Wzmacniacz mocy na tranzystorach BC107/BC177

Elektronika retro

Moderatorzy: gsmok, tszczesn, Romekd, Einherjer, OTLamp

Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6913
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Wzmacniacz mocy na tranzystorach BC107/BC177

Post autor: Romekd »

Witam.
gustaw353 pisze:A jak wygląda "schodek" przy paru miliwoltach sygnału na wyjściu; czy pojawi się przy wyższych częstotliwościach ?
Ten schodek jest utrapieniem w klasycznych układach.
Przy paru miliwoltach sygnału na wyjściu ciężko byłoby mi pokazać gładki przebieg, gdyż wzmacniacz ma wzmocnienie 40 dB i te kilka miliwoltów na wyjściu odpowiadałoby kilkudziesięciu mikrowoltom na wejściu, więc sygnał byłby i tak "postrzępiony" szumami i zakłóceniami szpilkowymi, pochodzącymi od lamp LED nad moją głową w pracowni (okropnie "sieją"). Dość dobrze natomiast widać było schodek przy poziomach rzędu kilkudziesięciu miliwoltów. Obserwacji dokonałem korzystając ze wzmacniacza, w którym dokonałem wcześniej modyfikacji mających na celu obniżenie poziomu prądu spoczynkowego (nie miałem czasu ponownie go "przezbrajać"), czyli mającego zwiększone wartości niektórych rezystorów. Myślę, że taki układ jest znacznie wolniejszy od oryginalnego, więc schodek na przebiegu wyszedł pewnie bardziej widoczny. Wartości pobieranych prądów "spoczynkowych" dla kilku wartości napięć zasilania nowego układu umieściłem w tabelce poniżej (rubryka "prąd spoczynkowy B"; jest też "moc spoczynkowa B"):
tab2.png
Oscylogramy poniżej przedstawiają przebieg prostokątny, trójkątny i sinusoidalny o częstotliwości 10 kHz, oraz przebieg sinusoidalny o częstotliwości 20 kHz. Wartość napięcia międzyszczytowego widać w prawym górnym rogu oscylogramów. Przebiegi zostały "zdjęte" przy napięciu zasilania wzmacniacza 6 V. Wzrost napięcia zasilania układu powodował zmniejszanie się "schodka", a obniżenie tego napięcia do najniższych wartości wyraźnie powiększało "schodek" (obniżenie napięcia wyraźnie spowalniało układ, co było do przewidzenia).
Przebieg prostokątny 10 kHz.jpg
Przebieg trójkątny 10 kHz.jpg
Przebieg sinusoidalny 10 kHz.jpg
Przebieg sinusoidalny 20 kHz.jpg
Czy Waszym zdaniem widoczne na oscylogramach zniekształcenia sygnału, pochodzącego z omawianego wzmacniacza tranzystorowego (o obniżonym pobieranym prądzie spoczynkowym), w porównaniu ze zniekształceniami wprowadzanymi przez popularne wzmacniacze scalone "retro", są większe, zbliżone, czy może mniejsze? :roll:

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
Marcin K.
6250...9374 posty
6250...9374 posty
Posty: 6542
Rejestracja: śr, 18 stycznia 2006, 16:45
Lokalizacja: Kolonia Poczesna, jo90nq

Re: Wzmacniacz mocy na tranzystorach BC107/BC177

Post autor: Marcin K. »

Witam! Śledzę cały temat, czytam Wasze koledzy dywagacje, wasza wiedza i chęci są naprawdę spore, chylę czoło!
Kiedyś rozpocząłem ,,prace'' nad prostym, przenośnym odbiornikiem superheterodynowym na kilku tranzystorach zmontowany na bakelicie z kondensatorem od Szarotki. Działania zatrzymałem z uwagi na wzmacniacz m.cz. który zawierał transformatorki. Nie chcę stosować transformatorów we wzmacniaczu bo ich nie mam i chyba zdecyduję się na wzmacniacz zamieszczony przez kol. Gustaw353. Radio ma być zasilane z 6V lub płaskiej baterii 4.5V, zależy jak obudowa mi pozwoli. Czy przy 4.5V będzie to pracować? Myślę, że tak. Rosyjskich tranzystorów germanowych typu MP mam sporo więc nic nie stoi na przeszkodzie by popełnić takie cudo i przetestować.
Temat się rozwinął lecz nadal nie wiemy czy na BC107 można zrobić wzmacniacz m.cz. do napędzenia małego głośniczka.
Pozdrawiam, Marcin.
μ Ω Σ Φ π
SQ9MYU
Awatar użytkownika
Marcin K.
6250...9374 posty
6250...9374 posty
Posty: 6542
Rejestracja: śr, 18 stycznia 2006, 16:45
Lokalizacja: Kolonia Poczesna, jo90nq

