Amplificatore In Classe A Da Sperimentare

[roberto1953]

Questo amplificatore che ho provato (e non vi metto i valori dei componenti per non togliervi il piacere di sperimentare)

secondo me per quanto è semplice e migliorabile, è da riprovare,

specialmente dai dilettanti tipo me!

(Se poi volete vi metto i valori dei componenti, per come l' ho montato... io)

Come suggerimento potete provare con una tensione di alimentazione di 6...12 volt...

Una corrente a vuoto nel mosfet di 200 mA (io ho messo un IRF630 con un piccolo dissipatore)

Una induttanza non inferiore a 0,1 H (con 1... 2 ohm di resistenza massima misurata in continua)

Un altoparlante da 4 ohm

.........

[tesla88]

Beh la circuitazione non mi sembra nulla di speciale...è un source follower (o power follower come pubblicato su ESP) dove hai usato un'impedenza come "carico" ...

Sui valvolari esiste una configurazione detta parafeed che potrebbe in un certo senso essere assimilabile.Questa tipologia è conosciuta per la criticità della scelta del C di accoppiamento e credo valga lo stesso nel tuo caso.
Io proverei a sostituire l'induttanza con un generatore di corrente costante...inoltre andrebbe quantomeno stabilizzato il punto di lavoro del primo stadio che è accoppiato direttamente al secondo , sicuramente così com'è funziona male , una lieve variazione della tensione di alimentazione viene amplificata spostando il punto di lavoro del finale, inoltre immagine la bassa reiezione ai disturbi di alimentazione...ripple in primis!
La potenza è scarsa (con soli 200mA poi..) quindi salvo avere diffusori da 93-95dB -1W/1m sarà difficile apprezzare la bontà sonora di tale schema. Inoltre essendo uno schema 0 feedback, c'è sempre un discorso di fattore smorzamento basso.
Io non sono per usare molta GNFB , tant'è che sull'ultima mia realizzazione a valvole (che pubblicherò su PLC a breve) ho usato solo 6dB di feedback globale ...però con 0 feedback in una circuitazione di questo tipo c'è il rischio di colorare troppo il suono in base al diffusore usato.

[roberto1953]

L' idea è proprio quella di usare l' induttanza per non far scorrere la corrente direttamente nell' altoparlante.

Dunque io mi aspettavo una potenza resa di:

0.2*0.2*4=0.16 w

e comunque non di più

...Una potenza maggiore volendo l' avrei potuta ottenere aumentando la corrente a riposo...

ma con un maggior calore da dissipare purtroppo,

problemi che avrei risolto in qualche modo, pensavo...

...Invece il circuito, pur allora distorgendo, ma restando il suono comprensibile, si sente chiaramente che arriva ad erogare potenze superiori ai 2... 3 watt,

all' aumentare del volume...

Io non ho un oscilloscopio, ne mi preoccupo che il circuito sia mal alimentato e dunque poco stabile,

mi piacevano invece queste sue caratteristiche, entrambe da spiegare bene!

...ed entrambe dipendenti dall' accoppiamento induttanza altoparlante fatto in quel modo...

[roberto1953]

Secondo me il circuito funziona per questo motivo:

1) Il mosfet com' è montato serve a mantenere pressoché nulla la differenza di tensione alternata tra gate e source.

2) La corrente nell' induttanza resta pressoché costante...

Quindi risolvendo il nodo (source-condensatore-induttanza) dovremmo scrivere che Is+Ic+Il=K=0.2 (nel nostro caso)

e come tensione Vnodo= Vsegnale

...che se la variazione di tensione di un segnale alternato sul gate fosse di +-5V=10Vpp

la potenza effettiva ascoltata varrebbe: [10/sqrt(2)]*0.2= 1.41 Weff

(subito oltre distorgerebbe... ma nemmeno tantissimo... ad orecchio)

...Penso che in questo caso dovrò alimentare il circuito con almeno 12..14 V

dissipando una potenza massima nel Mosfet di: 14*0.2=2.8 W

(ossia doppia di quella resa ma solo quando manca il segnale....con il segnale di meno) bastandomi un radiatorino da 30 K/W

La mia considerazione iniziale è stata che nell' induttanza esiste un' energia E=(1/2)*L*I^2 che fa da volano alle variazioni anzidette

...invertendo pure la corrente ai capi dell' altoparlante (nel semiperiodo in cui restituisce un po della sua energia) che allora mantiene un feedback alto (!?)...

