Svenska ElektronikForumet

Hej EF!

Jag tänkte starta en projekttråd för slutsteget jag tänker bygga. Jag visste inte riktigt vad som räknas som ”påbörjat projekt”, men jag har ju börjat CAD:a på kretskortslayouten, så någon slags metafysisk byggnation har jag ju börjat med

Det här blir mitt första audiobygge och egentligen något av det första analog-aktiga som jag gör i elektronikvärlden. Innan har jag mest byggt digitalt med mikrokontrollers á la AVR och gjort lite belysningsprylar m.m. Anledningen till audio-försöket är att jag införskaffade boken ”Audio power amplifier design handbook” av Douglas Self och blev inspirerad. En mycket bra bok, jag kan rekommendera den starkt om det är någon som läser det här och är sugen på att börja med audioelektronik!

Slutstegsschemat är taget från boken, där Self har gjort ett designexempel på en 50W klass B förstärkare. Ett schema kan man se här (bör noteras att Self har varit slarvig och råkat skapa en massa namndubletter vid döpandet av komponenterna):

http://i.cmpnet.com/audiodesignline/200 ... 2_fig4.jpg

Jag vill gärna förr eller senare ha någon kontroll för volym/balans och kanske tonkontroll. Jag har kikat på sound.westhost.com på preampdesigner och det blir nog någon variant av de designerna isåfall. Så planeringen är tänkt ungefär såhär:

• Göra klart nätdel
• Konstruera slutsteg för en kanal (och optimera etc)
• Fixa till fin inbyggnad
• Bygga preampnätdel (LM317/337 ned till +-15V för OP-amparna)
• Bygga rolig preamp
• Bygga en till kanal för stereoförstärkning (om jag inte tappat orken vid det här taget)

Angående komponenter så lade jag en stor beställning från electrokit som kommit fram nu, här följer lite sånt:

• Toroidtransformator på 225 VA vilket ska klara 2x50W tycker jag. Den ger +-24V med mellanlindning, likriktning borde ge närapå de 35V som slutstegsschemat är gjort för.
• Likriktarbrygga av rejäl sort, ska tåla 400V 35A, borde inte ge några problem.
• Fyra glättningselektrolyter á 4700uF vardera
• Småsignaltransistorer - hittade inte MPSA56/06 så jag ersatte dessa med BC639/640
• Drivtransistorer - MJ802/4502 ersattes med MJE15030/15031. Dessa ska klara 50W dissipation, och om jag räknat rätt borde värstafallseffekten ligga på runt 15W per utgångstrissa.
• Kylelement - har hittat ett på 1.7K/W som borde ge tempökning på 53 grader om båda utgångstransistorerna ansluts till elementet, vilket inte låter så farligt.

Eftersom det är mitt första audiobygge kommer jag antagligen göra en hel del fel. Det är väldigt mycket att ta in på alla olika plan, både rent kretstekniskt, komponentmässigt, layoutmässigt och inbyggnadsmässigt. Om ni ser något som ser korkat ut under bygget eller om jag drar felaktiga slutsatser, skrik gärna till!

Förutom att inhandla komponenter har jag också börjat CAD:a kretskort, se länk: https://sites.google.com/site/danielbup/audioamp
Bild finns på nätdelslayout samt en på kortet för slutstegskanalen som än så länge är rätt skissartad. Obs: jag använt MJE2955/3055 i layouten då mina trissor inte fanns med i biblioteket. De ska ha samma pinout.

