Slutsteg med en transistor.

Hemmapulare debatterar lämpligen i detta forum.

Moderator: Redaktörer

Användarvisningsbild
snubber
 
Inlägg: 426
Blev medlem: 2007-12-18
Ort: Småland

Slutsteg med en transistor.

Inläggav snubber » 2008-01-04 20:01

Som lärare i "elämnen" får man ofta frågan "hur svårt är det att ..."

Som en del i grundkurs i elektronik på gymnasiet så brukar vi bygga detta enkla slutsteg med en transistor i klass A.

Som kollektormotstånd har vi ett trådlindat motstånd på 5 ohm / 200 watt, och sedan ett enkelt biasnät och två kopplingskondingar.

Roade mig med att bygga en lite bättre variant med potentiometer till bias och lite "finare" kopplingskondingar, det är dock fortfarande bara en transistor, två fasta motstånd och en potentiometer samt två kopplingskondingar. :)

Jag matar med 36 volt drygt 6.5 A vilket ger 235 watt i ineffekt! (för två steg)
Och jag plockar ut ca 2 x 15 - 25 watt beroende på last etc.

Det är ganska kul att notera vilket underbart ljud man kan få med mycket enkla medel, jag har roat mig att spela på detta bygge under julhelgen och noterar att den får gärna fortsätta att spela ... 8)

Och det värmer skönt i kylan o blåsten ute, motstånden är över 200 grader, och det är 110 grader på kylarna till trissorna. Som underlag har jag en skyddsplatta för gassvetsning ... 8O men det blir VARMT!

Beskrivning av bygget finns här: http://www.esr.se/artiklar/elektronik/Klass%20A%20amp.pdf

Bild

Funderar på ett RIAA med två trissor, en komplett förstärkare på 3 trissor / kanal :roll: :)
Leif

"man lär så länge man har elever"

Kaffekoppen
Inaktiverad
 
Inlägg: 20003
Blev medlem: 2006-01-19

Inläggav Kaffekoppen » 2008-01-04 20:07

Jag gick på fel gymnasieskola.

Keba
 
Inlägg: 707
Blev medlem: 2005-10-13
Ort: Stockholm

Inläggav Keba » 2008-01-04 20:13

Undrar lite: Med den kopplingen av trissan och utan återkoppling, blir det inte väldigt mycket dist? Eller ser jag fel?

Användarvisningsbild
snubber
 
Inlägg: 426
Blev medlem: 2007-12-18
Ort: Småland

Inläggav snubber » 2008-01-04 20:43

Keba skrev:Undrar lite: Med den kopplingen av trissan och utan återkoppling, blir det inte väldigt mycket dist? Eller ser jag fel?


Lite dist blir det alltid, men den brukar vara klart under 1 %, skall mäta upp vid lite olika sättningar på bias senare. Det finns en antydan till strömåterkoppling iom att jag har (medvetet) en lång ledare mellan emitteranslutningen och jordpunkten, men den är mycket liten.
Leif

"man lär så länge man har elever"

Användarvisningsbild
nl1970
 
Inlägg: 1466
Blev medlem: 2003-08-03
Ort: Kungsör

Inläggav nl1970 » 2008-01-04 20:52

Keba skrev:Med den kopplingen av trissan och utan återkoppling, blir det inte väldigt mycket dist?


Sluta nu, är vi inte ändå under DIY-delen :roll: tycker att detta är trevligare: Tänk på att motståndet bör tåla minst 30 – 50 watt förlusteffekt,

Är ändå lite sugen på kopplingen, ser ut att komma rätt från en skolbok, vem vet vad som finns att hämta på jobbet 8)
Amatörakustiker, utnämd av Niclas enmansklubb

Användarvisningsbild
snubber
 
Inlägg: 426
Blev medlem: 2007-12-18
Ort: Småland

Inläggav snubber » 2008-01-04 21:10

nl1970 skrev: Är ändå lite sugen på kopplingen, ser ut att komma rätt från en skolbok, vem vet vad som finns att hämta på jobbet 8)


Delarna kommer från ett nätaggregat som ungarna (eleverna) skulle bygga, men då vissa ville bygga en förstärkare så tog jag lite av delarna, effekttrissa, kylfläns och lite småmotstånd. vi kompletterade med kollektormotståndet som vi har till en del andra labbar, så på knappa 30 minuter hade vi en förstärkare som flera tog hem och lirade på. :)

