Einherjer pisze: ↑sob, 4 grudnia 2021, 21:06
Żeby uzyskać małą wartość offsetu na wyjściu, nie tylko trzeba dobrać w miarę dokładnie wzmocnienia prądowe obu tranzystorów wejściowych
Wydawało mi się że dobranie w parę pod względem
bety dwóch przysłowiowych BC177 to nie taki znów problem, skoro dobiera się (a przynajmniej powinno się dobierać) pary komplementarne wyjściowego wtórnika mocy (prawie zawsze minimum dwie a nierzadko więcej). Tymczasem mamy dziś do dyspozycji scalone pary tranzystorów małej mocy (BCM857, MAT02 etc.) i dobieranie wówczas odpada.
ale też rezystancje widziane przez ich bazy dla DC powinny być zbliżone.
To oczywiste, choć tutaj dobieranie rezystorów w pary byłoby już przesadą. Wystarczy użyć elementów o tolerancji 1%.
I zwykle są one zgniłym kompromisem pomiędzy rezystancją wejściową z jednej strony i szumami wnoszonymi przez rezystor sprzężenia zwrotnego z drugiej
Ale o jakich szumach
wnoszonych przez końcówkę mocy może być mowa? Choć mogę się zgodzić że w
szczególnych wypadkach mogą się one ujawnić, i wtedy użycie serwa nabiera sensu. Np. gdy audiofil zakupi do swojego domu wzmacniacz o mocy maksymalnej 500W (uwierzywszy że słabszy
nie uciągnie jego kolumn za kilkaset tys. PLN) ale normalnie słucha go z mocą na poziomie 0,5W siedząc wygodnie w fotelu w wyciszonym od zewnętrznych hałasów salonie. Wtedy nawet gdy końcówka w odniesieniu do jej maksymalnej mocy legitymuje się odstępem sygnału do szumu 120dB, to przy mocy z jaką prawie zawsze jest używana - odstęp od szumów zmaleje do zaledwie 60dB czyli do poziomu
kaseciaka z Dolby albo i bez niego. Gdyby jednak zadowolił się wzmacniaczem 10-krotnie słabszym (co powinno wystarczyć na potańcówki podczas domowych przyjęć) to odstęp przy słuchaniu z mocą 0,5W wzrósłby do 80dB. No to byłby dopiero
obciach, ale taki marny mocowo wzmacniaczyk do kolumn których wszyscy znajomi zazdroszczą!
No i pozostaje kwestia kondensatora, który zwykle jest bipolarnym "elektrolitem". I tu są dwie kwestie.
To ja od razu dorzucę jeszcze trzecią. Dlaczego akurat bipolarnym? Od niepamiętnych czasów stosowało się tutaj zwykły elektrolit, mimo że składowa stała napięcia stałego była na nim zbliżona do zera. I chyba nie przypadkowo tak robiono. Weźmy
dla naprzykładu wzmacniacz z parą tranzystorów BC557B na wejściu, z prądem kolektorowym po 1mA. Beta niech wynosi 240, rezystory łączące bazy z masą oraz wyjściem - 39k. Wtedy na każdym z rezystorów odłoży się 0,16V. Przy okazji widać że jeśli niedokładność bet wyniesie 10% to napięcie stałe na głośniku (a właściwie tylko na jednym z nich: niskotonowym, pozostałym głośnikom napięcie stałe odetnie najprostsza nawet zwrotnica) wynosić będzie 16mV a więc chyba do przyjęcia. Kondensator elektrolityczny oczywiście zostanie
pro forma dołączony dodatnią okładziną do bazy tranzystora pnp pary różnicowej, niechaj ma te niespełna 0,2V napięcia w prawidłowym kierunku. Jeśli teraz na wyjściu wzmacniacza pojawi się szczytowe napięcie sygnału 28V (odpowiadające mocy 50W na 8 omach) i uwzględnimy jeszcze obecność rezystora 3,3k ustalającego głębokość USZ (tyle chyba nie wniesie dramatycznie wysokich szumów?) to przez kondensator popłynie prąd o wartości szczytowej 662uA jako że jego reaktancję pojemnościową można w tym momencie zaniedbać. Uwzględni się ją dopiero podczas szacowania spadku napięcia sygnału na nim. Jeśli pojemność wynosi 100uF (co przy napięciu dopuszczalnym 6.3V a nawet 16V oznacza znikomo małe gabaryty a potrzeby stosowania kondensatora na wyższe napięcie chwilowo nie widać), to dla krańcowo niskiej częstotliwości 16Hz jego reaktancja wyniesie 100 omów, szczytowa wartość napięcia sygnału - 66mV. Będzie to i tak przeszło dwukrotnie mniej niż wynosi napięcie stałe odkładające się na kondensatorze, a nawet gdyby okazało się od niego większe (np. dlatego że trafiła się w stopniu różnicowym para której beta wynosiła przykładowo 700) to jakie mogłyby być negatywne skutki takiego kilkunasto-a nawet kilkudziesięciomiliwoltowego przebiegunowania? Czy wystarczy ono aby klasyczny polarny kondensator elektrolityczny zachował się jak spolaryzowana w kierunku przewodzenia dioda? I jaki wpływ na zniekształcenia mogą mieć te odkładające się na kondensatorze (tylko dla najniższych częstotliwości!) dziesiątki mV napięcia sygnału, gdy tymczasem na połączonym w szereg z nim rezystorze 3,3k odkłada się w tychże warunkach aż 2.18V?