Ett par funderingar jag har just nu:

• Effektmotstånden som sitter på utgången mellan utgångstrissorna lär bli rejält varma och Self skriver i boken att man ska hålla dom borta från känsliga komponenter, men han skriver aldrig riktigt vad ”hålla borta från” innebär rent avståndsmässigt. Räcker det som jag placerat dom på min PCB-layout? Borde man göra det på något annat sätt? Jag kan tänka mig att man t.ex. skulle kunna ha dom på undersidan av kortet för skärma av lite?
• I CAD:ande stund försöker jag rada upp de två utgångstrissorna + deras två drivtrissor + transistorn som sätter biasspänning mot kylelementet. Om jag förstått Self rätt så är det fiffiga med bias-kretsen i spänningsförstärkningssteget just att den beror av en transistors termiska V_be-förändringar, så om både utgångstrissor och biastrissa har samma temperatur borde temperaturskiftningarna göras harmlösa. Är det vettigt att ha alla fem trissorna mot kylelementet för att ge dom samma temperatur?
• Som jag förstått bör man jorda alla ljud-kretsar i en ”star-point”, som helst inte ska ligga mellan nätdelskapacitanserna. Vart borde jag ha denna, ska jag förlänga nätdelskortet en bit och ha min stjärnpunkt på en utgående remsa koppar på denna?

Problem jag ska lösa härnäst:

• Hitta en vettig inbyggnadslåda. Toroidtrafon jag köpt är på ungefär 56mm i höjdled. Något i stil med åtminstone 300x180x75mm hade varit trevligt. Jag ska gå och hälsa på miljöstationerna här i kvarteret (det får man ju inte, men men) och se om dom har något trevligt på lager.
• Göra klart vettig layout till korten så pass att jag åtminstone har bestämt dimensioner på korten och avstånd mellan transistorer så jag kan borra kylfläns etc.
  Etsa kretskort för nätdel och bygga klart dessa så att jag iaf har en fungerande strömförsörjning.

Det här är allt jag kan komma på att ha med i förstaposten. Jag lägger till mer sen om jag kommer på något jag vill fråga om/berätta. Jag får i förväg ursäkta om det blir knappt med uppdateringar senare, terminen drar snart igång och jag vet inte hur mycket jag kommer ha att göra! Men jag ska försöka lägga tid på det här projektet så att det blir nåt av det!

Kul, då är vi två stycken(minst) som bygger chip amps just nu Fast din är i och för sig lite mer välplanerad, strukturerad och avancerad än min

Lycka till!

Fast det här är ju en diskret uppbyggd förstärkare, och ingen chipamp

Jaja, alla dessa detaljer Då är det ju ännu bättre, måste jag säga
Ni får väl ursäkta min okunnighet i det hela

Argtomte skrev:Jag vill gärna förr eller senare ha någon kontroll för volym/balans och kanske tonkontroll. Jag har kikat på sound.westhost.com på preampdesigner och det blir nog någon variant av de designerna isåfall.

Men kolla gärna in Douglas Self andra bok Small Signal Audio Design (ISBN: 0240521773) också. Där tar han upp allt du behöver veta om förförstärkare och saker är inte alltid så enkelt som man kan tro. Själv är jag inte så glad i sound.westhost där det mesta är ganska dåligt dokumenterat angående designen.

Hej folk! Jag var lite seg på att svara, min stationärdators CPUfläkt havererade och började lägga sig på låga varvtal, vågar inte riktigt använda datorn. Ny fläkt på väg på posten!

psynoise: Intressant! Jag gillar Self's stil i boken så det är mycket möjligt att jag skaffar hem den, även om jag inte riktigt vet hur mycket av en audiomänniska jag har tänkt bli Om jag gör saker tillräckligt modulära nu borde det ju isåfall bara vara att byta ut preampen mot en bättre i efterhand.

DarkSilver: Nej, som sagt ingen chip-amp, men roligt att du också bygger! Jag var sugen på att bygga chip-amp ett tag också, men sen skaffade jag Self-boken och ville prova diskretuppbyggt istället. Jag känner mig lite stabilare med byggandet när jag har diskreta delar som jag kan sätta mig ned och förstå var för sig, även om det blir lite rörigare (och risken för att det inte fungerar/något går sönder blir större).

olle: Jag har sett att du också bygger roliga prylar och är planterad här i Linköping, hehe. Du råkar inte ha tips på något vettigt ställe härikring (eller på postorder) där man kan få tag på något trevligt chassi att bygga in saker i?