Man skall inte hänga upp sig på några tiondelar dist, det finns inga omkopplingar mellan halvperioderna så det spelar klart OK.
Pga temiska effekter (det blir väldigt varmt) får man justera bias lite efter en timme, eller ladda batterierna om man kör på en stapel bilbatterier. :roll:
Leif

"man lär så länge man har elever"

Keba
 
Inlägg: 707
Blev medlem: 2005-10-13
Ort: Stockholm

Inläggav Keba » 2008-01-04 21:13

snubber skrev:
Keba skrev:Undrar lite: Med den kopplingen av trissan och utan återkoppling, blir det inte väldigt mycket dist? Eller ser jag fel?


Lite dist blir det alltid, men den brukar vara klart under 1 %, skall mäta upp vid lite olika sättningar på bias senare. Det finns en antydan till strömåterkoppling iom att jag har (medvetet) en lång ledare mellan emitteranslutningen och jordpunkten, men den är mycket liten.


Ok, då är det jag som ser fel. Jag tänkte att det skulle bli massor, typ 30% eller nåt. Men transistorn är nog linjärare än jag trodde. Jag är nyfiken på vad det blir.

Användarvisningsbild
Bill50x
Trevlig prick
 
Inlägg: 32490
Blev medlem: 2004-07-15
Ort: Bromma-Stockholm

Inläggav Bill50x » 2008-01-04 21:15

Har det inte funnits en Hiraga 8-wattsförstärkare med bara en transistor/kanal?

/ B

Keba
 
Inlägg: 707
Blev medlem: 2005-10-13
Ort: Stockholm

Inläggav Keba » 2008-01-04 21:17

nl1970 skrev:
Keba skrev:Med den kopplingen av trissan och utan återkoppling, blir det inte väldigt mycket dist?


Sluta nu, är vi inte ändå under DIY-delen :roll: tycker att detta är trevligare: Tänk på att motståndet bör tåla minst 30 – 50 watt förlusteffekt,


Inte alls menat som otrevligt. Men jag tyckte det såg rätt underligt ut, så frågan var bara ärligt undrande, inte tänkt som felfinneri/kritik.

Användarvisningsbild
paa
Sökaren
 
Inlägg: 35897
Blev medlem: 2005-01-10

Inläggav paa » 2008-01-04 21:30

Bill50x skrev:Har det inte funnits en Hiraga 8-wattsförstärkare med bara en transistor/kanal?

/ B
Jag tror den hade en transformator för att transformera upp signalspänningen före transistorn, så denna är ju enklare.
Medlem på forumet för hifi; Faktiskt.se, numera Faktiskt.io sedan jan 10, 2005
Numera pensionär.
Vi har sålt Sonic Design till Winn Scandinavia, vilka driver bl.a Ljudfokus och BRL.

manw
 
Inlägg: 674
Blev medlem: 2004-10-15

Inläggav manw » 2008-01-04 22:19

Tar man inte ut så stor signal, och följaktligen inte rör sig så mycket på (den krokiga) arbetslinjen så blir det inte så mycket distortion. Den distortion som trots allt blir är av "snällare sort" då många mekanismer som finns i en normal förstärkare helt enkelt saknas. Det blir ju hursomhelst väldigt dyrt effektmässigt för medelmåttiga prestanda (såsom uteffekt, utgångsimpedans mm.). Men som en teknikdemo så är det ju buskul att leka :wink:

Det finns ju en och annan som har försökt förfina detta koncept, t.ex. Nelson Pass www.passdiy.com

Användarvisningsbild
nl1970
 
Inlägg: 1466
Blev medlem: 2003-08-03
Ort: Kungsör

Inläggav nl1970 » 2008-01-04 23:04

Keba skrev:Inte alls menat som otrevligt. Men jag tyckte det såg rätt underligt ut,.


Det ser inte helt komplett ut, vi får ge killen ett försök,



Keba skrev: så frågan var bara ärligt undrande, inte tänkt som felfinneri/kritik.


