Hybride buizenversterker.

Voor- en Eindversterkers

Moderator: Beheerdersteam

Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1045
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Hybride buizenversterker.

Berichtdoor mtb » zo 03 dec 2017, 17:56

Geïnspireerd door de McIntosh MA252 en in vervolg op de buizenachtige versterkers, heb ik een aardige hybride versterker ontworpen met een triode-ingang en een transistoreindtrap:
HTA2.PNG

De versterking is ca. 30x (+30dB) zonder tegenkoppeling en het maximale uitgangsvermogen is ruim 30W in 4Ω.
Met een vrij hoge ruststroom van ca. 350mA (14W rust in twee eindtorren) blijft ie in klasse-A tot 1W@4Ω, 2W@8Ω en bij hogere impedanties rond de resonantiefrequentie van de luidspreker uiteraard nog meer, voor een zuivere/buizenachtige bas.
Door de uitgangssignalen van de triode-fasedraaier te spiegelen, krijgen we een symmetrisch push-pull uitgangssignaal en als je voor de eindtorren T8/9 een Hfe>50x gebruikt, kunnen de stroomspiegels met gewone BC5'jes uitgevoerd worden, die nog geen 200mW dissiperen.
Voor een redelijke hoge uitsturing gebruiken we Sziklai-paren, die het voordeel hebben dat alleen de eindtorren warm worden en niet de stuurtorren T6/T7, zodat we geen temperatuurcompensatie nodig hebben voor de ruststroom en dus ook geen last hebben van thermische vervorming.
Het zou net (niet?) met BD131/2 of TIP31/2 moeten kunnen voor de eindtorren T8/9, maar veiliger zijn de goed verkrijgbare en goedkope BD243/4.
Met de kathode-staartstroombron T5 (en de niet getekende P1) stellen we de ruststroom in en met P2 regelen we de uitgangsgelijkspanning op nul.
Met R16 aan Vo i.p.v. aan massa koppelen ca. 10dB (3x) terug, zodat we een versterking van ca. 20dB (x10) overhouden, wat voldoende is bij een lijn-ingang van 1Veff, maar hij zal meer transistorachtig gaan klinken.

Gebruikersavatar
Ah!buis
Berichten: 11059
Lid geworden op: ma 15 nov 2010, 22:36
Locatie: Overijse

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor Ah!buis » zo 03 dec 2017, 21:07

Heb je wat meer gegevens van die Intosh kunnen vinden dan :o
Ik dacht dat ze een IC-versterker met buizen hadden.
Dat omkeren van de fase kan toch zonder meer stroom ?
Anne
Bijlagen
hyb.jpg

Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1045
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor mtb » ma 04 dec 2017, 17:52

Nee, ik heb niet meer gegevens van de McIntosh, maar ik vond het wel een leuk idee, alhoewel niet nieuw.
Jouw spiegel scheelt inderdaad zo'n 10mA, maar ik hou de triode-belasting/spiegels liever symmetrisch, ook voor een eventuele BTL uitvoering.

Gebruikersavatar
Ah!buis
Berichten: 11059
Lid geworden op: ma 15 nov 2010, 22:36
Locatie: Overijse

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor Ah!buis » ma 04 dec 2017, 23:07

mtb schreef:Nee, ik heb niet meer gegevens van de McIntosh,
Jammer :(
Jouw spiegel scheelt inderdaad zo'n 10mA, maar ik hou de triode-belasting/spiegels liever symmetrisch, ook voor een eventuele BTL uitvoering.
Zoiets :?
Cdbl.jpg
Anne

Gebruikersavatar
John P
Berichten: 2097
Lid geworden op: do 06 nov 2008, 15:04
Locatie: Maastricht

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor John P » di 05 dec 2017, 9:44

Ik heb er geen verstand van maar het lijkt mij een leuk ontwerp. Ik denk dat voor algemeen gebruik een vermogen van 50- 60 watt meer appeal heeft, maar als daar de simpelheid mee verdwijnt lekker op 30 watt houden. Wat voor voedingsspanning hoort hier bij? Kun je ook met de hoeveelheid terugkoppeling spelen?

Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1045
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor mtb » wo 06 dec 2017, 18:31

Ik heb Anne's stroomspiegels bekeken, maar zo is ie niet echt symmetrisch (ook de BTL-versie niet), je mist ergens een Vbe:
HTA2a.PNG

@John P, de voedingsspanning is +/-20V (staat in het schema als Vcc en Vee) en voor normaal huiskamergebruik is 10W ruim voldoende, je kan dit zelf testen met de APL, zie mijn onderschrift.

Gebruikersavatar
Ah!buis
Berichten: 11059
Lid geworden op: ma 15 nov 2010, 22:36
Locatie: Overijse

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor Ah!buis » wo 06 dec 2017, 20:29

mtb schreef:Ik heb Anne's stroomspiegels bekeken, maar zo is ie niet echt symmetrisch (ook de BTL-versie niet), je mist ergens een Vbe
Was ook maar "zoiets" niet grondig onderzocht.
Al eerder wat met buizen vooraan voorgesteld viewtopic.php?f=7&t=23195
Met <verderop> ook nog door Peter (Pjotr), maar die zette er nog transistors bij :-$ .
Anne

Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1045
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor mtb » vr 08 dec 2017, 17:09

Hierbij een nabouwvriendelijkere uitvoering:
HTA3.PNG

We gebruiken een stevige gestabiliseerde (SMPS) standaardvoeding van 24Vdc en een uitgangselco (C4), zodat we geen last hebben van DC op de uitgang.
Hij levert ruim 10W in 4Ω en de bandbreedte is 20Hz tot 20kHz -1dB, maar die kan verruimd worden door C3 en C4 aan te passen.
Met R15 aan V(fb) wordt de versterking ca. 10x i.p.v. 30x met R15 aan massa, de bandbreedte wordt groter en hij zal transistorachtiger gaan klinken.
Met P1 stellen we de ruststroom in op ca. 350mA voor klasse-A werking tot 1W (veel meer heb je toch niet nodig, zie mijn onderschrift).
Met P2 kan je 'm afregelen voor symmetrisch klippen, V(d) staat dan op ca. 12V.
Er is nog een 40W BTL-versie mogelijk en een met instelbare tegenkoppeling met gelijkblijvend volume, dus wordt vervolgd!

Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1045
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor mtb » za 09 dec 2017, 18:22

Versterkers met uitgangselco's zijn berucht om hun in/uitschakel-blop en daar wordt vaak moeilijk over gedaan, alsof je luidsprekers dat niet zouden kunnen hebben, maar dat valt allemaal wel mee:
HTA3dc.PNG

Na een halve seconde is hier de buis voorgegloeid (in de praktijk duurt dit veel langer!), ik heb dit gesimuleerd door voor T5 een stroombron te nemen, die geschakeld wordt.
Eén seconde daarna, als alles opgeladen is, wordt ie uitgezet en zoals je ziet blijft de uitgangsspanning binnen +/-3Vp en je APL zal even groen/geel oplichten.
Ik heb D2 toegevoegd zodat T7 het niet moeilijk krijgt bij het uitschakelen.
Met een echte T5 is het uitschakelgedrag veel gelijkmatiger, zodat je ook geen harde tik hoort.

johan283
Berichten: 338
Lid geworden op: vr 12 nov 2010, 15:27

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor johan283 » za 16 dec 2017, 19:27

mtb schreef:Geïnspireerd door de McIntosh MA252 en in vervolg op de buizenachtige versterkers, heb ik een aardige hybride versterker ontworpen met een triode-ingang en een transistoreindtrap:
HTA2.PNG
De versterking is ca. 30x (+30dB) zonder tegenkoppeling en het maximale uitgangsvermogen is ruim 30W in 4Ω.
Met een vrij hoge ruststroom van ca. 350mA (14W rust in twee eindtorren) blijft ie in klasse-A tot 1W@4Ω, 2W@8Ω en bij hogere impedanties rond de resonantiefrequentie van de luidspreker uiteraard nog meer, voor een zuivere/buizenachtige bas.



Hoe bepaal je nou wanneer een versterker uit klasse A gaat? :think:
In welke klasse komt de versterker dan? Wordt dat dan klasse AB

Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1045
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor mtb » zo 17 dec 2017, 18:32

Bij klasse-A blijven de eindtorren in geleiding en bij klasse-B geleiden ze maar een halve periode, zie bijv. https://www.hifi.nl/artikel/1860/Versterkerklassen.html.
Met een ruststroom Ir blijven ze tot 2*Ir geleiden, daarboven beginnen ze uit te schakelen:
HTA2-AB.PNG

We noemen dit AB, omdat ze niet helemaal uitgaan.
De maximale uitgangsstroom I(Ls) in klasse-A is 2*Ir en het maximaal A-vermogen is dus Pa=Io²*Rl=(2*Ir)²*Rl/2 hier dus 1W @0A35@4Ω.

Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1045
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor mtb » di 19 dec 2017, 18:06

mtb schreef:Versterkers met uitgangselco's zijn berucht om hun in/uitschakel-blop en daar wordt vaak moeilijk over gedaan, alsof je luidsprekers dat niet zouden kunnen hebben, maar dat valt allemaal wel mee:

Als je dit toch 'storend' vindt, kan je de IDO gebruiken.

Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1045
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor mtb » di 02 jan 2018, 17:12

De 40W BTL-uitvoering (zonder uitgangs-elco's!) is ook 'af':
HTA4.PNG

Hij is super-symmetrisch, maar je moet de uitgang Vo- tegenkoppelen via R34 op Vi en de bronimpedantie(Rser) van Vi moet gelijk zijn aan R15 om een uitschakel-plop te voorkomen!
De versterking met tegenkoppeling bedraagt ca.20x (+26dB) en de bandbreedte is 10Hz tot 40kHz -1dB, maar kan veranderd worden door C1,3,5 aan te passen.

Gebruikersavatar
SSassen
Berichten: 7523
Lid geworden op: vr 22 apr 2005, 10:21
Locatie: Zuidoostbeemster

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor SSassen » di 02 jan 2018, 18:52

Als je nu gewoon de staart van je stroombron op de dubbel triode loskoppelt op het moment dat de AC spanning wegvalt heb je ook geen uitschakelplop, mits je niet nog ergens allerhande capaciteiten hebt zitten die zich via de belasting ontladen.

Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1045
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor mtb » vr 05 jan 2018, 17:53

Bedankt, dat is inderdaad ook een oplossing om een uitschakel-plop te voorkomen.
Ik ga uit van een stevige gestabiliseerde (SMPS) standaardvoeding van 24Vdc en heb dus alleen de netwisselspanning!
Maar met een opto-coupler is dit wel te doen:
IDO-opto.PNG

De opto-transistor kom in serie met T5 en P1 aan massa en schakelt de staartstroom I(T5) binnen 0,1 sec. na het wegvallen van de netspanning uit, de 24Vdc blijft langer hangen, zodat je niks hoort.
Verbind de massa links (netspanning!) niet aan die van de massa rechts van de versterker!

Gebruikersavatar
Ah!buis
Berichten: 11059
Lid geworden op: ma 15 nov 2010, 22:36
Locatie: Overijse

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor Ah!buis » vr 05 jan 2018, 20:31

mtb schreef:De opto-transistor kom in serie met T5 en P1 aan massa en schakelt de staartstroom I(T5) binnen 0,1 sec. na het wegvallen van de netspanning uit, de 24Vdc blijft langer hangen, zodat je niks hoort.
Lijkt me niet zo'n goed idee, er is al haast geen spanning meer over voor die T5.En om er dan nog iets mee in serie te zetten :-k
Anne
Bijlagen
82.jpg
82.jpg (37.94 KiB) 532 keer bekeken

Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1045
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor mtb » za 06 jan 2018, 18:38

Ik kom op -1,27Vgk en die geeft T5 juist voldoende ruimte!:
HTA4-gk.PNG

De opto-transistor komt via P1 aan massa en 0,2Vc kan geen kwaad, je moet alleen P1 wat lager instellen.
Maar het kan ook sjieker als je een symmetrische uitgangsspanning hebt van een (Op-Amp) voor/regel-versterker DC-gekoppeld op de ingang:
HTA4s.PNG

Ik heb een 'academisch' model gebruikt voor de voorversterker, maar het klopt wel!

Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1045
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor mtb » wo 17 jan 2018, 17:23

Als we de symmetrische ingangsspanning V(i+,i-) met 2V5 (Vr) optillen, hebben we geen (ont)koppelcondensatoren (C1,5) nodig en sturen we de buizen strakker aan met gelijkspanning:
HTA4si.PNG

Zo'n ingangsspanning kunnen we makkelijk zelf maken vanuit een standaard asymmetrische ingangsspanning met een goede audio-Op-Amp:
HTA4is.PNG

Hij trekt maar een paar mA en dus kunnen we de 5Vc makkelijk maken met een zenerdiode of TL431 via een weerstand van 2k2Ω aan 24Vb.
Het zijn in feite twee ingangen, die hier doorverbonden zijn, maar kunnen ook gebruikt worden voor een Eco(nomisch/logisch) Surround Systeem, maar daarover later meer!