Insomma un amplificatore semplicissimo che con due "transisor" ci permette di passare da un qualunque segnale di 1 vpp presente su moltissime uscite audio,

a qualche e più bel wat di potenza.

Secondo me è da verificare e provare, ed è ottimo per dilettanti, a me va così!

con solo tester ed orecchio però!

Se lo provate sappiatemi dire, grazie!

[roberto1953]

...purtroppo oltre a cose secondo me giuste ho messo anche degli errori o forse meglio imprecisazioni...

ma io sono un dilettante anche vecchietto...ci vuole un po di comprensione e pazienza....

E sperimentare!!!

[roberto1953]

Riprendo questo argomento in quanto avendo un vecchio Lm741 ho provato quest' altro schema

che vorrei migliorare, se mi date dei consigli,

ci vorrei ottenere almeno 15 W, come fare...

meglio un mosfet e quale scegliere,

oppure un transistor?

In quanto vorrei costruire un amplificatore uguale per un giradischi usato, che ho trovato al mercatino.

Magari per Tesla88 che lo stesso principio impedenza-altoparlante funzionasse per davvero e anche con un buffer a valvole, pur se dovendo usare un altoparlante di impedenza più grande, di un centinaio di ohm...

per cui Tesla88 mi desse una mano...

[roberto1953]

Riprendo questo argomento in quanto avendo un vecchio Lm741 ho provato quest' altro schema

che vorrei migliorare, se mi date dei consigli,

ci vorrei ottenere almeno 15 W, come fare...

meglio un mosfet e quale scegliere,

oppure un transistor?

In quanto vorrei costruire un amplificatore uguale per un giradischi usato, che ho trovato al mercatino.

Magari per Tesla88 che lo stesso principio impedenza-altoparlante funzionasse per davvero e anche con un buffer a valvole, pur se dovendo usare un altoparlante di impedenza più grande, di un centinaio di ohm...

per cui Tesla88 mi desse una mano...

[Livio Orsini]

il vecchio 741 può fare quasi tutto, tranne che essere impiegato per audio. Se proprio vuoi sperimentare in amplificazione audio con OP, con pochi cents puoi comprare qualche altro OP che è un po' più adatto.

[tesla88]

Devi darmi un po' di tempo per fare dei calcoli, io però opterei per un generatore di corrente costante in luogo dell'induttanza.

Non dici su che impedenza vuoi ottenere 15W, su 8 ohm sarebbero circa 11Veff, quindi devi alimentare il circuito ad almeno 30Vdc...

Siccome il circuito lavora in classe A dovrai tener conto che a vuoto avrai sempre circa 40-45W da smaltire...quindi a grosse linee hai 1.5 Amp a vuoto.

Comunque hai introdotto della controreazione, cosa che non c'era nel primo schema...il 741 è un po' "scarso" per utilizzo HiFi...inoltre hai tutti i punti di lavoro non stabili.

[gabri-z]

Buon giorno a tutti !

.il 741 è un po' "scarso" per utilizzo HiFi.

Non ha mica detto Hi-Fl , ha solo detto classe A (che nel suo caso potrebbe essere attribuita alo stadio finale soltanto , se riesce a polarizzarlo in modo giusto)

.inoltre hai tutti i punti di lavoro non stabili.

P.S.