Helt ok, men ge killen en chans, vi vet ju inte vad han kan göra med en klass A koppling.
Amatörakustiker, utnämd av Niclas enmansklubb

Kaffekoppen
Inaktiverad
 
Inlägg: 20003
Blev medlem: 2006-01-19

Inläggav Kaffekoppen » 2008-01-05 00:44

Ge killen en chans?

Du får det att låta som han blev halshuggen :D

Jag såg bara ett kul projekt som någon hade funderingar kring. Om man inte ifrågasätter eller frågar så lär man sig ju inget!

Tycker fortfarande att mina lärare hade kunnat göra något sånt här. Gud va lärorikt!

Användarvisningsbild
nl1970
 
Inlägg: 1466
Blev medlem: 2003-08-03
Ort: Kungsör

Inläggav nl1970 » 2008-01-05 00:51

Kaffekoppen skrev:Tycker fortfarande att mina lärare hade kunnat göra något sånt här. !


Förlåt pojk, så klart en entaktare är intressant :)
Amatörakustiker, utnämd av Niclas enmansklubb

Användarvisningsbild
Svante
Audiot!
 
Inlägg: 37552
Blev medlem: 2004-03-03
Ort: oakustisk

Inläggav Svante » 2008-01-05 02:24

Ja, det roliga med såna här projekt är väl just att man får veta, hands-on hur det blir om man inte tar till 17 transistorer och motkoppling. Och så får man veta hur svårt det är att höra 1% distorsion.

Jag tror faktiskt att största problemet med konstruktionen är den höga utimpedansen på ~5 ohm. Den kommer att kröka tonkurvan med ~6 dB för en normal högtalare.

Helkul experiment, tycker jag.
Så länge har jag längat efter att loudness war skulle vara över. Nu börjar jag tro att vi faktiskt är där. Kruxet är att vi förlorade.

Användarvisningsbild
phloam
redaktör / tetra
 
Inlägg: 16078
Blev medlem: 2006-03-25
Ort: Stora Mellby

Inläggav phloam » 2008-01-05 02:25

Hmm, måste man ha mätinstrument o dyl för att få ihop nåt sånt? Vad skulle det röra sig om för materialkostnad?

Användarvisningsbild
Svante
Audiot!
 
Inlägg: 37552
Blev medlem: 2004-03-03
Ort: oakustisk

Inläggav Svante » 2008-01-05 02:34

phloam skrev:Hmm, måste man ha mätinstrument o dyl för att få ihop nåt sånt? Vad skulle det röra sig om för materialkostnad?


Nej, en sån här beräknar man nog ganska lätt i huvudet, bara man har förstått hur den funkar. Ska man mäta dist och tonkurva kan man göra det med en dator och kanske ett par motstånd.

Helt gratis blir det inte, dels pga det stora effektbehovet, dels pga det stora kylbehovet. Om man inte bygger från "skrotlådan" förstås.
Så länge har jag längat efter att loudness war skulle vara över. Nu börjar jag tro att vi faktiskt är där. Kruxet är att vi förlorade.

Användarvisningsbild
snubber
 
Inlägg: 426
Blev medlem: 2007-12-18
Ort: Småland

Inläggav snubber » 2008-01-05 12:01

Klassiskt i elektronikutbildningen så börjar man att titta på en lågnivåförstärkare med en BC107 eller motsvarande 100 mA trissa. Kopplar man fel så noterar man knappast att något gick sönder utan det "funkar bara inte", och man är tvungen att testa med intrument som gör det svårt att "väcka intresset" hos många elever.

Början till denna krets är en "open collektor" -krets, där eleverna får lära sig att styra effekten genom "värmeelementet" (eller lampa, fläkt eller vad man nu vill styra), först som enkel Till/Från.

