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AMPLI TRANSISTOR CLASSE A 10 + 10 WATT |
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Dopo aver costruito l'amplificatore Ella il sig. Gianni un amico mi ha consigliato di costruire questo ampli a transistor , in classe A di circa 10 watt di potenza, e a suo dire veramente con un buon suono. Io ad oggi 19.5.03 ho tutta la roba pronta per essere montata, ma devo trovare il tempo di farlo..... L'indirizzo dove troverete tutte le specifiche e questo http://www.rudistor.com/sound-lab/ars20it.htm ( troverete tante altre belle cose) e la mail dell'ideatore, persona che la progettato e questa sound-lab@rudistor.com persona molto gentile e disponibile. Altra pagina che parla di questo progetto e questa http://www.gmweb.btinternet.co.uk/jlhupdate.htm . Gianni lo ha realizzato in questo modo qui sotto.
Qui' sotto allego copia della pagina che troverete sul sito origianle, e ancora piu' sotto anche lo schema dell'alimentatore che mi ha mandato lui direttamente ma che deve ancora mettere sul sito. INDIRIZZO WEB: http://www.rudistor.com/sound-lab/ars20it.htm MAIL IDEATORE: sound-lab@rudistor.com
Vacuum Tubes & Solid State amplifications for Music Lovers ARS-20 ( yet another zen ) "Class A" Dual Mono Amplifier 10+10 Wrms
( Progetto aggiornato 07-02-02 )
ARS 20 è il risultato dello studio e relative sperimentazioni che ho effetuato sull'argomento dell' amplificazione in Classe A a semiconduttori. L'obiettivo era quello di verificare una serie di asserzioni che spesso sono luoghi comuni, e partendo da zero procedere alla relizzazione di un amplificatore in Classe A, Single Ended di rilevanti caratteristiche ma che presentasse la massima semplicità possibile. In pratica sono partito dal cicruito ideale teorico e passo dopo passo ho sviluppato il progetto verificando ogni passaggio prima al simulatore SPICE e successivamente in laboratorio. Mi sono fermato quando ho raggiunto le specifiche che mi ero proposto, ho quindi rivisto il progetto eliminando tutto quanto risultava superfluo. Gli obiettivi da raggiungere erano: 1) potenza minima 5W rms 2) totale assenza di controreazione 3) linearità entro 1db da 10 a 30 Khz 4)distorsione armonica inferiore al''1% al 50% della potenza di uscita e con prevalenza della seconda armonica 5)Distorsione da intermodulazione sempre inferiore all'1% 5) esecuzione completamente Dual-Mono 6) Alimentazione convenzionale a celle RC-LC. Il risultato finale è risultato migliore in tutti i parametri.
Le prove offettuate mi hanno convinto della superiorità che in questa tipologia di circuito hanno i bjt rispetto ai mosfet, la scelta del dispositivo semicinduttore per la parte di potenza è poi caduta sul classicissimo ed ormai dimenticato 2N3055. Questo gloriosissimo NPN sulla breccia praticamente da sempre ha subito negli anni moltissimi miglioramenti che lo hanno sempre tenuto al passo coi tempi, è poco critico, a 30-50V è lontanisssimo dalla soglia di rischio ( viene dato per 115V) e soprattutto è economico ( 0.5 Euro cad. ) e questo permette di acquistanre per un un congruo numero per poter selezionare fra i tanti i migliori e soprattutto i più simili. Su 50 pezzi si può effettuare una selezione accurata. Q3-Q4-Q5 rappresentano il generatore di corrente costante, in configurazione darlington con due finali in parallelo ( ecco perchè è importante selezionare i transistor, se non sono pressochè uguali nel parallelo lavorerà uno solo) il potenziometro R12 regola la corrente. Q6-Q7-Q8 sono tre transistor in parallelo che vengono visti come uno solo e rappresentano il dispositivo ammplificatore vero e proprio. Il segnale di ingresso viene inviato tramite C1 ( 10uF carta-olio o poliestre, evitare gli elettrolittici ) a T1 che provvede all' amplificazione di tensione, il BC109B ( meglio ancora il BC109C) è silenzioso e garantisce un elevato guadagno, tanto che l'amplificatore và al clipping già con 300mVp in ingresso, e in pratica può essere collegato alla sorgente CD anche senza preamplificatore, ovviamente in questo caso inseriremo un potenziometro all'ingresso. Nel mio prototipo ho inserito due potenziometri lineari da 100K immediatamente vicino agli RCA, ( sul pannello posteriore ) in modo da poter effettuare un preset di volume ed il bilanciamento fra i canali, operazione che si effettua una sola volta, e quindi il volume lo controllo col telecomando del CD. Se invece lo collego al preamplificatore metto a zero i potenziometri. Da