Da qualche parte nel garage dovrei avere un amplificatore , sempre col 741 , fatto lavorare soltanto sul ramo positivo (cioè niente o quasi cross )

che comanda un paio di Darlington , anche loro previsti per funzionamento in classe A (mai arrivati li per........mancanza alimentatore ).

Posso dirvi che suona oltre le mie aspettative nella AB (ed io pretendo ) Appena posso mando lo schema e una foto .

[Livio Orsini]

Gabri, fai una semplice prova.

Configura un 741 per circa 30 di guadagno, ma anche meno, caricalo con una capacità di 0.33µF circa ed eccitalo ad onda quadra, poi osserva l'uscita all'oscilloscopio. Vedrai che ad ogni fronte corrisponde una serie infinita di transitori.

Comunque lo si desume chiaramente anche dall'analisi dei data sheet dell'ampli. E' un bell'operazionale sino a che si lavora molto al di sotto del kHz, ma questo è proprio il campo di alvoro di un operazionale per gli impieghi previsti per il 741.

Visto che la persona sta sperimentando è cosa buona e giusta farlo con gli strumenti adatti.

Sugli amplificatori di potenza a FET e MOSFET in classe A c'è stata una bellissima serie di articoli, con guida alla sperimentazione, su CHF. Se Roberto ha questa passione gli consiglio vivamente di leggerli.

Modificato: 11 dicembre 2013 da Livio Orsini

[gabri-z]

Buona sera a tutti !

Configura un 741 per circa 30 di guadagno, ma anche meno, caricalo con una capacità di 0.33µF circa ed eccitalo ad onda quadra, poi osserva l'uscita all'oscilloscopio.

Non ho il coraggio , e questo non perché l' osciloscopio mi manca , ma perché i dati del 741 sono i primi che ho letto , ed è durata finché non sono riusciti a produrre i -M381/M382 (6-7 anni ). In quei tempi non entrava nel paese niente ne fisicamente ne teoricamente ;

Ho detto che suona bene , non che fa .....belle figure !

Visto che la persona sta sperimentando è cosa buona e giusta farlo con gli strumenti adatti.

Avevo capito che fosse l'unico AO a portata di mano , altrimenti , quel che dici non fa piega !

[roberto1953]

L' impedenza attraversata dalla corrente continua, funzionando da volano è insostituibile , è il cuore del circuito!

Lontani dall' Hi-Fi, tanto vale usare il 741 che un altro differenziale almeno per ora!

Io l' ho usato a gudagno unitario, solo per garantirmi che la tensione ai capi dell' induttanza fosse

il più possibile uguale a quella del segnale in ingresso, e che nel contempo stabilizzassi la corrente in assenza di segnale, anche volendo

sostituire con un transistor.

Il condensatore Cx serve a limitare la tendenza ad esaltare gli acuti di questo circuito...

...Ma sono tentativi un po così, da dilettante ripeto, che mette pure dei calcoli,

un po meglio spero di quelli fatti nell altro post...

Nel caso funzioni bene, la potenza resa sarà dunque uguale a Peff=(Vppseg^2/Zap)/2

Che ad esempio usando una corrente continua a vuoto IL = 1.414 A

Con un altoparlate da 8 ohm corrispondono, per avere una Peff=8*(1.414)^2=16w=(vppseg^2/8)/2,

vppseg=16 V

Che usando una alimentazione di 20V,

il mosfet dovrebbe allora dissipare mediamente circa 20*(1.414) una trentina di Wat.

....ma questa variazione di tensione di segnale sul gate produrrebbe la variazione di corrente che mi occorre da circa 0 a 2 A (?)...

Provatelo! se avete un oscilloscopio...

il mio circuitino assai meno potente, mi sembra che renda con buona dinamica e che funzioni come ho messo e calcolato,

diversamente che se come carico sostituisco l' induttanza con una resistenza, per la stessa corrente a vuoto.

...ma son solo uno stradilettante in questo campo!!!

L' impedenza attraversata dalla corrente continua, funzionando da volano è insostituibile , è il cuore del circuito!