Sedan PWM-styr vi effekten och hela tiden konstaterar vi att all effekt hamnar i lasten, transistorn behöver inte monteras på någon kylare, transistorn är alltid helt strypt eller helt bottnad.
Skulle någon koppla fel så överlever trissan det mesta då den är tämligen "robust". :wink:

Efter detta så bygger vi "förstärkaren" genom att helt enkelt balansera bias så att transistorn är mitt i aktivt område. Det är då väldigt tydligt att helt plötsligt blir "allt" väldigt varmt, och begreppet "förlusteffekt" är lätt att förstå. Med att addera två kopplingskondingar (in och ut) och en högtalare så kopplar eleverna sin mp3-telefon till förstärkaren och det LÅTER. 8O

Hade vi byggt en lågnivåförstärkare så hade vi inte kunnat känna förlusteffekten, vi hade fått lita på instrument för att bekräfta att förstärkaren funkar, vi hade kunnat lyssna med lurar, men det kan vi göra direkt med en mp3-spelare, så det är inget "kul". :roll:

Med denna labb så får man en känsla för begrepp som: effektförstärkare, förlusteffekt, verkningsgrad och det ger komponentkännedom. Blir man intresserad så hämtar man genast lite instrument och räknar ut förstärkning etc. :idea:

Men att ha denna som "hifi" varför det?
Jag ser flera fördelar, man lär sig att förstå vad som menas med aktivt element. man får en intressant känsla för hur svårt det är att höra viss distorsion, vilket ger oss en lite bättre känsla för hur vi skall tolka siffror.

Jag har använt samma koppling i kurser på högskolan och där får studenterna bestämma distorsion vid olika frekvenser och effekter, bestämma graden av strömåterkoppling i ledningar etc. och dessutom räkna en hel del på termiska effekter.

Men det som alla säger är att "så bra det låter", samtidigt som de erkänner att de aldrigt skulle testat förstärkaren om de bara läst databladet.
Så då tänkte jag "hur bra kan det bli?", och skulle jag kunna ha denna koppling som förstärkare hemma? :idea:

Jag ändrade bara kopplingskondensatorerna till att använda "bra" kondensatorer, dvs elektrolyter // med polyprop. i sjunkande dekadsteg.
Jag jämnade ut impedansen för generatorn genom en serieresistor på ingången.

Men som Svante påpekar så det som inte visas är kondensatorbatteriet i nätaggregatet, kondensatorbatteriet är stort som en läskback och skall man köpa ett så kostar det många tusenlappar, men med viss degradering av transientåtergivning i basen så funkar det med en batteriladdare som spänningsmatning om du bara har 20 000 uF eller mer.

Eller så gör man som en av mina elever som blev så intresserad att han plockade ur batterierna ur föräldrarnas bilar och spelade hela kvällen, problemet var att han inte hade en batteriladdare när det behövdes ... :roll: :wink:

Så vad blev resultatet? Med kopplingen så är man beroende av att högtalarnas last inte är för "extrem", men efter att ha lyssnat under två veckor så konstaterar jag att visst kan jag tänka mig att bara ha denna förstärkare.

Men som allt så finns det ett pris ... om jag vill undvika att justera bias när förstärkaren värmer upp så kan jag låta den stå på, men energikostnaden blir då 3000 - 5000 kr/år beroende på hur du justerar bias, men elvärmen låter bra. 8O :wink:

Se kopplingen som ett sätt att väcka intresset för elektronik, men också som ett "debattinlägg" för hur enkelt det kan vara ...
Leif

"man lär så länge man har elever"

Användarvisningsbild
soundbrigade
Inaktiverad
 
Inlägg: 25219
Blev medlem: 2005-10-29
Ort: STREJKAR

Inläggav soundbrigade » 2008-01-05 12:10

Minns att vi labbade lite med få-transistorsteg (fullkomplementära) när vi jobbade på RIFA (Snubber och SB är gamla kolleger), med utgångspunkt från Monstret och någon hörlursförstärkare i ETI (vill jag minnas).

Minimalkonstruktioner är ALLTID intressanta! Skulle vilja pröva något mindre extremt, men jag misstänker att genom annat val av spänning och trissa kan knåpa ihop mindre heta saker, väl?! Sådär 4-5W vore kanske lite mer realistiskt (för min del).
Att bara prata med dem som tycker som en själv är grundreceptet för att bli riktigt dum i huvudet.
Bo Rothstein, professor i statsvetenskap

Användarvisningsbild
soundbrigade
Inaktiverad
 
Inlägg: 25219
Blev medlem: 2005-10-29
Ort: STREJKAR

Inläggav soundbrigade » 2008-01-05 15:58

Hittade den här i mina samlingar:

Bild

LÄNK
Att bara prata med dem som tycker som en själv är grundreceptet för att bli riktigt dum i huvudet.
Bo Rothstein, professor i statsvetenskap

