Amplificatore In Classe A Da Sperimentare

[roberto1953]

Livio il problema in discussione era un altro!!!

E basta risolvere questo problema teorico per capire tutte le differenze che volevo farvi intendere...

Dato il circuito del disegno c' è da calcolare il valore significativo della potenza resa ai capi dell' altoparlante,

rispetto a quella totale dissipata,

alternando le tre parti del circuito disegnate 1-2-3.

[gabri-z]

Buon giorno a tutti !

c' è da calcolare il valore significativo della potenza resa ai capi dell' altoparlante,
rispetto a quella totale dissipata,

Esprimere in formule quello che dici non posso , ma , ad occhio , mi pare che il rendimento migliore (elettrico e sopratutto acustico) lo abbia proprio la configurazione che hai scartato .Qualcuno mi darà le bastonate se ho detto delle str...te.(ben vengano !)

Questo se parliamo solo e solo delle varianti da Te presentate !

[Livio Orsini]

Livio il problema in discussione era un altro!!!

Assolutamente no!

Tu vanti prestazioni mirabolanti ed io ti chiedo le modalità di verifica di queste prestazioni.

Prima hai scritto che questo circuito "incantava" poi, a lmessaggio #49 scrivi: "...e sfido chiunque ad ottenere lo stesso risultato, con un resistore come carico o simili."

Ebbene io ti ho chiesto di dichiarare questi risultati ed il metodo usato per determinarli. Ma tu, come sempre, svicoli. L'anci il sasso poi ti nascondi.

c' è da calcolare il valore significativo della potenza resa ai capi dell' altoparlante,

Come calcolarla te l'ho spiegato nel #48 e prima ancora te lo ha spiegato Tesla.

E' sempre stabilito dalla legge di ohm, punto!

Il rendimento massimo teorico di un amplificatore di classe A non supera il 25%, ovvero se lo stadio finale assorbe 100W dall'alimentatore trasferisce solo 25W al carico. Questo in teoria, in pratica anche qualche cosa meno.

Il tuo ampli, se alimentato con 14 V, potrà trasferire al carico, in linea puramente teorica, meno di 4.25Weff, significa che assorbirà almeno 17 W dall'alimentatore. Questo in teoria, in pratica le cose peggiorano un poco.

Non i sono soluzioni miracolose, i rendimenti sono sempre quelli.

Chissà perchè ogni tanto c'è qualcuno che riscopre il moto perpetuo.

Modificato: 31 dicembre 2013 da Livio Orsini

[Livio Orsini]

Esprimere in formule quello che dici non posso , ma , ad occhio , mi pare che il rendimento migliore..

Gabri-z, non c'è tanto da scervellarsi. Basta prendere in considerazione le curve caratteristiche Id = f(V_ds) per V_gs = K del Mosfet e tracciare la retta di carico.

Si faceva così per i tubi, si fa così per i transistors a giunzione e sempre così si fa per FET e MOSFET.

L'elettronica evolve tecnologicamente ma la teoria rimane sempre valida.

Qualsiasi testo di elettronica circuitale ti dice la medesima cosa.

Nello scaffale che ho dietro di me, da sempre tra i vari testi, ci sono alcuni testi sacri: gli Olivieri & Ravelli per l'elettrotecnica, il Dilda, il Terman, il Millman, per i circuiti elettronici, il Ritchie & Kernighan Per il "C" oltre al "Reference data for Radio Engineering" della ITT.

Su tutti i testi di eelttronica circuitale la configurazione di amplificazione lineare in classe "A" è sempre indicata con un rendimento <=25%, mentr la classe "B" è data per <=50%.

Trucchi, escamotages, ed altri arzigoigolii non trovano posto nelle studio scentifico.

Passano i decenni ma legge di ohme è sempre uguale e sempre valida!

Puoi mettere un volano (induttore o condensatore) ma l'energia qualcuno la deve fornire. Il volano può solo immagazzinare l'energia e renderla per "spianare" i picchi di richiesta, non può fare miracoli e moltiplicare pani e pesci. E' successo una volta sola, molti secoli fa, ma chi lo ha fatto era molto speciale.

Modificato: 31 dicembre 2013 da Livio Orsini

[gabri-z]

Grazie Livio !

Al risultato sarei arrivato ma, sarebbe servito mezzo quaderno e chi sa quanto tempo , il lavoro che faccio intontisce ,però paga le bollette !