Lontani dall' Hi-Fi, tanto vale usare il 741 che un altro differenziale almeno per ora!

Io l' ho usato a gudagno unitario, solo per garantirmi che la tensione ai capi dell' induttanza fosse

il più possibile uguale a quella del segnale in ingresso, e che nel contempo stabilizzassi la corrente in assenza di segnale, anche volendo

sostituire con un transistor.

Il condensatore Cx serve a limitare la tendenza ad esaltare gli acuti di questo circuito...

...Ma sono tentativi un po così, da dilettante ripeto, che mette pure dei calcoli,

un po meglio spero di quelli fatti nell altro post...

Nel caso funzioni bene, la potenza resa sarà dunque uguale a Peff=(Vppseg^2/Zap)/2

Che ad esempio usando una corrente continua a vuoto IL = 1.414 A

Con un altoparlate da 8 ohm corrispondono, per avere una Peff=8*(1.414)^2=16w=(vppseg^2/8)/2,

vppseg=16 V

Che usando una alimentazione di 20V,

il mosfet dovrebbe allora dissipare mediamente circa 20*(1.414) una trentina di Wat.

....ma questa variazione di tensione di segnale sul gate produrrebbe la variazione di corrente che mi occorre da circa 0 a 2 A (?)...

Provatelo! se avete un oscilloscopio...

il mio circuitino assai meno potente, mi sembra che renda con buona dinamica e che funzioni come ho messo e calcolato,

diversamente che se come carico sostituisco l' induttanza con una resistenza, per la stessa corrente a vuoto.

...ma son solo uno stradilettante in questo campo!!!

[Livio Orsini]

Ho detto che suona bene , non che fa .....belle figure !

No non suona bene, un comportamento simile è causa di quell'effetto detto "fatica d'ascolto". Lo ha trattato ampiamente, spiegandone le cause in modo ineccepibile, il maggior esperto vero (almeno per me, ma anche per molti altri) di HiFi italiano: Bartolomeo Aloia, ancora più di 30 sanni fa. Ilcomponente usato per esemplificare era proprio il 741.

Ripeto il 741 è ancora oggi un ottimo componente, se usato per lo scupo per cui fu progettato.

Ci sono degli ottimi autocarri leggeri, robusti veloci e affidabili, però se provi a correrci un rally ti accorgi che sono inadatti.

[roberto1953]

Livio non sono tanto ferrato sull' argomento da poter pensare all' integrato migliore!

...magari fatemi un disegnino vostro !!!

Mi era venuta invece voglia (viste le lucine del Natale ) di provare con un vecchio triodo che ho ritrovato miracolosamente intero in cantina,

volevo provare le soluzioni di questo disegno

usando dei normali trasformatori di alimentazione, dopo aver smontato i lamierini e rimontati

onde avere un traferro maggiore.

Oppure segando un nucleo toroidale...

ma come? senza mandare il pacco in corto per le sbavature

...con qualche filo diamantato forse???

...Mettendo una valvola a lavorare in questo modo avrei sicuramente poca potenza in uscita,

ma vorrei usare quegli altoparlantini molto molto ellittici, da 16 ohm,

tutti nella stessa piccola cassa acustica in polistirolo per far prima.

...forse con una decina in serie, invece di quanti disegnati,

messi nello stesso modo comunque.

Per migliorare, secondo me, (!?) la risposta dinamica della serie,

...con la soluzione A o quella B ?

Ma poi servirebbe a qualcosa oltre a far luce e calore con la valvolotta ???

[gabri-z]

Buon giorno a tutti !

Per la configurazione del finale , dovrai aspettare che qualcuno che di valvole se ne intende abbia tempo e voglia di risponderTi ; per quel che riguarda il trasformatore , so che si usavano ''lamierini'' di materiali di qualità migliore per l'audio , poi c'è anche il modo di eseguire gli avvolgimenti che è un po particolare . Non è che trovi anche un vecchio traffo di uscita , magari colleghi gli altoparlanti in serie -parallelo da riscontrare l'impedenza d'uscita del trasf , ammesso che quella del primario sia adatta al Tuo amplificatore .