Användarvisningsbild
nl1970
 
Inlägg: 1466
Blev medlem: 2003-08-03
Ort: Kungsör

Inläggav nl1970 » 2008-01-05 17:13

soundbrigade skrev:Hittade den här i mina samlingar:


Den såg ju kul ut, ingen jätte till strömförsörjning heller, kostar nog inte mycket att få ihop.
Amatörakustiker, utnämd av Niclas enmansklubb

Användarvisningsbild
Nattlorden
Pumpkin/Redaktör
 
Inlägg: 57968
Blev medlem: 2003-10-28
Ort: Grå Hamnarna

Inläggav Nattlorden » 2008-01-05 17:52

Kan man inte leta upp de trissorna GamuT använder och plocka ut lite mer effekt?
It's all fun and games until Darth Vader comes.

Användarvisningsbild
soundbrigade
Inaktiverad
 
Inlägg: 25219
Blev medlem: 2005-10-29
Ort: STREJKAR

Inläggav soundbrigade » 2008-01-05 17:59

Leta på Lord of the Night!

Jag slängde upp den eftersom jag hittade den kopplingen när jag skulle ha fram scheman till andra saker och mejla till Snubber. Inget allvarligt menat men ändå inte oseriöst. Trissorna fann jag på BHIAB för drygt 100 spänn.

Tillägg: Audiophjant (Jean Hiraga & Hajdukar) hade ett 10W 1-transistrosteg med en 2SJ50 eller 2SJ135 (minns inte) men med utgångstrafo - stort, tungt och DYRT!
Att bara prata med dem som tycker som en själv är grundreceptet för att bli riktigt dum i huvudet.
Bo Rothstein, professor i statsvetenskap

manw
 
Inlägg: 674
Blev medlem: 2004-10-15

Inläggav manw » 2008-01-07 11:12

Lägger en direktlänk till just den förstärkaren jag tänkte på i mitt inlägg ovan. Tipsar jag bara om en sajt så får jag känslan av att ingen orkar titta igenom den.

http://www.passdiy.com/pdf/zenamp.pdf

Användarvisningsbild
Wolfie
Inrökt
 
Inlägg: 6502
Blev medlem: 2003-06-13
Ort: En vik i Barken

Inläggav Wolfie » 2008-01-07 11:37

Jag har en sån där Zen hemma i bastun (den står där för förvaring) som
jag byggde fören sådär 6-7 år sedan.

Det är nog den första versionen jag byggde (om jag minns rätt).

Den låter väl rätt hyggligt ändå. Varmt o mjukt (mycket 2:a tons dist) och
med en rätt så "släpp hänt" bas (högt Q-värde blir det med en dämpnings-
faktor om 8 för 8 ohms last).

Rekomenderas om man vill ha ett varmt ljud med mycket distorsion och en
bas som inte är speciellt "tight". :lol:

Byggde den som ett projekt i analog förstärkarteknik när jag pluggade där
vi byggde lite olika förstärkare (mitt klass A bygge, ett ordentligt klass AB
bygge och ett klass D bygge).

Klass D bygget var egentligen mest intressant då det konstruerades helt
från grunden!
Inga anknytningar

Användarvisningsbild
snubber
 
Inlägg: 426
Blev medlem: 2007-12-18
Ort: Småland

Inläggav snubber » 2008-01-13 22:01

Efter att ha spelat på denna "entransistorförstärkare" under julhelgen så avslutade jag lite med att testa lite olika varianter på kollektormotstånd och högtalare, samt att mäta lite förvrängning.

Jag kan sammanfatta med att det behövs minst 24 volt som drivning, men vid ca 35 v känns det som en rimlig kompromiss mellan förlusteffekt, uteffekt, linjäritet etc. Att öka spänningen ytterligare ger högre uteffekt, men förlusteffekten ökar snabbt mot vad som är rimligt att kunna hantera i värme.

Linjäriteten har legat runt samma siffror som för ett klassiskt SE-rörslutsteg. Distortionen har legat under 1% för små effekter ( runt ett par watt), för att öka mjukt i takt med att vi närmar oss ändpunkterna på belastningskurvan.