Potrebbe essere giusto quello che ho detto nel precedente messaggio ?

[tesla88]

Potrebbe essere giusto quello che ho detto nel precedente messaggio ?

Intendi che la soluzione che ha maggior rendimento è quella che lui segna come inaccettabile ??

Il fatto è che è inaccettabile percè avresti della corrente continua che scorre nella bobina mobile dell'altoparlante, ergo vedresti questo andare in fumo....

[gabri-z]

Nessuno ha precisato (limitato) la potenza del altoparlante !

[Livio Orsini]

Il trasferimento di segnale dall'ampli al carico dipende esclusivamente dall'escursione del segnale. Alimentando il finale con 14 Vcc, come aveva indicato in alcuni schemi, l'escursione massima teorica del segnale potrà essere, al più, 12 V_pp . Supponendo nulla la reattanza del condensatore questi 12 V_pp possono essere trasferiti sul carico. La tensione efficace corrispondente è pari a 4,25 che, su 4 ohm di carico danno una potenza <= 4.5W_eff.

L'altoparlante diretto sul carico è inammissibile perchè verrebbe percorso da corrente continua. L'unico modo per accoppiare direttamente altoparlante e finali è un single ended con doppia alimentazione -/+. L'altoparlate ha un capo allo zero volt e l'altro in uscita dell'ampli. In condizione di riposo l'uscita è pressocchè 0V, quindi non c'è scorrimento di corrente. Questa circuitazione non è più in uso perchè, oltre al costo della doppia alimentazione, c'è sempre l'inconveniente che un'eventuale deriva porterebbe ad avere circolazioen di corrente continua nell'altoparlante.

[roberto1953]

Accidenti come rispondete precisi alle domande del problema!!!

Io la prima cosa che avrei notato è che senza aumentare la corrente media (Icc) probabilmente distorgono tutti!

Alla fine dai...

il rendimento del circuito col trasformatore 1/1 è idealmente il migliore

e lo stesso che con l' induttanza, guardatela come un autotrasformatore.

Rispetto al trasformatore però non serve la stessa potenza

e quindi ingombro del pacco,

nel progetto basta allora curare le perdite nel ferro la resistenza dell' avvolgimento

e che non saturi il nucleo per la corrente continua che vi circola,

tutto più semplice e quindi ci si guadagna!

però quando le impedenze in gioco lo rendono possibile!

E' un amplificatore in classe A, più adatto in alta frequenza che bassa,

per l' ingombro dell' induttanza.

Un circuito versatile, ma soprattutto facile da sperimentare, anche dal primo dilettante che passa,

uno come me, che di mosfet di potenza non ne aveva mai visto uno prima... hihihi

Buon anno! comunque a tutti!!!

[Livio Orsini]

E' un amplificatore in classe A, più adatto in alta frequenza che bassa, per l' ingombro dell' induttanza.

Hai eseguito misurazioni? Se si quali?

Vedi è praticamente tutta la discussione che giriamo attorno al cespuglio, ma la volpe è sempre li.

Tu insisti, non consideri la teoria basilare e pretendi che altri facciano le prove.

Se tu avessi scritto: "A me il suono di questo ampli piace moltissimo" sarebbe un'affermazione incontestabile, ma tu insisti con l'affermare che rende di puù di un normale ampli, che è un'incato, etc. e così non si conclude nulla.

Buon Anno anche a te ad a tutti gli utenti del forum.

[gabri-z]

Buon Anno a TUTTI anche da parte mia !

[roberto1953]

...siccome avevo il solito tarlo precedente di far variare ai capi dell' altoparlante quasi tutta la tensione di alimentazione

come non lo vedo impedito ragionando sul circuito numerato 1,

stasera ho provato a montare l' induttanza uscendo dal gate,

nel modo del circuito numerato 2, per sentire la potenza che ne veniva fuori.

E che potenza! con 1A di Icc

il povero altoparlante saltava fuori dall' orbita sua.

Allora pensavo al circuito numero 3, per la migliore fedeltà e controllo, tornando alla reazione,

ma non sapendo quasi nulla sui mosfet di potenza, volevo una mano! che chiedo dal primo post,

per polarizzare giusto questo sconosciuto.