Come vorresti pilotare quel amplificatore ?

[Livio Orsini]

Livio non sono tanto ferrato sull' argomento da poter pensare all' integrato migliore!

...magari fatemi un disegnino vostro

Se l'argomento in classe A con FET ti appassiona ti consiglio ancora la lettura degli articoli apparsi sull'argomento nella rivista CHF; sono veramente ben fatti e tecnicamente ineccepibili.

[roberto1953]

Magari avere sempre il tempo la vista e gli strumenti!

Ho solo voluto provare quello schema e in quei minuti che l' ho ascoltato mi piaceva.

Sullo schema della valvola mi sono dimenticato di mettere la resistenza in serie al catodo baipassata in alternata con un condensatore

nel mio caso

Il problema con la valvola è sempre lo stesso, devo garantire che la tensione di segnale sul catodo sia "identica" a quella sulla griglia,

e che per il variare della stessa tensione, possa variare il valore della corrente anodica, ad esempio da 0 a 300 mA

(per intenderci e non per discutere di linearità perché son partito da 0 mA), ad esempio usando un triodo 6c41c.

Per una potenza audio ottenuta, circa uguale al valore della dissipazione della resistenza di catodo,

che, (e non conosco i dati precisi di questa valvola) se ad esempio fosse tarata per far passare 300/2=150 mA con una tensione di griglia,senza segnale, uguale 7 V varrebbe 10/.15=66 ohm per una potenza dissipata di P=66*.15*.15= 1.5 W.

Con la valvola che ne dissiperebbe una quarantina... e che ho fatto funzionare in corrente.... ANATEMA!!!

però se ho tempo...

lo provo anche questo o no?

Con lo schema della valvola mi sono anche dimenticato di mettere la resistenza in serie al catodo schuntata con un condensatore

nel mio caso.

[roberto1953]

Il mio problema era di verificare il funzionamento del sistema induttanza, corrente continua, altoparlante,

poco sapendo con quale elettronica pilotare al meglio

e con questo ultimo circuito, il più che mi abbia funzionato bene, ad oggi,

penso di aver centrato il mio primo obiettivo, compresa la potenza.

Anche senza troppi aiuti! nonostante tanti errori...

Ora è il momento che voglio migliorare la fedeltà audio,

che pilotando un finale in classe A,

con l' integrato 741 funzionante in classe B,

non è il massimo delle soluzioni.

[gabri-z]

Buon giorno a tutti , buon giorno roberto !

se ad esempio fosse tarata per far passare 300/2=150 mA

Secondo me la corrente è elevata , qualcuno che di valvole se ne intende Te lo dirà appena può .

Per quel che riguarda il primo circuito , con il 741 , non è che lavori in classe B , ma AB , e , come giustamente Livio sottolineava , le prestazioni del 741 nel'area audio sono limitate ;se non hai voglia di provare un integrato più performante , cercherò lo schema precedentemente promessa , che migliora un pochino la risposta del 741 .

[tesla88]

Concentrandoci sulla soluzione a stato solido, vorrei capire quanta corrente hai a risposo e da quanto è l'induttanza.

L'uso dell'induttanza rispetto a un generatore di corrente costante porta a un certo beneficio a livello di rendimento.Ma sono curioso di dove hai preso un'induttanza da 0.1H che non saturi con qualche amperè di corrente continua.

Puoi provare a usare al posto del 741 un NE5532 o anche un TL082 , ma io lascerei stare gli op-amp .
Comunque sarebbe interessante una misura di banda passante e distorsione, se avessi un'induttanza del genere lo farei io, ma al massimo ho induttanze che reggono 200-300mA . . . il mio diffidare deriva dal fatto che un'induttanza che pilota un carico R-L-C quale un altoparlante sul'intera gamma audio mi lascia perplesso , su un carico resistivo non ci sarebbero grossi problemi ma su un carico complesso le cose cambiano e rischi di ritrovarti con delle risonanze, senza contare che se l'induttanza satura per la componente DC sei fregato.

