V-Fet Single Ended Amplifier

[tunerman]

Kedves Mindenki!
Aki ezeket a sorokat olvassa, azoknak röviden annyit magamról, hogy több mint 4 évtizede elektronikus készülékek javításával, szervizelésével foglalkozom. Ez idő alatt jól megtanultam a hibáik felismerését, amit nem csak a gyártásnál, hanem tervezés/kivitelezésnél is elkövethettek.
Én vagyok az az ember aki a világ egyik legjobb és kortalan referenciának tekintett FM tunerjében tervezési és sorozatgyártási hibát talált...ez a Sequerra model 1.

https://db.audioasylum.com/mhtml/m.html ... 3Dsequerra

Miért írtam mindezt ide, az AVX V-FET single ended amplifier topikba?
Mert ezen a mellékelt elvi, összehasonlító rajzon látható két ábra a működésük szempontjából sehol sem azonos. Viszont felfedeztem egy hibát - mivel az előforduló vitáim során mindenki mást lát a betett rajzban mint én...
A lényeg az, hogy kb. hét évtizede elkövettek egy hibát az oktatásban és ez a hiba generációról generációra száll, mindenki ezt tanulja. A hiba lényege, hogy push pull-nak állítanak be egy alapkapcsolást, ami valójában egy single end - komplementer emitterkövetővel a kimenetén!
Természetesen a push pull elvet a betett magyarázó rajz jobb oldali ábrája teljesítí kifogástalanul. Tehát mindenki aki ezeket a sorokat olvassa, abban a szent meggyőződésben teszi, hogy igaza van, a bal oldali single end ábra is push pull.
De nem.
TJ.

[tunerman]

A készülő új V-FET SE verzió tápegységén dolgoztam, elkészitettem a diódák+fojtó kereszttartóját. Majd kipróbáltam a kinézetét egy ideiglenesen odarakott fojtóval, mivel a megrendelt Hammond 155B-k csak 2 hét múlva érkeznek meg.
TJ.

[tunerman]

A "Mi ez? MKII " kérdést tartalmazó sematikus ábrát másképpen rajzoltam le, arra gondolván, hogy talán ez közelebb visz a párhuzamosan kapcsolt NPN/PNP follower elvéhez.
TJ.

[sutemenyx]

A V-MOSPOWER FET SE prototipusának a megépítése során sok tapasztalatot szereztem, ennek a felhasználásával egy 20W/8R teljesítményű változat megépítését tűztem ki célnak 
Jelenleg az alkatrészek kiválasztása és begyűjtése folyik - ez igencsak nehéz feladat, mivel ritka, vagy nehezen hozzáférhető dolgokról van szó.
TJ.

És megint az a fránya Marantz....

Szép feladat. Biztos jó lesz a végeredmény.

/OFF
Itt a Marantz annyiból lényeges, hogy ők régebben igyekeztek kiváló alkatrészekből építkezni. Ezek az alkatrészek manapság kb pótolhatatlanok, nemigen gyártanak ekvivalens minőségű cuccokat sajnos. Épp ezért mondtam, az erősítőd zajával kapcsolatban, hogy a kondira benne nagyon vigyázni kell, nehogy “véletlenül” vagy szükségtelenül kicseréljék azt!
/ON

[tunerman]

A V-MOSPOWER FET SE prototipusának a megépítése során sok tapasztalatot szereztem, ennek a felhasználásával egy 20W/8R teljesítményű változat megépítését tűztem ki célnak 
Jelenleg az alkatrészek kiválasztása és begyűjtése folyik - ez igencsak nehéz feladat, mivel ritka, vagy nehezen hozzáférhető dolgokról van szó.
TJ.

És megint az a fránya Marantz....

Szép feladat. Biztos jó lesz a végeredmény.

A Marantz néhány alkatrésze megfelelő minőségű kiindulási alapnak számít nálam, amit a régi készülékből még ma is(!) fel tudok használni - azt beépítem Valójában tovább él az új elveken épülő erősítőben.
TJ.

[Alex_Aston]

A V-MOSPOWER FET SE prototipusának a megépítése során sok tapasztalatot szereztem, ennek a felhasználásával egy 20W/8R teljesítményű változat megépítését tűztem ki célnak 
Jelenleg az alkatrészek kiválasztása és begyűjtése folyik - ez igencsak nehéz feladat, mivel ritka, vagy nehezen hozzáférhető dolgokról van szó.
TJ.