Gebruikersavatar
Ah!buis
Berichten: 11059
Lid geworden op: ma 15 nov 2010, 22:36
Locatie: Overijse

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor Ah!buis » wo 17 jan 2018, 19:16

Om nu de ene koppel-C te vervangen door een ander :?
De luidspreker zit al niet aan massa, nu de voeding nog, weg koppel-C :D
Anne
Bijlagen
Mtv.jpg

Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1045
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor mtb » do 18 jan 2018, 16:35

Dat zou kunnen als je een symmetrische ingangsspanning hebt, maar het wordt wel raar met een 'zwevende' 24Vdc.
Ik vervang twee C's (C1 en C5) door één en heb meteen een gewone hoogohmige ingang!

Gebruikersavatar
Ah!buis
Berichten: 11059
Lid geworden op: ma 15 nov 2010, 22:36
Locatie: Overijse

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor Ah!buis » do 18 jan 2018, 19:50

Och, zwevende voeding is niet zo ongewoon. Een circlotron heeft er twee.
Met symetrisch ingang blijven de kathodes op dezelfde spanning. Als je één ingang aan massa legt komt de helft van de andere ingang op de kathodes, is daar wel (spannings)ruimte voor ?
Anne

Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1045
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor mtb » za 03 feb 2018, 16:53

Ah!buis schreef:Met symetrisch ingang blijven de kathodes op dezelfde spanning. Als je één ingang aan massa legt komt de helft van de andere ingang op de kathodes, is daar wel (spannings)ruimte voor ?
Anne

Ja hoor:
HTA3d.PNG

Gemeten bij bijna de volle uitsturing, de transistor-eindtrap heeft voldoende versterking om de buizen en T5 voldoende ruimte te geven.

Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1045
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor mtb » di 06 feb 2018, 17:43

Hierbij nog een meer buizenachtige uitvoering met maar 4 transistoren:
HTA3m.PNG

De uitgangselco is vervangen door Vo-, ook met oog op een BTL-uitvoering.
We hebben een stevige 12Vdc referentie nodig met bijv. een TL431, om de onbelaste openloop-versterking met R12 te beperken en stabiel te houden.
De (DC-)tegengekoppelde versterking is bijna 10x en het oversturingsgedrag ziet er uit als een buizenversterker.
De buizen hebben nog geen 16Vak ruimte, maar ze worden ook wel lager gebruikt!
Door de hoge Ci (1n3F!) van de MOSFET's valt de bandbreedt wat tegen: 20Hz-20kHz @-2dB, maar is nog voldoende.
Als je aan complementaire MOSFET's kunt komen met een lagere Ci en Vgth, wordt het uiteraard allemaal een stuk beter!

Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1045
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor mtb » wo 07 feb 2018, 17:30

Met twee torretjes (T5 en T6) als emittervolgers erbij wordt het meteen een stuk beter:
HTA3mt.PNG

We moeten zelfs de bandbreedte met C5 binnenboord houden en kunnen dus ook dikke MOSFET's blijven gebruiken.
Deze (150W!) MOSFET's lijken wat overdreven, maar kosten slechts ca. €1,50 bij EOO en je kan op het koellichaam besparen.

Gebruikersavatar
mtb
Berichten: 1045
Lid geworden op: ma 29 dec 2008, 16:44
Locatie: Zoetermeer
Contacteer:

Re: Hybride buizenversterker.

Berichtdoor mtb » za 17 feb 2018, 17:25

Hierbij een uitvoering met maar één ECC82 voor ruim 2x10W-stereo of 1x40W-BTL:
HTA3cf.PNG

We gebruiken een Cathodyne(Kangoeroe)-fasedraaier voor meer buizenklank, die zowel niet-inverterend (stereo) als inverterend (BTL/2) gebruikt kan worden.


Terug naar “Versterkers”

Wie is er online

Gebruikers op dit forum: Google [Bot] en 5 gasten