Re: Wzmacniacz mocy na tranzystorach BC107/BC177

Post autor: Marcin K. »

Dzień dobry. Wiedziałem, że gdzieś widziałem i znalazłem. Schemat był umieszczony w małej książeczce wydanej przez Młodego Technika. Zawiera kilka ciekawych układów. Skan kiepski ale widać.
http://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2994798.html
Kiedyś wykonałem ten odbiornik, grał, wzmacniacz nie pracował ale może popełniłem gdzieś błąd, to było lata temu.
Pozdrawiam!
μ Ω Σ Φ π
SQ9MYU
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6913
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Wzmacniacz mocy na tranzystorach BC107/BC177

Post autor: Romekd »

Czołem.
gustaw353 pisze:Pomiary i ocena pierwszego (NEYWA) trochę mnie wówczas zadziwiły. Nie chciałem ujawniać swoich spostrzeżeń. Sądziłem, że być może trafił się mi jakiś wyjątkowy egzemplarz. Jak się okazuje, wynik obmiarów nowo zakupionego niewiele odbiega od poprzedniego.
Tak więc postanowiłem uzupełnić informację na temat wcześniej prezentowanego schematu wzmacniacza m.cz. .
NEYWA 304 nastrojona była na Warszawę I. Podczas pomiaru prądu (spoczynkowego) radio było całkowicie ściszone.
Wyniki pomiaru prądu pobieranego przez radio w funkcji napięcia zasilania (w nawiasie – prąd pobierany tylko przez wzmacniacz m.cz.):

10V – 6,7 mA
9V – 5,9 mA (2,9 mA)
8V – 5,3 mA
6V – 4,1 mA (1,7 mA)
5V – 3,6 mA (1,4 mA) - radio może jeszcze grać dość głośno bez zniekształceń,
4V – 3 mA
3,5V – 2,8 mA (0,8 mA) - wyraźnie ciszej ale nadal można słuchać na granicy zniekształceń,
3V – 2,5 mA (0,2 mA)
2,5V – 2 mA (0,1 mA) - jeszcze odbiera i można czasami coś zrozumieć
To nie był jakiś wyjątkowy egzemplarz, gdyż mój zachowuje się identycznie - przy zmniejszaniu napięcia z 10 V, przy ok. 3 V nieco cichnie, ale nadal gra dość czysto, a przy dalszym obniżaniu napięcia pojawiają się zniekształcenia (da się jeszcze normalnie słuchać), by przy ok. 2,5 V całkiem zamilknąć...
Sprawdziłem przekładnię autotransformatora głośnikowego. Odczep znajduje się w połowie uzwojenia, czyli transformatorek jest dokładnie taki, jak przypuszczał Tomek Janiszewski - wyjście wzmacniacza "widzi" obciążenie (głośnik 8 Ω) przy częstotliwości 1 kHz jako impedancję o wartości ok. 31 Ω.
Marcin K. pisze:Temat się rozwinął lecz nadal nie wiemy czy na BC107 można zrobić wzmacniacz m.cz. do napędzenia małego głośniczka.
Tranzystorami BC107 można bez problemu napędzać mały głośniczek, jeśli tylko impedancja tego głośnika nie jest niższa od 25 Ω (dla napięcia zasilania wzmacniacza 6...10 V i dla sygnału wyjściowego o amplitudzie nieprzekraczającej 5 V), a przy niższych napięciach zasilania można spróbować nimi sterować głośniczek o impedancji 15 Ω (dla sygnałów wyjściowych o amplitudzie nieprzekraczającej 3V). Powyżej podanych przeze mnie amplitud przekroczony zostanie dopuszczalny prąd tranzystorów i mogą one ulec uszkodzeniu.