Q1 il segnale giunge a Q2 che è il buffer del finale e che viene alimentato da una derivazione del darlington generatore di corrente. In questo modo si induce anche una modulazione su Q4-Q5, la qual cosa fà sì che i transistor eroghino più o meno corrente in funzione del segnale di ingresso, questa soluzione riduce i consumi di quiescenza senza far uscire l'amplificatore dalla classe A. .Dall' emettitore di Q1 il segnale giunge alla base dei finali modulandoli. La modulazione dei finali e del generatore di corrente avvengono in controfase. Quindi il circuito formato dal generatore di corrente ( Q3-4-5) ed il finale (Q6-7-8) è a tutti gli effetti un Sigle Ended Pusg Pull. ( che non è un amplificatore in controfase vero e prorio) Il potenziometro R3 regola la tensione alla base di Q2 e di conseguenza anche alla base del gruppo finale, deve essere regolato per fornire una tensione teorica del 50% di Vcc nel punto Po.La teoria vuole che Po ( Bias) sia pari a Vcc/2 ( fissando così uno zero virtuale a metà strada fra Vcc e massa e permettendo così la massima escursione di segnale) ma in pratica regolando ad un valore inferiore si ottine la migliore linearità anche se a scapito di una minore ampiezza massima di segnale e quindi di potenza di uscita. L'Alimentazione e la Dissipazione L'assorbimento di corrente dell'amplificatore è di circa 1A a 30V, quindi ogni canale dissipa 30w in assenza di segnale, in presenza di segnale sarà 30W + - 5w, quindi non cambia nulla, dobbiamo allora provvedere alla dissipazione di tale calore tramite radiatori alettati di sufficiente superficie, affichè i transistor non eccedano i 75-80 °C è necessario che per ogni canale siano disponibili 1000 -1200 cmq di superficie radiante: In particolare scaldano i due 2N3055 del generatore di corrente. Se non si vuole lavorare con simili superfici occorre provvedere al raffreddamento forzato che permette di ridurre le dimensioni dell'apparato ed inoltre consente ai semicinduttori di giungere più facilemnte alla temperatura di esercizio; Qesto è particolarmente importante perchè la taratura del bias deve essere effettuata a temperatura di lavoro, ma un ampia superficie radiante prima di giungere alla stabilità termica richiede parecchio tempo ( anche mezz'ora) tempo durante il quale l'amplificatore risulterà fuori taratura ( è risaputo che i classe A si devono scaldare per suonare bene) quindi per gli impazienti è consigliato l'uso di una ridotta superficie radiante e di una ventola che entri in funzione a 75°C per stabilizzare la temperatura. L'uso di ventole da computer sottovoltate ( io ho alimentato a 5V delle ventole da 12V) è completamente silenzioso e provvedendo ad alimentarle separatamente non interferiscono con l'amplificazione in nessun modo. Come sensore di temperatura si possono utlizzare gli switch termici per lavatrice ( ne esistono per tutte le temperature ) con soglia a 70°C. L'alimentazione deve ovviamente essere adeguata ed abbondante, io ho scelto la soluzione del dual- mono completo, ( due alimentatori e due trasformatori) il livellamento è affidato ad una cella LC e due RC con adeguate capacità. La potenza ottenibile è in funzione dell'alimentazione, senza variare alcun valore nello schema è possibile alimentare l'amplificatore entro un ampio spettro di tensioni, ovviamente a tensioni maggiori corrisponderanno paggiori correnti e relativi consumi di quiescenza. Data l'ampia dinamica e la grande trasparenza di suono dell'ARS-20 garantisco che già i 5W danno grandi soddisfazioni.
Analisi spettrale di ARS-20 con alimentazione a 30V ( la più critica ) THD = 0.5% con prevalenza di seconda armonica. I 90 db di dinamica sono il limite massimo della mia scheda di acquisizione.
Distorsione da intermodulazione set1 ( 60Hz+7Khz) < 0.5%
Distorsione da intermodulazione set2 ( 100Hz+5Khz) < 0.5% Anche l'intermodulazione appare estremamente contenuta mentre la risposta di frequenza è lineare entro 1db da 3 a 30.000 Hz
Rudi Stor Aug.2001
ALIMENTAZIONE :
L'alimentatore è semplice e volutamente non stabilizzato. Ti allego lo schema che devo ancora insrire nel sito. Gli elelettrolitici devono essere da almeno 4700uf ( più grandi sono meglio é) comunque con le capacità indicate nello schema ( 7 x 4700uF) l'ampli è silenzioso. I tuoi trasformatori vanno bene. Le resistenze di caduta devono essere da almeno 22W ciascuna. Ciao e buon lavoro. Rudi
CONSIGLI DI L.........
Davide,
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