения, но поняв что это не добавляет усиления - отказался. MPSA13 даже успел засветился на первой, опытной партии плат ОМ2.7. В финальной версии он был заменен на BC550.

IMG_20180323_204239.jpg.41fddbc184527efa0351c128ea33ec1c.jpg

Прошло время, я обо всем этом благополучно забыл и допустил этот просчет в усилителе ТИПок :D

Илья
Сообщество в ВК - https://vk.com/nem0_audio | Канал Дзен - https://dzen.ru/nem0_audio

 

Link to comment
Share on other sites

7 минут назад, Nem0 сказал:

с составником мы бы получили резкое увеличение общего усиления схемы,

У составного больше входное. Чтобы получить КУ на КУ, то надо снимать сигнал с коллектора первого и подавать на базу второго. Но это не дарлик получится.

Получается, первый в дарлингтоне усиливает, но меньше. В сумме большую роль по усилению играет второй в паре.

Надо в симе посмотреть сигнал с коллекторов, разделив их резисторами.

Pushpull - сказочный зверь тяни-толкай.

Link to comment
Share on other sites

6 минут назад, HAKAS сказал:

У составного больше входное.

Было бы, если бы не внутренний резистор 8 кОм, включенный между базой и эмиттером первого транзистора.

6 минут назад, HAKAS сказал:

Чтобы получить КУ на КУ, то надо снимать сигнал с коллектора первого и подавать на базу второго.

Я об этом же писал выше ;)

 

Илья
Сообщество в ВК - https://vk.com/nem0_audio | Канал Дзен - https://dzen.ru/nem0_audio

 

Link to comment
Share on other sites

10 минут назад, Nem0 сказал:

если бы не внутренний резистор 8 кОм

Не тот транзистор выбрал?:D

Надо дарлик без первого резистора.

Хотя у мелких везде он стоит, НЯП.:unknw:

Pushpull - сказочный зверь тяни-толкай.

Link to comment
Share on other sites

В принципе это была не лучшая идея и опыт разработки ОМ2.7 это показал, но чет я забыл об этом к моменту создания усилителя ТИПок. 

Илья
Сообщество в ВК - https://vk.com/nem0_audio | Канал Дзен - https://dzen.ru/nem0_audio

 

Link to comment
Share on other sites

  • 1 month later...

Была авария, часть транзисторов сгорела. Выпаял неисправные, поставил новые. Все транзисторы и диоды на плате прозваниваются как рабочие. Но звук с искажениями и загорается светодиод на плате, даже на низкой громкости. На что обратить внимание в первую очередь ?

Link to comment
Share on other sites

В 15.11.2023 в 16:56, Nem0 сказал:

Было бы, если бы не внутренний резистор 8 кОм, включенный между базой и эмиттером первого транзистора.

Это вечный и очень интересный вопрос. Некоторые считают, что сигналы на базе и эмиттере одинаковые и синфазные, и значит получается, что тока через этот резистор нет, и роли для Rвх он не играет независимо от номинала.

Link to comment
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Unfortunately, your content contains terms that we do not allow. Please edit your content to remove the highlighted words below.
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...
 Share

  • Recently Browsing   0 members

    • No registered users viewing this page.
×
×
  • Create New...