Per ora non mi accontento! ci voglio modulare quasi tutto il valore della tensione di alimentazione,

cosa che ritengo possibile usando l' induttanza come volano, perché percorsa da corrente continua

...e poi Livio altro che rendimento del 25 %

Modificato: 2 gennaio 2014 da roberto1953

[Livio Orsini]

..e poi Livio altro che rendimento del 25 %

Invece di parlare e parlare fai le misure, e scrivi come le fai, della potenza drenata dall'alimentatore e di quella che arriva all'altoparlante. Poi ne riparliamo.

Tu confondi il rendimento con la tensione che puoi ritrovare ai capi del carico.

E' ovvio che con la presenza di un induttore aumenta la tensione m,assima possibile al carico, l'induttore infatti si comporta, semplificando il concetto, come una batteria in serie all'alimentazione. però qualcuno l'energia dissipata la deve pur fornire.

Poi c'è sempre il problema di quello che introduce, in termini di rotazione di fase, un induttore.

Il mosfet lo devi polarizzare in modo da avere qausi tutta la tensione di batteria ai suo capi, in assenza di segnale. Metti un piccolo resistore in serie al sorce ed avrai una controreazione di corrente di serie. Mosfet, tubi o BJT le regole son sempre quelle.

Sino a quando non vedo misure e modalità d'esecuzione non discuto più!

Modificato: 2 gennaio 2014 da Livio Orsini

[tesla88]

Quindi siamo passati da un source follower a un common source spostando il carico sul drain...

stasera ho provato a montare l' induttanza uscendo dal gate

??

Io ho l'impressione che tu abbia le idee un po' confuse, tanto per farti un'esempio parli di :

voglio modulare quasi tutto il valore della tensione di alimentazione

In realtà tutti i circuiti single ended con carico resistivo o con generatore di corrente costante "modulano" tutta la tensione di alimentazione ... il tuo circuito però usa un carico induttivo perciò in realtà dovresti concentrarti più sul punto di lavoro delle correnti ...come si fa in un SE valvolare.
In ogni caso la tua configurazione attuale è la classica utilizzata con le valvole per il "parafeed" con carico anodico induttivo.

Inoltre ciò che mi fa pensare che tu abbia le idee poco chiare è che tu parli sempre e solo di potenza, ora se il solo parametro di valutazione fosse la potenza potremmo disegnare altri 10 schemi tutti differenti con dei rendimenti migliori.

Ci son diverse valutazioni da fare su tale circuito e finchè si continua a parlare senza mettere dei dati concreti tu potrai andare avanti all'infinito a dire che il tuo circuito è un signor amplificatore e chiunque altro potrebbe dire che è una ciofeca.

Potrei anche esser molto interessato a ciò che stai facendo e darti una mano ma devi essere un po' trasparente con il Forum...

Almeno conoscere : potenza massima efficace ovvero Vrms/Z (con relativa thd...preferibilmente a 1%thd a 1KHz ) , banda passante a piena potenza , thd a 1W 1KHz, impedenza di uscita o fattore si smorzamento, risposta all'onda quadra a 100Hz e a 10KHz....
Tieni in consideranzione che l'altoparlante non è un carico resistivo e l'interazione fra induttore "volano" e carico RLC dell'altoparlante non è proprio una cosa semplice da valutare e perfezionare.

Comunque prima ottenevi meno potenza probabilmente perchè non pilotavi correttamente il mos-fet ...il tuo stadio finale aveva guadagno leggermente inferiore a 1 , quindi o entri con un bel segnale sul gate o logicamente ottieni poca potenza , ora il tuo guadagno è maggiore di 1 ma come calcolarlo dato che varia al variare della frequenza? di
Inoltre i mosfet hanno una certa capacità Drain-Gate quindi se non lo piloti con uno stadio a bassa impedenza potresi avere un bel taglio delle frequenze alte...

[Livio Orsini]

Inoltre ciò che mi fa pensare che tu abbia le idee poco chiare è che tu parli sempre e solo di potenza,....

Tesla è dall'inizio che andiamo ripetendo che bisogna dare dei dati e non delle impressioni, ma Roberto sembra non voler capire. Forse pensa di brevettare la sua invenzione e fa il misterioso.

Io ho provato a simulare il primo circuito, quello in configurazione source follower. La differenza tra carico resistivo e induttivo, con il valore di induttanza da lui usato, sta nel valore della tensione al clipping. Con il carico induttivo si ottiene una tensione maggiore del 30% circa, ovviamente perchè l'induttore si comporta come una batteria vilrtuale che innalza la tensione di alimentazione.