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
fugasi
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 4191
Rejestracja: pt, 2 grudnia 2005, 20:47

Re: Wzmacniacz mocy na tranzystorach BC107/BC177

Post autor: fugasi »

Marcin K. pisze:Schemat był umieszczony w małej książeczce wydanej przez Młodego Technika
Jaki tytuł nosiło to wydawnictwo i jaka była zawartość?
_
Awatar użytkownika
Tomek Janiszewski
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 5263
Rejestracja: śr, 19 listopada 2008, 15:18

Re: Wzmacniacz mocy na tranzystorach BC107/BC177

Post autor: Tomek Janiszewski »

Romekd pisze:Przyznam, że nie bardzo rozumiem jak możesz rozdzielać układ, licząc wzmocnienie dopiero od kolektora VT6
.
Przypomnę: porównywałem z osobna wzmocnienie prądowe dla połówki dodatniej (VT7, VT9 i VT11), dla ujemnej (VT7 i VT9), wreszcie dla stanu przejściowego (tylko VT7).
W omawianym układzie wzmocnienie prądowe (i napięciowe) zapewniają tranzystory VT4, VT6 i VT7. Tego wzmocnienia w układzie jest aż zanadto, jak na potrzeby wysterowania autotransformatora z głośnikiem.
Co nie zmienia faktu że wzmocnienie stopnia końcowego zmienia się tysiące razy w zależności od wartości chwilowej napięcia wyjściowego. Skoro w jednym stanie wzmocnienia jest aż zanadto - to w innym okazuje się ono stanowczo za duże, o czym świadczą kłopory Gustawa z samowzbudzeniami które musiał tłumić kondensatorami o znacznej pojemności. Po co stwarzać sobie takie problemy poprzez przyjęcie nieoptymalnej konfiguracji wzmacniacza?
Rezystor R22, o którym kilka razy już wspomniałeś, wspomaga jedynie wyłączanie tranzystora VT7. Równie dobrze mogłoby go w ogóle nie być i wówczas kolektor tranzystora VT6 polaryzowany byłby prądem bazy VT7 (znacznie mniejszym co do wartości), co spowodowałoby jedynie wydłużenie wychodzenia VT7 ze stanu przewodzenia (czas narastania prądu kolektora VT7 nie uległby zmianie).
Moje zastrzeżenia dotyczyły braku bootstrapu w tym miejscu. Gdyby był - to prąd VT6 zmieniałby się w węższym zakresie, zamiast od maksymalnej wartości do niemal zera (przy wysokim napięciu chwilowym na wyjściu). Dałoby to nie tylko większe wzmocnienie całości, ale pozwoliło ograniczyć zniekształcenia przynajmniej w stopniu z VT6.
W tranzystorach Darlingtona też znajdują się wewnętrzne rezystory (włączone między bazy i emitery każdego z tranzystorów), które również są tylko po to by zwiększyć szybkość wyłączania się takiego "podwójnego" tranzystora i poprawić jego wypadkową liniowość.
Roli tych rezystorów w poprawie liniowości (statycznej) nie potrafię się doszukać. Przeciwnie, sprawiają one że dla małych prądów wzmocnienie prądowe jest małe (takie jak wzmocnienie tranzystorów wejściowych), dla większych zaś - duże (gdy włączą się do pracy tranzystory wyjściowe). No ale w poprawnie skonstruowanym wzmacniaczu prądy dobiera się tak aby już w spoczynku przewodziły wszystkie tranzystory, toteż zatykanie się tranzystorów wyjściowych (a następnie i wejściowych) w układzie Darlingtona odbywa się wówczas gdy przeciwny zespół tranzystorów przewodzi, dzięki czemu zatykanie się tranzystorów nie odgrywa pierwszoplanowej roli. A bez rezystorów między bazą a emiterem istotnie układ działałby tragicznie źle, choć jeszcze lepiej działałby ten sam układ wówczas, gdyby połączyć rezystorem bazy tranzystorów wyjściowych, bez kontaktu z emiterami. No ale w przypadku scalonych układów Darlingtona wymagałoby to wyprowadzenia czwartej końcówki na każdym z nich.
Nie bardzo też rozumiem co rozumiesz przez pełną "symetrię" układu. Przecież żaden stopnień wzmacniający z jednym tranzystorem (niezależnie od przyjętej konfiguracji) tak naprawdę nie jest do końca symetryczny.
Ale tu mamy do czynienia z niesymtrią liczoną w pojedynczych procentach, nie zaś tysiącach procent!
Wtórnik emiterowy z tranzystorem npn może oddawać do obciążenia większy co do wartości prąd, niż prąd, który może w przeciwnej połówce sygnału z obciążenia pochłaniać. W jakichś modelach wzmacniaczy firma PIONEER zastosowała kiedyś nawet ulepszony układ wtórnika emiterowego, bardziej symetryczny od wtórnika "zwykłego"