És megint az a fránya Marantz....

Szép feladat. Biztos jó lesz a végeredmény.

[tunerman]

A V-MOSPOWER FET SE prototipusának a megépítése során sok tapasztalatot szereztem, ennek a felhasználásával egy 20W/8R teljesítményű változat megépítését tűztem ki célnak 
Jelenleg az alkatrészek kiválasztása és begyűjtése folyik - ez igencsak nehéz feladat, mivel ritka, vagy nehezen hozzáférhető dolgokról van szó.
TJ.

[tunerman]

Egy komplett áramkör lehűtéséről még nem hallottam, a felfűtéséről viszont annál többet.
Az itt ismertetett V-MOSPOWER FET SE is a "forró", A osztályú készülékek közé tartozik, ugyanis a hűtőbordák hőmérséklete +70°C környékén van. Természetesen a bordán lévő félvezetők lapka hőmérséklete ez felett van, igazából ezt próbálja az ember - amennyire lehetséges - stabilizálni. A ritka vörösréz TO-3 tokozású BJT eszközök felkutatása és beépítése is ezt segiti elő.
TJ.

[HeZ]

Kísérletezett, próbálta már valamelyikünk az egész erősítő elektronikát zárt fémdobozban, olajfürdőben az alsó működési határ közelébe lehűtve (kb. -20 Celsius) vagy akár stabil magas hőmérsékleten (kb. 60-70 fok Celsius) használni?
Nem egyszerű megoldani a vezetékezést, hőszigetelést (páralecsapódás elkerülést), Peltier cellás hőelvezetést... viszont a töredékére csökken(ne), legalábbis stabilizálódna a félvezetők okozta hőzaj, ami a kivezérlés okozta gyors hőmérséklet változásból (is) ered.

[tunerman]

Sikerült a Texas Instrument 2N3055 mellé találni egy hasonló hangzási kvalitást mutató PNP teljesítmény tranzisztort - a TI 2N5884 -et 
A korábbi Sanken 2SA747 egy hihetelenül tiszta, preciz hangot tudott, ez a szintén vörösréz TO-3 tokos 2N5884 teltebb, melegebb és zeneibb valóságot hozott 
TJ.

[tunerman]

Szükségesnek tartom a következők közzétételét:
Figyelem!
A V-MOSPOWER FET SE erősítő kapcsolási rajza saját szerzeményem, bárki utánépítheti személyes célra, de gyártási, vagy egyébb célokra nem használhatja fel.

Warning! The schematics of the V-MOSPOWER FET SE published here are subject to copyright of the author, Jenő Takács. Mr Takács allows the use of the schematics for DIY amplifier building, but not for production or other purposes.

[tunerman]

A korábban betett "Mi ez?" feliratot viselő, az elvi műkődést magyarázó/mutató ábrához kigondoltam egy hasonlatot.
Mivel a rajzon szereplő NPN és PNP tranzisztoroknak a kollektorai váltakozó áramú szempontból földelve vannak, a bázisaik és emittereik pedig összezárva - ez a két tranzisztor elvileg(!) teljesen párhuzamosan van kapcsolva, így csak "egy" kimeneti followert jelent.
Lerajzolni egy papírra a két tranzisztor rajzjelét a kétdimenziós sík világban csak az ismert módon lehet, viszont a valós fizikai műkődésűket csak a háromdimenziós világ adja vissza 
Kigondoltam egy egyszerű hasonlatot...
Egy pillangó szárnyai mikor vizszintesen nyítva vannak, akkor ez lenne a két tranzisztor papíron szereplő kétdimenziós rajzjelének az ábrázolása. Viszont a háromdimenziós valóságban a pillangó szárnyai fűggőlegesen összecsukva is lehetnek - ez jelképezné az elvileg váltakozó áramú szempontból párhuzamosan kapcsolt NPN és PNP tranzisztort. Melyek így a nem vezérelt áramgenerátornak váltakozó áramú szempontból az egyetlen kimeneti followerét jelentenék 
TJ.