----------

Jag blev tipsad att räkna lite på nätdelens spänningsrippel. Om man antar värstafallet att högtalaren på 8ohm matas rakt på 35V så går strömmen 4.375A. Glättningskondingarna på 2x4700uF måste hålla spänningen över en likriktad period (1/100s), vilket ger ett slutligt spänningsfall på dV = It/C = 4.65V. Det kändes lite i största laget, så jag skaffade fram fyra st. 6800uF-kondensatorer istället, vilket minskar resultatet till 3.2V iaf. Dom är lite väl stora så jag slopar nog nätdelskortet och gör nätdelen lös istället.

Jag bifogar bild på kondensatorpacket som jag satte ihop! Trådarna kommer från ett slaktat datornätagg, borde klara strömmarna tycker jag. Fick äntligen en ursäkt att använda lite buntband, hehe! Det var ganska svårt att få bra lödningar (jag är mer van vid små komponenter på PCB), kanske borde använda en större lödspets...

Jag har CADat vidare litegrann på kanalkortet också. Funderar på att dra en sista koll att allt är som det ska och sen etsa Jag ska ta fram en CAD-ritning för transistorplaceringen också så att jag kan borra hål i och gänga kylelementet. Bifogar bild på senaste PCBlayouten.

EDIT: Något som jag glömde nämna också, var att kusin tipsade om att 4x6800uF kanske drar så pass mycket startström att säkringar börjar gå. Så jag ska börja titta på någon inrush-suppression lösning med ett motstånd i serie med vardera matningslina, som förbikopplas med varsitt relä efter någon sekund. (Jag tycker om relä-klickljudet, hehe)

Jag har aldrig köpt ett chassi, men jag har läst tips om en firma i italien:
http://www.hifi2000.it/
Italien är ju EU-land så man borde väl slippa tulla tror jag...

Har du tänkt något på avkopplingskondensatorer? Det brukar vara bra, men jag vet egentligen för lite när det gäller diskreta saker.

Förresten har jag upptäckt en lokal firma som tillverkar toroider:
http://www.lintron.se/lintron/index.asp ... ge=contact

Har mailat förfrågan om de säljer i små serier till privatpersoner, men har ännu ej fått svar.

Ang. lödningen tror jag du har för lite effekt. Du kör väl oblyat förretsen?
Det finns lite olika skolor, men personligen gillar jag rätt hög effekt, för då smälter det fort och man behöver inte värma komponenten onödigt länge, utan det räcker med en sanbbis

Edit: Är du student förresten? Det finns en tervlig elektronikförening som heter admittansen och ligger i Ryd.
Admittansen.se
Jag är med, fast är aldrig där tyvärr. Man hinner ju inte hälften av vad man vill ibland...

Hoppsan, du svarar snabbt!

Kikade runt lite på chassi-sidan, dom verkar rätt trevliga! Bara runt 180 inkl moms för ungefär den storleken jag tänkte mig. De verkar ta 25€ + moms i frakt dock, det var ju lite surt. Om jag inte hittar något annat kan det bli där! Måste få prylen att funka innan jag kostar på ett sånt tror jag, hehe. Lokala toroider verkade ju också praktiskt! Men jag hittade ingen prisinfo på sidan, är det kanske så att de bara säljer serier till företag?

Avkopplingskondingar finns, 2x100nF vid ingångssteget och 2x220uF nära utgångstrissorna (jag borde flytta dom mycket närmare ser jag nu). Anledningen till att dom kanske inte ser ut som avkoppling är pga "RGND"-anslutningarna jag kopplat dom till. Self skriver i boken att det är viktigt att avkopplingen får en separat jordanslutning som går tillbaka till glättningskondensatorerna i nätdelen, istället för att gå med audiojorden till stjärnjordningen. Jag tror det är pga laddningspulserna som bildas runt kondensatorerna, att dessa kan störa ljudkretsarna.