Co dałoby się uzasadnić tym że taki wtórnik (w przeciwieństwie do tranzystora wchodzącego w skład złożonego wzmacniacza napięciowego bądź końcówki mocy) nie jest objęty jakimkolwiek zewnętrznym USZ. Użycie konfiguracji przeciwsobnej pozwala skompensować parzyste harmoniczne powstające na nieliniowości złącza B-E.
Dla mnie wzmacniacze m.cz. w przedstawionych w tym wątku miniaturowych (miniaturowych jak na tamte czasy) rosyjskich odbiornikach były, jak na potrzeby tamtych urządzeń bardzo dobre, bo optymalne, mimo kilku swoich wad. Przy zasilaniu bateryjnym, szczególnie gdy zasilanie to stanowiła mała bateria 9 V (typu 6F22), nominalna moc wyjściowa na poziomie 100 mW, czy nawet 150 mW była właśnie optymalna ze względu na czas pracy takiej baterii.
Ale można było z równie dobrymi a nawet nieco lepszymi efektami ekonomicznymi zastosować normalną konfigurację wzmacniacza z parą komplementarną, prostszą a przy tym wolną od wad wynikających z krańcowo dużej asymetrii. Nie wiedzieć czemu jednak Ruskie mieli wstręt do takich wzmacniaczy, kurczowo trzymali się transformatorów, a gdy już się ich pozbyli - uciekali w tego rodzaju wynalazki.
Tranzystor czuwający nad prądem spoczynkowym w przypadku tranzystorów w małych plastykowych obudowach zawsze reagowałby ze zwłoką (spowodowaną większą rezystancją termiczną między strukturą krzemową a epoksydową obudową), przez co po każdym głośniejszym odtwarzaniu muzyki prąd spoczynkowy byłby niepotrzebnie wyższy, przyczyniając się do szybszego rozładowania baterii.
Gdyby tak istotnie było - to za błąd należałoby uznać użycie w głośnikowej końcówce mocy "uniwersalnych" tranzystorów KT315 (odpowiadających z grubsza naszym BC107), choć dla obciążenia na poziomie kilkuset omów (np. słuchawek) byłyby jak najbardziej odpowiednie. Zamiast żyłować z nich ostatnie poty - można było użyć mocniejszych, np. KT814/815, nawet bez jakiegokolwiek kontaktu termicznego z elementem stabilizującym. W naszym przypadku obok BC211/313, BD135/136 itp. wchodziłby w grę także BC337/327 w obudowach identycznych jak BC237/307 odpowiadających tytułowym BC107/177.
A w układzie z diodą VT10 prąd stały między tranzystorami końcowymi w ogóle nie płynie, więc nie ma potrzeby "czuwania" nad jego wartością.
Wchodzenie VT10 do stanu przewodzenia jest tak szybkie, że we wzmacniaczu m.cz. niemal w ogóle nie zauważalne
O ile nie spowolni się go kondensatorami likwidującymi wzbudzenia, na co gotów był Gustaw.
Wracając jeszcze do tego nierównego wzmocnienia prądowego, to przypomniały mi się Twoje wypowiedzi o wzmacniaczach stosowanych między innymi w magnetofonach ZK240 i M2405S, których również bardzo nie lubisz i wszędzie krytykujesz. Tym układom również zarzucasz brak symetrii we wzmacnianiu dodatnich i ujemnych połówek sygnału m.cz. W starszym rozwiązaniu wzmocnie napięciowe dawał tylko jeden tranzystor (T6), pracujący w układzie WE i podparty w obwodzie kolektora układem Bootstrapu. Cztery następne tranzystory (T7, T8, T9 i T10) pracowały w obwodach wzmacniacza prądu ze wzmocnieniem napięciowym mniejszym od jedności.
Owszem układ zachowywał się nieco "niesymetrycznie", ale głównie po przesterowaniu. Czy ktoś to wtedy słyszał i zarzucał układowi brak symetrii?