Ho trovato una certa carenza ai bassi, ma credo che la componente che più influenza questo taglio sia dovuto al circuito di ingresso, già aumentando la capacità di accoppiamento le cose migliorano, ma non ho perso tempo ad ottimizzare il tutto. Con un poco di reazione di corrente di serie sembra, a occhio, abbastanza lineare. Mi ha stupito la rispsota in alto. Non che sia eccezionale, ma mi aspettavo di meno.

Ho simulato con due suimulatori differenti; uno è LT (free di Linear), l'altro è multisim NI. I risultati sono leggermente differenti ma abbastanza simili. Dipende dai modelli.

Comunque per mia filosofia, la classe A dovrebbe corrispondere ad alta qualità senza compromessi, con bassi rendimenti.

Modificato: 2 gennaio 2014 da Livio Orsini

[roberto1953]

Grazie! queste risposte mi soddisfano!

Per carità io non voglio brevettare nulla!!!

...forse visti i miei anni un nuovo tipo di peperoncino...

Se riesco a fare delle misure poi le posto...ma sarà difficile,

non sono così bravo

Ciao!

[tesla88]

Ho fatto alcuni test reali e non al simulatore.

1- Ho usato il circuito del post 24, quindi Mosfet come inseguitore (follower) con induttanza fra Source e GND.Ho eliminato la resistenza da 4700 ohm in quanto dava una feedback POSITIVO! Come induttanza ho usato lo stesso consigliato da Roberto, ovvero il secondario a 12V di un trasformatore da 50VA

Tensione di alimentazione Vcc 14V, corrente 1A. La potenza massima a 1KHz è di 2W efficaci su 4 ohm dopodichè la distorsione è immediata. Aumentando la corrente a 2A si arriva a 3W efficaci ...

Il rendimento quindi è scarso, c'è da dire che seppur non lo si possa definire hi-fi, la banda passante non è malvagia.

2 - Spostato l'induttore fra Vcc e Drain con Source "quasi" a GND (0.22 ohm serie per avere un po' di stabilità).

Quì la potenza arriva anche a 10W eff ma...la forma d'onda è pessima...e la banda passante è limitata.Sia in alto (inizia a stondare a 5KHz) che in basso (sotto i 100Hz i problemi sono evidenti)

Modificato: 6 gennaio 2014 da tesla88

[Livio Orsini]

Il rendimento quindi è scarso, c'è da dire che seppur non lo si possa definire hi-fi, la banda passante non è malvagia.

Difatti in simulazione mi ha sorpreso l'estensione di banda che ipotizzavo molto piùlimitata in alto.

[roberto1953]

..Grazie per aver provato infatti anche a me torna la differenza di distorsione tra un tipo e l' altro di uscita.

Anche se come reazione io l' ho subito cambiata come in quest' altro circuitino

[roberto1953]

...nel mio ultimo prototipo, nel disegno appena postato, il più fedele ma non potente, non vado oltre i 450...500 mA

mentre l' altoparlante a me va meglio da 8 ohm...

(...ma è già in soffitta pure questo volendone sperimentare uno pure equalizzato RIAA, così aggiungendo anche quella controreazione...)

Insomma un progettino che sicuramente funziona!!!

è solo questione di messa a punto,

poi l' induttanza non è altro che da assimilare ad un autotrasformatore con rapporto 1/1,

non tanto da vedere come un carico, in quanto idealmente ci vorrebbe di impedenza molto grande rispetto alle frequenze in gioco.

(Ma non sono un esperto di elettronica se il circuito non lo migliora qualcuno che sa fare io ne posso disegnare 1000

girandoci sempre attorno, pieno di errori)

Modificato: 7 gennaio 2014 da roberto1953

[roberto1953]

Ultimo ma non l' ultimo esperimento di questo amp. l' ho provato con uscita in push-pull,

come avevo accennato a Tesla,

sperando che non mi accusi di "brAvetto" per non aver fatto il secondario al trasformatore di uscita

...Più potenza anche alimentato dai source e si annulla l' effetto magnetizzante della corrente continua sul nucleo...

se magari Tesla lo volesse comprovare anche lui...

Modificato: 11 gennaio 2014 da roberto1953