Högre effekt låter vettigt, jag var bara lite skraj att skada elektrolyten med för hög värme, men om lödningen inte blir varm antar jag att kondingen inte heller blir det, hehe. Har variabel lödstation så det går att pilla på.

Jag är med i admittansen och är heller aldrig där Jag är inte riktigt nog hobbykoncenterad för att masa mig bort dit och jobba, så jag har skaffat labprylar till hemmet istället.

Själv har jag just byggt en labbänk hemma jag med och har två oscillokop ovanför skrivbordet

Vi får se om jag får svar från transformatortillverkaren!

Precis, det är bra att undvika att komponenter från strömförsörjningen använder signaljordens banor!
Detta för en så störningsfri krets som möjligt!
En ström ger ju ett spänningsfall i en bana, och det kan leda till potentialskillnader...

Jag tror det är lättare att kommentera layouten om man har schemat och ser vad de olika komponenterna är
Om man nu inte vill köra reverse engineering

Fränt! Labbänk hade varit trevligt, men jag väntar nog tills jag tagit mig ur korridorsboendet innan jag ger mig i kast med något sådant! Jag har dock ett (otroligt gammalt) oscilloskop som jag nyss fick, ståendes. Det glappar rejält på tidsbasvridomkopplaren, jag måste hitta något sätt att laga den. Ska nog posta en tråd om det här på EF, för det är en rejält knepig omkopplare.

Schema kommer här (originalschema finns i startposten, men det har ju inte rätt komponentnamn etc), jag länkar det eftersom det är för stort för forumet: https://sites.google.com/site/danielbup ... edirects=0

Jag har dock inte satt in komponentvärden, men det kanske räcker till att lista ut vilka komponenter som gör vad (för värden, se originalschemat). Jag ska se till att fixa in komponentvärdena senare så det blir mer lättläst.

Apropå separata ledare: borde jag dela upp matningen i separata ledare för utgångssteg och resten av kretsarna också? Det lät i boken som att det inte behövdes utan räckte med att layouta så att matningen går in vid utgångstransistorerna, och fortsätter som i mitt kort till resterande elektronik.

Jag har knåpat lite på två saker:

• Har caddat kylelementsritning över borrhålen för transistorerna, så jag kan skriva ut den och använda som mall när jag borrar/gängar (bifogad bild)
• Har knåpat ihop en krets för att begränsa inrush-strömmen i nätdelen. Jag har aldrig labbat med reläer så jag tänkte skaffa delarna och testa på labbräde innan jag etsar nåt. Tanken är att återkommande spänningen från kondensatorerna (som stiger från noll när de laddas genom resistanserna), förr eller senare går över zenerspänningen och börjar driva reläspolen mha transistorn.

Fick lite hjälpande tips och gjorde en mindre uppdatering av inrushkretsen. Förändringar:

• Lade till flybackdiod över spolen så den inte har sönder något när den stängs av.
• Ökade begränsningsresistanserna till 10R vilket borde ge en startström i storleksordning 3,5A som värst (istället för 35A som innan)
• Lade till motstånd till jord vid zenerdiod så att läckströmmar inte börjar få transistorn att leda direkt.

Jag fick också en synpunkt på att om förstärkaren slås på med full volym/uteffekt så kanske reläet inte slår igång förrän efter en längre tid (om kondensatorerna kontinuerligt laddas ur av högtalarelementet), vilket kan bli lite tokigt för motstånden. Det känns som att jag borde ladda ned LtSpice, lära mig det, och testsimulera kretsen lite

Två lösningar på det problemet isåfall:

• Skrota iden med transistoråterkoppling på det viset och använda en resetkrets med fix tillslagstid. Jag vet inte riktigt om det finns sådana som funkar med knepig AC-spänning som strömförsörjning, men kanske kunde göra en liten separat PSU med en 7805 och ett par kondingar åt den isåfall, och sen låta den driva en transistor med spole som last.
• Fortsätta använda min transistorkoppling och lägga till en krets som mute:ar insignalen medan glättningskondensatorerna laddas upp...