A czy ja kiedykolwiek krytykowałem ten układ (z parą komplementarną BC140/BC160) ze względu na niesymetrię? To ogólnie przyjęty układ quasi-komplementarny, gdzie wzmocnienie prądowe dla obu połówek jest tak wyrównane jak wyrównane są wzmocnienia par BC140/160 oraz 2 X BD354. Owszem istnieje niesymetria powodowana przez różną liczbę złącz pn na bezpośredniej drodze sygnału od stopnia sterującego do głośnika (dwa dla połówki dodatniej, jedno dla ujemnej) i dlatego lepiej byłoby zastosować również i komplementarną parę tranzystorów końcowych (BD354/355) a gdy pojawiły się pary komplementarne bardzo dużej mocy (2N3055/BDX18, BC395/396) - również znalazły zastosowanie niemal na prawach wyłączności. Mimo to jakiś rok temu zdecydowałem się na budowę wzmacniacza 40W w rzekomo krytykowanej konfiguracji quasi-komplementarnej, uzyskując za cenę pogodzenia się ze wskazaną wyżej asymetrią - możliwość zastosowania szybkich (fT=10MHz) tranzystorów końcowych z niejednorodną bazą typu BDY58 sterowanej parą BC211/313. Pozwoliło to wyeliminować sprzyjający powstawaniu zniekształceń TIM kondensator "kompensacyjny" między bazą a kolektorem stopnia sterującego (BF258 o zmniejszonej w porównaniu z BC211 lub BD139 pojemności zwrotnej). Efekty przyszły szybciej niż się spodziewałem: już przy pierwszych próbach, kiedy to prowizorycznie wlutowałem w płytkę tranzystory mocy bez jakichkolwiek radiatorów (a tym samym bez ekranu oddzielającego stopnie napięciowe od obudowy tranzystora mocy na której występował pełny sygnał wejściowy) - doszło do samowzbudzenia na częstotliwości ok. 1MHz a ja zorientowałem się o tym za sprawą upierdliwego, niemożliwego do skompensowania napięcia stałego na wyjściu na poziomie kilkudziesięciu mV. Nie było widać jakichkolwiek drastycznych efektów, czy to w postaci grzania się tranzystorów mocy (bez radiatorów!) czy nawet tylko zwiększonego poboru prądu. Oczywiście, po założeniu radiatorów (wraz z tranzystorami wlutowanymi w płytkę od strony druku, dzięki czemu wyeliminowało się długaśne pęta towarzyszące zwykle konstrukcjom na tranzystorach w obudowie TO-3) skłonność do wzbudzenia znikła, napięcie stałe na wyjściu zaczęło zachowywać się przewidywalnie, a pomimo że na dalszych etapie prac wielokrotnie jeszcze dochodziło do przesterowania wzmacniacza sygnałami ze wzbudzonych stopni wstępnych (ostatnio przy uruchamianiu tunera AM) na tranzystorach mocy nie zrobiło to najmniejszego wrażenia. I to przy rezystorach o wartości aż 100 omów między bazami a emiterami BDY58!
Krytyka przedstawianego wyżej układu mogłaby dotyczyć jedynie obecności dwójnika RC w emiterze stopnia sterującego, co pogarszało wykorzystanie napięcia zasilającego. Ale to była cena jaką trzeba było zapłacić za nadmiernie uproszczony wzmacniacz napięciowy: bez niego należałoby się spodziewać znacznego pogorszenia stabilności napięcia stałego na wyjściu, co również pogorszyłoby wysterowalność.
W kolejnej wersji wzmacniacza zastosowano dodatkowy tranzystor, który również wzmacniał sygnał napięciowo
I pozwolił też pozbyć się feralnego dwójnika RC. Ale peerelowska przaśnizna musiała zwyciężyć: powetowano sobie ów dodatkowy tranzystor okaleczeniem końcówki mocy o jeden tranzystor pary komplementarnej, co dało asymetrię znacznie większą niż wnoszona przez uprzednią konfigurację quasi-komplementarną. A przecież można było (poza odżałowaniem tego jednego BC107) zastosować o jeden tranzystor... mniej, stosując parę komplementarną BD354/355 oraz BC313 w roli T7.
Oczywiście układ nie jest całkowicie symetryczny, ale wystarczająco na tamte czasy skuteczny...
Wbrew temu co sądzisz rozumiem doskonale jak ten wynalazek działa, co nie znaczy że nie mógłby działać wyraźnie lepiej. Za cenę bądź to dodatkowego tranzystora, bądź to zwiększenia mocy tranzystora w stopniu sterującym, i jego prądu spoczynkowego, przy jednoczesnej dalszej redukcji liczby tranzystorów o jeden.
Nawet parowane tranzystory typu PNP różnią się zdecydowanie charakterystykami od charakterystyk tranzystorów NPN
Niewątpliwie, ale po co stwarzać dalszą asymetrię zastępując tranzystory pnp... diodami? Zresztą to właśnie problemy z uzyskaniem idealnie symetrycznych tranzystorów komplementarnych mocy były powodem dla których stosowało się wzmacniacze quasi-komplementarne, mimo asymetrii wynikającej z samej konfiguracji.
Ostatnio zmieniony śr, 1 marca 2017, 13:23 przez Tomek Janiszewski, łącznie zmieniany 1 raz.
Awatar użytkownika
Tomek Janiszewski
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 5263
Rejestracja: śr, 19 listopada 2008, 15:18