[tunerman]

A több mint két évvel ezelőtt indult V-MOSPOWER FET SE témájánál jeleztem, hogy vezetékezés helyett kábelezés lesz, egy nem mindennap látható megoldással 
Mivel lassanként kialakult egy elfogadható verzió ezen a területen, így felteszem a jelenlegi kábelezés jobb oldali részének a rajzát. Természetesen a bal oldali ugyanilyen, csak ott rövidebb szakaszok vannak a Kondo KSL spc-vel bekötve.
TJ.

[tunerman]

Lassan felkerül az i betűre a pont - a bemeneti csatoló Black Gate NX HIQ super E cap bekötése után elérkezett az idő, a kimeneti csatolók is kicserélésre kerültek 
A Black Gate NX sorozatából két-két darab 1000uF/25v-os kondenzátor került super E cap bekötéssel a V-MOSPOWER FET SE-be...bejáratás ON 


http://www.octave-electronics.com/Parts ... tech.shtml

TJ.

[tunerman]

A " Constant Current Source with Power Output " CCSP szimbólum és az azt jelentő áramkör elvi rajza után röviden arról, hogy miképpen is funkcionál a kapcsolás. Mellékelem újra az evoluciós rajzsorozatot, amit végigkövetve érthetővé válik a faék egyszerűségű, fix feszültségű áramgenerátor, és a szervesen beleintegrált bipoláris végtranzisztorok szimbiózisa.
Talán úgy írnám le ezt az egybetervezett fokozatot, hogy egy idealizált, 1:1-es áttételű, közelítően végtelen impedancia áttételű egység. 
Ami jövőt illeti, szerintem ezt az egyszerűsített kimeneti fokozatot sokan áttervezik, és talán majd jobbá is formálják...
TJ.

[tunerman]

A bartola.co.uk. oldalon található (hybrid mu follower) kapcsolásnál megjelenített szimbolum némi módositással felhasználható a V-MOSPOWER FET SE elvi rajzához

https://bartola5.rssing.com/browser.php ... 4&item=112

TJ

[tunerman]

V-MOSPOWER SE supply

[tunerman]

Áttekintve az elmúlt több mint 2 év történéseit, úgy gondolom, hogy az új ötletekhez, kapcsolásokhoz új elvi működést mutató rajzjelek is kellenek
  Ezt már azért is tartom elengedhetetlennek, mert sokszor az elvi séma megértésének az akadálya lett a megfelelő rajzjel hiánya.
Ezért javasolnám a következő új rajzjel és elnevezés alkalmazását (CCSP), mert azonnal világossá válna mindenki számára, hogy milyen elvi működést jelez ez az új szimbólum
TJ.

[tunerman]

A működési leírás 4.-es pontjából egy kifejezés kimaradt, ez így korrekt:
4. Ez a follower biztosítsa a kis értékű kimeneti impedanciát

[tunerman]

Link a "solid state triode" elvi leírásához:

https://www.radiomuseum.org/forum/the_t ... riode.html

[tunerman]

Néhány részletet megemlitenék a V-MOSPOWER FET SE elvi kapcsolásáról, az alkalmazott félvezetők előnyeiről és hátrányos tulajdonságairól.
Mivel a kitűzött cél a triódás Single End tube (SET) erősítők félvezetős változatának a megtervezése volt, az aktív eszközök kiválasztása nem ment egyszerűen. A minél kevesebb aktív eszköznek a triódák világához kellett közelitenie a kapcsolást, de azért lehetőség szerint megtartva a félvezetők előnyeit is. Ez nem egyszerű - de szerintem azért nem lehetetlen.

1. Egyetlen feszültségerősítő fokozat
2. Az az egy erősítő fokozat trióda karakterisztikával rendelkezzen
3. Az erősítő kimenete "A" osztályban működjön
4. Ez biztosítsa a kis értékű kimeneti impedanciát
5. A mérhető technikai paraméterei lehetőségek szerint a SET erősítőkét meghaladja