Jag laddade ner LtSpice och började lära mig lite hur det funkade, rätt trevligt program. Jag gillar hur lätt man kikar på olika vågformer vid simulering och hur lätt man kan ändra på nåt värde och köra igen för att se skillnaden värdet gör. Det det lider av mest verkar vara det klumpiga gränssnittet för att editera scheman.

Jag lade in både hela PSU-kopplingen med min knepiga reläkrets+10ohmsmotstånd samt en av mina förstärkarkanaler. Jag duplicerade kanalen för att få stereobelastning. Testade några saker:

• Om jag startar förstärkaren med full insignal, hur högt i spänning kommer kondensatorerna när dom laddas genom matningsmotstånden? - (Första bifogade bilden)
  Jag vill ju genom mina matningsmotstånd låta kondensatorerna laddas upp någorlunda högt innan motstånden förbikopplas, så att inte inrushströmmen blir för hög. Det visade sig att kondensatorerna fastnade någonstans runt 12V och kom inte högre, vilket var lite väl lite (jag vill nog koppla förbi motstånden vid kanske 24V eller något sånt). Jag använde en testton på 20Hz som insignal så pass så att utsignalen maxades utan att klippa.
• Om jag låter nätdelen starta på riktigt, ungefär hur maffig utsignal kan jag få utan klippning? - (Andra bifogade bilden)
  Jag stoppade in en 4.7V-zener istället så att nätdelen satte igång på riktigt. Insignalen gick att variera ungefär upp till 1.55V_pp innan utsignalen började klippa. Utsignalen tog sig upp till ungefär 27 V_pp. Det innebär att den inte riktigt kommer upp i 50W per kanal, men å andra sidan bryr jag mig inte så väldigt Sinuskurvorna såg fina ut i alla fall, återkopplingen verkar funka bra! Jag testade att biasera utgångstransistorerna dåligt och ändå syntes knappt crossover-distortionen.
• Om jag belastar förstärkaren något ohyggligt, finns det risk att matningen går ned och råkar koppla bort relät? - (Tredje bifogade bilden)
  Om hög belastning kan dra ned matningen och därigenom koppla bort mitt relä kan motstånden kopplas in igen, antagligen med magisk elektronikrök som slutresultat (eftersom motstånden gör matningen ännu sämre så att den inte tar sig upp igen). Jag testade att öka på resistansen mellan ACkälla och kondingar till 1ohm och satte in en 10Hz-ton på 3V (riktigt värstigt värstafall). Resultatet syns i tredje bifogade bilden, matningen går ned till runt 20V som värst.

Det känns som att det nog är bättre att strunta i relälösningen (även om den var rolig att knåpa med), och bygga en liten separat PSU åt en liten pulsgenerator. Den får pulsa i någon sekund vid startup och driva dels en muting-krets på insignalen och dels reläspolen genom en transistor.

Fick tips om denna mutekrets: http://www.pic101.com/audiosw/index.html

Om jag bestämmer mig för mutekretsen och CAD:ar in den så borde jag i alla fall sedan kunna etsa kanalkretskortet, jag tror inte jag tänker ändra något annat på det... det får nog ske i början av nästa vecka (är borta hela helgen).

Du behöver ingen mjukstart för denna trafo och kondensatorbank.

Jag startar upp en 500VA toroid med 2st 60000µF kondingar utan problem på en 6A säkring.

Ah, det var ju bra att veta, tack! Dock är det ju lite roligt att pilla med såna här lösningar, även om dom är onödiga, så vi får se hur jag gör Ett alternativ skulle ju vara att etsa en nätdel med banor och koppar som möjliggör senare tillägg av relä, som jag kan brygga förbi tills vidare. En liten fråga, varför använder man 2x60000uF istället för flera mindre? Dom lär vara rätt monstruösa/dyra?