Re: Wzmacniacz mocy na tranzystorach BC107/BC177

Post autor: Tomek Janiszewski »

Marcin K. pisze:Schemat był umieszczony w małej książeczce wydanej przez Młodego Technika. Zawiera kilka ciekawych układów. Skan kiepski ale widać.
To jest elementarnie prosty układ komplementarny. Ma wszystko co może i powinien mieć przy konfiguracji zredukowanej do absolutnego minimum: bootstrap w stopniu sterującym, USZ dla sygnału i prądu stałego, wreszcie polaryzację baz dla uzyskania pracy w klasie AB (choć mało skuteczną). Ten szkielet wzmacniacza odnajdziesz i w tym co proponowałem na wstępie:
viewtopic.php?f=48&t=28340&start=45#p296852
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6913
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Wzmacniacz mocy na tranzystorach BC107/BC177

Post autor: Romekd »

Witam
Dziękuję Tomku za odpowiedź. Do Twoich uwag odniosą się wkrótce. Najpierw musiałem zdobyć kilka wzmacniaczy ze starych polskich urządzeń retro, by doświadczalnie sprawdzić ich parametry.
Tomek Janiszewski pisze:To jest elementarnie prosty układ komplementarny. Ma wszystko co może i powinien mieć przy konfiguracji zredukowanej do absolutnego minimum: bootstrap w stopniu sterującym, USZ dla sygnału i prądu stałego, wreszcie polaryzację baz dla uzyskania pracy w klasie AB (choć mało skuteczną).
Czy wykonałeś i przetestowałeś zaproponowany tu układ, czy tylko wykonałeś komputerową symulację?
WTM2.png
Ja zrobiłem płytkę próbną, z tym, że w układzie zamiast BC107B i BC177B użyłem zachodnich BC548B i BC558B (BC558B łatwiej mi było połączyć "termicznie" z tranzystorami wyjściowymi BC211-16 i BC313-16). Zastosowałem rezystory SMD (1206) o tolerancji lepszej niż 1%. Mam problem z uzyskaniem odpowiedniej wartości prądu spoczynkowego oraz problem ze stabilnością układu po wysterowaniu (wzbudza się dla dolnych połówek sinusoidy).

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
Tomek Janiszewski
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 5263
Rejestracja: śr, 19 listopada 2008, 15:18

Re: Wzmacniacz mocy na tranzystorach BC107/BC177

Post autor: Tomek Janiszewski »

Romekd pisze:Czy wykonałeś i przetestowałeś zaproponowany tu układ, czy tylko wykonałeś komputerową symulację?
Wykonałem w dwóch na razie wersjach, ze stopniem końcowym na acetkach AC180/181 oraz na adetkach AD161/162. Ten ostatni od 2012 roku włącznie zabudowany jest na jachcie, zasilany z 8 ogniw NiMH i obciążony głośnikiem 8 omów (4 omy grałyby niepotrzebnie głośno). W obu przypadkach rolę stabilizacyjną pełni AC125 (z kontaktem termicznym z radiatorem w mocniejszym wykonaniu); stopnie napięciowe wykonane są na AC127 i AC125 w pierwszym przypadku a na BC108 i BC178 w drugim.
Mam problem z uzyskaniem odpowiedniej wartości prądu spoczynkowego

Też miałem podobny problem z BD354/355 (i niemało ich sfajczyłem :oops: ) podczas eksperymentów ze wzmacniaczem dużo większej mocy (do 15W) gdzie stopnie napięciowe były co prawda o wiele bardziej złożone, ale rezystorów emiterowych nie było i miało nie być (dla uniknięcia zniekształceń powstających w następstwie szybkiego zatykania tranzystorów końcowych). Ostatecznie udało się uzyskać stabilną i niezawodną pracę, ale pod warunkiem nieprzekraczania pewnej krytycznej wartości spoczynkowej mocy strat, tj przyjęcia dostatecznie małego prądu spoczynkowego. Powyżej tej granicy ujawnia się termiczne dodatnie sprzężenie zwrotne. Istotne jest aby tranzystory końcowe miały małą oporność termiczną między złączem a obudową, lub między złączem a otoczeniem o ile tranzystor stabilizacyjny nie ma kontaktu z radiatorem. Bowiem wzrost prądu spoczynkowego wywołany rozgrzaniem się tranzystorów końcowych wskutek wysterowania silnym sygnałem także może uruchomić niszczący mechanizm. Wzmacniacz na adetkach ma i kontakt termiczny, i solidny radiator będący zarazem obudową: viewtopic.php?f=8&t=16816&p=192413&hili ... ki#p192413
i problemów nie stwierdziłem nawet wtedy gdy użytkowany był jeszcze w domu, przy zasilaniu z 16V na jakie pozwalały zastosowane elektrolity i przy obciążeniu 4-omowymi kolumnami z dwiema szmaciakami GDN16/15 w każdej.
oraz problem ze stabilnością układu po wysterowaniu (wzbudza się dla dolnych połówek sinusoidy).
Nie widzę tam żadnych elementów przeciwwzbudzweniowych. Poza standardowym kondensatorem między bazą a kolektorem stopnia sterującego pomóc może także kondensator między bazą a emiterem stopnia wstępnego (z ewentualnym rezystorem kilkadziesiąt omów w szereg) czyli tzw. korekcja wejściowa, nie pogarszająca szybkości zmian napięcia na wyjściu. Przede wszystkim jednak razi brak jakiegokolwiek kondensatora w obwodzie polaryzacji baz. Wskutek powyższego tranzystor stabilizacyjny bierze udział w procesie wzmacniania dolnej połówki sygnału, wnosząc dodatkowe przesunięcie fazy. Tak na początek: próbowałeś choćby włączyć kondensator 100n między bazy BC211/313?