Det finns även en betydande osymmetri, varför det lönar sig att variera bias lite så det passar den utstyrningsgrad man utnyttjar.

Varför skall man då bygga en förstärkare likt denna? Jo, om man är intresserad av att lära sig hur en förstärkare fungerar, och hur lite delar det egentligen behövs för att få en förstärkare att låta "bra". Man lär sig hur svårt det är att höra viss typ av dist.

Om man testar med att ersätta kollektormotståndet med en till transistor så kan man lära sig hur tekniken att koppla om mellan två transistorer i en komplementär eller kvasikomplementär koppling och hur det är helt plötsligt väldigt "svårt" att få kopplingen att låta "bra".

Det finns många länkar på nätet där man kan följa hur diskussionen gick i t.ex. Wireless World på 60-talet, om olika kopplingar av biasnätet för att styra strömmen mellan de bägge transistorerna, och här märks små variationer av "de flesta" lyssnare, en extra diod i biasnätet och vi får en helt annan gruppering av övertoner, något som de flesta hör direkt.

För mig har liknande tester av olika principiella kopplingar givit mig en en ovärderlig erfarenhet om vad som är/kan vara viktigt att tänka på när man utvärderar en konstruktion, eller testar något "nytt".

Vill man testa något altrnativ till de stora motstånden så funkar det helt OK med en vanlig Halogenlampa till en bil, 12 V/ 55/60 W, kopplar man glödtrådarna i serie så går det ca 3 -3.5 A genom transistorn vid lämplig bias och ca. 35 volt matningsspänning.

Bild
Det är nästan så det är lite rörkänsla ... :lol:
Leif

"man lär så länge man har elever"

Användarvisningsbild
Ragnwald
 
Inlägg: 17608
Blev medlem: 2005-02-13
Ort: Gotland

Inläggav Ragnwald » 2008-01-13 22:59

Hur känslig är dimensioneringen av kylmediet i en sådan här enkel konstruktion, för att slippa lavineffekten?

Användarvisningsbild
Piotr
 
Inlägg: 12464
Blev medlem: 2005-02-06

Inläggav Piotr » 2008-01-14 11:27

Har du testat att köra den som en spänningsföljare i stället?

Om jag förstår det rätt så har du nu ett motstånd på kollektorn och plockar ut signalen mellan trissan och motståndet.. alltså på kollektorn?

/Peter

Användarvisningsbild
snubber
 
Inlägg: 426
Blev medlem: 2007-12-18
Ort: Småland

Inläggav snubber » 2008-01-14 12:08

Piotr skrev:Om jag förstår det rätt så har du nu ett motstånd på kollektorn och plockar ut signalen mellan trissan och motståndet.. alltså på kollektorn?

/Peter


Jo det stämmer, jag återkommer med ett schema på hur det var kopplat i detta fall.
Leif

"man lär så länge man har elever"

Användarvisningsbild
snubber
 
Inlägg: 426
Blev medlem: 2007-12-18
Ort: Småland

Inläggav snubber » 2008-01-14 22:13

Bild

Schemat på den koppling som jag labbat med, notera att det inte behövs 5 x 22000 uF i nätdelen för att prova denna koppling, men det hjälper alltid till att ha många Joule i beredskap för musiken. :)

Vidare så funkar det med bara de största kondingarna på in och ut, men det ger ökat välljud med lite mindre kondingar //.

Om man väljer att testa en stereovariant med 35 volt så bör nätdelen kunna lämna 7 A kontinuerligt.

Om någon undrar över "lampvarianten" så blinkar den inte i takt till musiken då en klass-A förstärkare alltid drar lika mycket ström oberoende av utstyrning.

Ang termiska effekter så har det endast varit en måttfull drift på arbetspunkten på ca. 1 - 2 volt den första timmen. Transistorerna har haft en temperatur på minst 150 grader på höljet.

Jag har nu kopplat tillbaka mina vanliga QUAD II:or, och visst låter de "bättre", men hur stor skillnaden är är inte helt lätt att beskriva annat än i ett antal transformer, men det är väl därför vi har ett forum ... :roll:
Leif

"man lär så länge man har elever"

Nästa

Återgå till DIY-forum


Vilka är online

Användare som besöker denna kategori: Bing [Bot] och 236 gäster