Sul valvolare lascerei stare l'idea di una sorta di induttanza - autotrasformatore , un classe A con un buon trasformatore d'uscita per SE, studiare un circuito perfezionandolo per poi andare a mettere qualcosa di scadente dove c'è la maggior necessità non mi pare una scelta ottimale.

Sui 150mA che siano tanti o siano pochi è tutto da vedere, dipende dalla valvola e dalla sua Pa, dalla tensione di placca, dalla corrente di saturazione del TU, l'impedenza riflessa sul primario...

[roberto1953]

Io come induttanza ho usato il secondario a 12V di un trasformatore di alimentazione da un 50 W (ad occhio e croce 0,1-0,2 H)

che percorso da 0,5-0,8 A (cc a riposo) non mi sembra che saturi il nucleo.

Per la linearità ho preferito cercare il massimo della controreazione, mettendo l' integrato,

che sia un NE5532 invece del 741 (oppure un vecchietto Lm358, adatto ad alimentazione non duale),

per quel che costano, se trovo il tempo li proverò entrambi.

Per la stabilità meglio che la tensione del segnale in entrata sia uguale a quella in uscita (!?)

La controreazione mi sembra la cosa più importante in questo circuito, altrimenti assai distorto,

...vero !?

[Livio Orsini]

La controreazione mi sembra la cosa più importante in questo circuito, altrimenti assai distorto,

Quando fu scoperta la reazione negativa, nell'intorno del 1930 circa, sembrò la panacea universale per tutti gli apparati elettronici.

Con l'avvento dei transistori si raggiunsero tassi di controreazione incredibili.

negli anni 60-70 la Philips fece la scoperta dell'acqua calda: applicò la reazione negativa agli altoparlanti. peccato che il suono non fosse molto buono.

Solo che la reazione negativa corregge la distorsione solo dopo che questa è avvenuta.

Oramai, da qualche decennio, è opinione consolidata degli audiofili che prevenire è meglio che correggere, quindi bassi tassi di controreazione e circuitistica studiata per la massima lienarità.

La classe A, pur con il difetto del bassissimo rendimento, è soluzione circuitale in cui la distorsione è naturalmente più bassa perchè il dispositivo attivo lavora sempre in zona lineare. Se un amplificatore di classe A, senza reazione negativa, ha tassi di distorsione elevatissimi significa che non è ben studiato.

E' necesario rivederne il punto di lavoro e la retta di carico.

Solo dopo aver linerarizzato al massimo lo stadio, senza reazione negativa, si può introdurre quel tanto di controreazione necessaria e sufficiente; solitamente basta un poco di reazione di corrente di serie per raggiungere ottimi livelli di linearità.

[roberto1953]

Hai ragione Livio, la controreazione la preferisco anch' io quella minima, in questo circuito.

Ma allora invece di far correre le correnti nei labirinti degli integrati,

meglio ripartire dal circuito più semplice che ci viene in mente!

Oggi metto questo circuito, (...) pure coi dati, misurati spero all' incirca

con un multimetro da "cassettone degli affari sconto" al supermercato,

che da un po di numeri...

Come ho polarizzato? E il grado di reazione vi sembra più adatto stavolta?

(Col potenziometro ci taro il punto di lavoro... non bruciateci subito tutto!)

[Livio Orsini]

Io come prima cosa toglierei l'induttore e metterei come carico un generatore di corrente costante. Basta un BJT ed un diodo, più ovviamente un resistore, per ottenere la corrente (quasi) costante.

Potresti usare anche uno LM317 come generatore di corrente costante.

Modificato: 23 dicembre 2013 da Livio Orsini