Pozdrawiam
Tomek Janiszewski
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6913
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Wzmacniacz mocy na tranzystorach BC107/BC177

Post autor: Romekd »

Tomek Janiszewski pisze:Wykonałem w dwóch na razie wersjach, ze stopniem końcowym na acetkach AC180/181 oraz na adetkach AD161/162. Ten ostatni od 2012 roku włącznie zabudowany jest na jachcie, zasilany z 8 ogniw NiMH i obciążony głośnikiem 8 omów (4 omy grałyby niepotrzebnie głośno). W obu przypadkach rolę stabilizacyjną pełni AC125 (z kontaktem termicznym z radiatorem w mocniejszym wykonaniu); stopnie napięciowe wykonane są na AC127 i AC125 w pierwszym przypadku a na BC108 i BC178 w drugim.
Czyli jako wtórników używałeś wyłącznie tranzystorów germanowych. Dla krzemowych BC211/313 należałoby precyzyjnie dobrać wartości wszystkich rezystorów mających wpływ na wartość prądu spoczynkowego i kompensacje temperaturową tego prądu. Pewnie dla różnych egzemplarzy tranzystorów w stopniu wyjściowym i w kompensacji też należałoby dokonać drobnej korekty wartości rezystorów, ze względu na spory rozrzut parametrów. Tak więc bardzo trudno opracować dobry układ o powtarzalnych parametrach, szczególnie przy niestosowaniu rezystorów emiterowych w stopniu wyjściowym. Ja dla wartości podanych przez Ciebie na schemacie nie uzyskałem żadnego prądu spoczynkowego tranzystora Q4, oraz bardzo niewielki prąd tranzystora Q5 (ok. 0,2 mA; z tranzystora Q1, płynący przez rezystor R5 do Q5). Sprawdziłem kilka napięć i prądów w różnych punktach układu dla napięć zasilających zmieniających się od 3 do 15 V (tabelka pod schematem poniżej; prąd Q4 w tabelce, to średni prąd szumów, a nie prąd spoczynkowy):
WTM3.png
WARTOSCI_U_I.png
Wykonany przez mnie układ "odsłuchowo" działa całkiem poprawnie, mimo braku prądu spoczynkowego tr. Q4 i Q5.
WZW1.jpg
WZW2.jpg
Duże wzmocnienie napięciowe tranzystorów Q1 i Q2 i pętla USZ powodują, że przy niskich częstotliwościach zniekształcenia są stosunkowo nieduże (jutro podam ich wartość), a wzmocnienie wzmacniacza wynosi ok. 45x (minimalnie spada przy zmniejszaniu napięcia zasilającego układ).
Nie widzę tam żadnych elementów przeciwwzbudzweniowych. Poza standardowym kondensatorem między bazą a kolektorem stopnia sterującego pomóc może także kondensator między bazą a emiterem stopnia wstępnego (z ewentualnym rezystorem kilkadziesiąt omów w szereg) czyli tzw. korekcja wejściowa, nie pogarszająca szybkości zmian napięcia na wyjściu.
Faktycznie, pasmo układu przy zasilaniu napięciem 6...15V bez kondensatorów kompensacji f osiągało 5 MHz (-3 dB), a wzbudzanie się układu ustąpiło po włączeniu między bazę i kolektor tranzystora Q2 małej pojemności (10 pF), z którą pasmo - 3dB i tak jeszcze przekraczało 1 MHz. Przy częstotliwości kilku kHz na ekranie oscyloskopu zaczynałem obserwować zniekształcenia skrośne, które wraz ze wzrostem częstotliwości sygnału stawały się coraz większe (spadek wzmocnienie tranzystorów i coraz mniejszy wpływ USZ na redukcję zniekształceń). Poniżej zamieszczam dwa oscylogramy, dla częstotliwości 20 kHz oraz 100 kHz.
20kHz_sin.jpg
100kHz_sin.jpg
Jutro spróbuję przedstawić jakie amplitudy (moce wyjściowe) udało mi się uzyskać na wyjściu wzmacniacza w zależności od napięcia zasilania i poziomu zniekształceń nieliniowych.