A kiválasztott aktív elemek tulajdonságai ezeket a célokat segitik, a bemeneti eszköz (VMP1) minél kisebb kapacitás értékeket tudjon - nagy feszültségerősítés mellett.. Az áramgenerátor (DN2540N5-G) minél nagyobb tartományban lineárisan működjön. A kimeneti bipoláris tranzisztorok (2N3055/2SA747) pedig biztosítsák a megfelelő meghajtását a hangszóróknak.
A létező hátrányos tulajdonságokat valamiképpen eliminálni, vagy pedig felhasználni kellene. Erre példa az áramgenerátor fix előfeszültségét adó végtranzisztorok két B-E diódája és azok kapacitásai. Ezek a parazita kapacitások a V-DMOS DN2540N5-G saját kapacitásával együtt, egy igen kis értékű ellenállással vannak párhuzamosan, így a hangfrekvenciás tartományban számottevő hatásuk nincs. Viszont ezek az extrém nagy frekvenciákon már egyfajta söntként viselkednek.
A felsorolt aktiv alkatrészek mindegyike tehát teljesiti az elvárt feladatait, - a SET triódás erősítők ezekután ne érezzék már magukat annyira nyeregben  
TJ

[tunerman]

A Single End tube (SET) erősítők világa jól ismert, mivel a közel 100 éve alkalmazott kapcsolástechnika igen egyszerű és könnyen átlátható. Egy apró gond azért van, mert a szükséges kimenőtranszformátor már nem annyira könnyű eset 
A kimenőtrafó lemezanyaga, pakettvastagsága, az elengedhetetlen légrés nagysága, valamint a tekercsek elrendezése már-már a vudu világát idézi...
Persze a Single End elve a félvezetős erősítők világában is helyet követelt magának, de itt inkább egyfolytában a kimenőtranszformátor elhagyásával kisérleteznek. Helyette a különböző, de egyszerűbb munkaellenállásos megoldásokkal próbálkoznak. Itt aztán az izzólámpától kezdve a teljesítmény ellenálláson át, az aktív eszközzel megvalósított munkaellenállásig sokminden megtalálható.
Igazából valamennyi megoldás rendelkezik előnyőkkel és hátrányokkal, de a SET kimenőtranszformátorával egyik sem veszi fel igazából a küzdelmet.
Miért is írtam ezt a bevezetőt?
Azért mert az itt bemutatott V-FET SE áramgenerátor/follower (CCS/follower) kimeneti megoldása közeliti meg leginkább az SE kimenőtranszformátorának a tulajdonságait.
Mit jelent ez?

- az áramgenerátor igen jó linearitással rendelkezik a teljes kivezérlési tartományban
- a V-MOSPOWER FET "triode emulator" kapcsolása pedig elegendő erősítést tud adni (>60 dB)
- az "A" osztályú follower pedig nagyáramú és kis impedanciás meghajtást tesz lehetővé
- a meghajtás és a kimenet közötti nagy impedancia különbség kezdi felidézni a trafók impedancia áttételének a viszonyait

Összegezve a felvázolt előnyős tulajdonságait a kapcsolásnak, így már a SET kimenőtranszformátorának talán az eddigieknél jobb félvezetős (SESS) vetélytársat sikerült találni 
TJ.

[tunerman]

A V-FET SE áll egy vezérelt aktív eszközből (VMP1) és egy nem vezérelt áramgenerátorból (DN2540N5-G).
A nem vezérelt áramgenerátornak szerves része a kimeneti follower, melynek a bázisai váltakozó áramú vezérlés szempontjából össze vannak kötve. Ezt az összeköttetést maga az áramgenerátor teszi meg, amikor a gate elektródáján megjelenő vezérlést a source kivezetésén megjeleniti.
TJ.

[tunerman]

A V-MOSPOWER FET SE hosszú idő alatt kialakult kapcsolási rajzát felteszem, a beépített alkatrészek tipusai a következők:
- 2x0,47uF/50v Black Gate HIQ NX
- 2,200uF/63v Black Gate FK
- 82pF/300v Sangamo/CDE silver mica
- 100nF/50v ceramic
- 2k Allen Bradley 2W
- R33 Noble MPC70 2W
- 33R tantalum 1W
- 330k + 33k 1% tantalum 0,5W
- 200k Preh ceramic linear trim pot.
- 20k TKD logaritmic pot.
TJ.

[tunerman]

OFF!
Az előzetes tervek alapján a V-FET SE erősítő meghallgatható lesz az október 10-én rendezendő Index topiktalin, a jelforrás Philips CD100 trial run, hangfalak Sansui/JBL 2115 + Raven ribbonok.
Infó itt:

https://audiodiyers.hu/viewtopic.php?f= ... 8&start=50

ON.