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6913
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Wzmacniacz mocy na tranzystorach BC107/BC177

Post autor: Romekd »

Pomiary wykonane, wnioski wyciągnięte. Nie wiem tylko, czy je publikować... :roll: Czy kogoś na naszym Forum w ogóle interesują jeszcze tego typu prościutkie układy wzmacniaczy m.cz. z tranzystorami?

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
tszczesn
moderator
Posty: 11219
Rejestracja: wt, 12 sierpnia 2003, 09:14
Lokalizacja: Otwock
Kontakt:

Re: Wzmacniacz mocy na tranzystorach BC107/BC177

Post autor: tszczesn »

Ja sobie z przyjemnością i podziwem czytam.
faktus
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 726
Rejestracja: pt, 15 marca 2013, 20:54

Re: Wzmacniacz mocy na tranzystorach BC107/BC177

Post autor: faktus »

Witam. Kolego Romekd i ja z przyjemnością poznam wyniki Twoich pomiarów. Temat śledzę od początku, bo na naukę nigdy nie jest za późno. Wiedza teoretyczna, podawana w książkach to jedno, ale warto wiedzieć jak to się przełoży na efekty w praktycznym zastosowaniu. Pozdrawiam.
" Nigdy się nie tłumacz-przyjaciele tego nie potrzebują, a wrogowie i tak nie uwierzą i nigdy nie mów prawdy ludziom, którzy na nią nie zasługują "
Mark Twain
Awatar użytkownika
Romekd
moderator
Posty: 6913
Rejestracja: pt, 11 kwietnia 2003, 23:47
Lokalizacja: Zawiercie

Re: Wzmacniacz mocy na tranzystorach BC107/BC177

Post autor: Romekd »

Tylko co zrobić, gdy pomiary pokazują, że ktoś bardzo na naszym Forum lubiany (sam też lubię czytać jego posty, wielu ciekawych rzeczy się z nich dowiedziałem), mógł się w bardzo wielu wypowiedziach mylić? Już kiedyś, gdy próbowałem tematy związane ze wzmacniaczami tranzystorowymi wyjaśnić po swojemu (też mogę się mylić, bo wszechwiedzący nie jestem...) wspomniany użytkownik na wiele miesięcy zniknął z naszego Forum, a ja mogłem sobie przeczytać w dziele "Organizacja forum" np. takie wypowiedzi:

"... poziom kóltury wypowiedzi niektórych dyskutantów sprawił, że nie wszyscy ,, chcą się kopać z koniem,, . Odeszli. Może wrócą jak koń wyciągnie kopyta."

"Tyle, że z 'głupcami' z zasady się nie dyskutuje :twisted:"

viewtopic.php?p=330685#p330685

Nie wiem czy to do mnie było skierowane życzenie "wyciągnięcia kopyt"... :cry: W końcu to ja wtedy, jako ostatni, rozmawiałem z Tym użytkownikiem, co łatwo sprawdzić w "statystykach" w profilu tej osoby. Może nie warto tworzyć sobie kolejnych "wrogów", podważając teorię wygłaszane przez osobę, uważaną przez bardzo wielu za autorytet w temacie układów tranzystorowych...? :oops:

Pozdrawiam
Romek
α β Σ Φ  Ω  μ π °C ± √ ² < ≤ ≥ > ^ Δ − ∞ α β γ ρ . . . .
Awatar użytkownika
gsmok
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 3908
Rejestracja: wt, 8 kwietnia 2003, 08:33
Lokalizacja: Warszawa
Kontakt:

Re: Wzmacniacz mocy na tranzystorach BC107/BC177

Post autor: gsmok »

Romek, nie przejmuj się i jedź dalej :) . Ja wprawdzie nie jestem aktywny w tym wątku, ale po każdym nowym wpisie czytam go od -początku do końca. Ciekaw jestem wspomnianych wyników.
Pozdrawiam
Grzegorz Makarewicz 'gsmok'
ODPOWIEDZ