Kondensator ten wnosi zniekształcenia dla niskich częstotliwości, gdy odkłada się na nim pewne napięcie zmienne. Tak, można bez większego problemu skonstruować wzmacniacz, w którym te zniekształcenia będą wyższe niż zniekształcenia samego wzmacniacza.
Owszem, gdy się o to specjalnie postarać. Np. zmniejszając pojemność kondensatora w rozpatrywanym przykładzie do 3,3uF, z chęci powierzenia mu funkcji elementu tnącego częstotliwości poniżej 15Hz. Wtedy przy pełnej mocy wyjściowej dla częstotliwości granicznej odłoży się na kondensatorze coś koło 2V wartości szczytowej sygnału, i wtedy zniekształcenia ujawnią się już na bank, szczególnie wtedy gdy kondensator nie będzie bipolarny.
Będą one też poniżej progu percepcji, ale "na papierze" mamy gorsze parametry.
A nie obawiasz się że w pewnych przypadkach parametry
na papierze mogą okazać się
lepsze od rzeczywistych? A mam poważne obawy że tak jest gdy zastosuje się kondensator bipolarny do celów dla których od początku był przewidziany, tj do zwrotnic zespołów głośnikowych (od tematu wzmacniaczy odchodzę w tym momencie definitywnie proponując
konsensus że czasem serwo może się przydać

). Już tu na Forum zamieszczono, i
powoływano się na wyniki pomiarów, konkludując że to w istocie znakomite elementy nieznacznie tylko odbiegajace od ideału za jaki uważa się w tych zastosowaniach kondensatory polipropylenowe: znikoma odchyłka pojemności od nominału, niewielki tylko ESR, zniekształcenia nieliniowe porównywalne z tymi jakie potrafi wnieść końcówka rezystora lub kondensatora wykonana z materiału ferromagnetycznego (dla zaoszczędzenia deficytowej miedzi) a przy tym znacznie mniejsze, lżejsze i tańsze. To wszystko jednak wychodziło w pomiarach dokonywanych
w stanie ustalonym przy użyciu sygnału sinusoidalnego. Wykonawca pomiarów nie zastanowił się jednak co się wydarzy gdy rozładowany całkowicie kondensator otrzyma napięcie sinusoidalne o konkretnej amplitudzie. Tymczasem schemat zastępczy bipolarnego kondensatora elektrolitycznego należy przedstawiać tak:

Pojemności na schemacie zastępczym są dwukrotnie większe niż pojemność nominalna kondensatora (z uwagi na szeregowe połączenie), napięcie przebicia zastępczych diod Zenera odpowiada napięciu formowania kondensatora. Choć jako diody są one raczej kiepskie (znaczny prąd wsteczny jeszcze przed wystąpieniem przebicia, niestabilność) to niemniej jednak są. Dokładnie tak tworzy się niekiedy element mający zastępować kondensator bipolarny, stosując dwa polarne kondensatory i dwie zwykłe diody o napięciu przebicia większym od dopuszczalnego napięcia kondensatorów. Taki sam schemat zastępczy posiada zresztą polarny kondensator elektrolityczny normalnej budowy posiadający uformowaną warstwę tlenku tylko na dodatniej elektrodzie, warstwa tlenku na drugiej jest naturalna a tym samym cienka. W konsekwencji pojemność od strony elektrody ujemnej jest bardzo duża (i wówczas pojemność kondensatora jest równa pojemności od strony elektrody dodatniej) a napięcie przebicia odpowiedniej "diody Zenera" bardzo niskie, na poziomie pojedynczych woltów.
W kondensatorze bipolarny poddanym stałemu działaniu napięcia przemiennego (niekonieczne sinusoidalnego, byle cyklicznego o ustalonej wartości szczytowej) obie zastępcze pojemności naładują się tak aby diody zostały w ciągu całego okresu spolaryzowane w kierunku zaporowym i przewodziły prąd jedynie krótkimi impulsami, wystarczającymi do potrzymania ładunku uciekającego za sprawą ich upływności. Oznacza to że elektrolit wypełniający obudowę naładuje się do napięcia ujemnego względem obu elektrod. Aby się o tym przekonać - wystarczy posłużyć się kondensatorem bipolarnym posiadającym obudowę izolowaną od obu elektrod za to nieizolowaną od elektrolitu. Takie są znane mi kondensatory bipolarne z wyprowadzeniami po jednej stronie obudowy, za pośrednictwem gumowego korka. Doprowadzając prąd przemienny do obu elektrod (ale
bez lipy, warunki eksperymentu powinny być takie aby na kondensatorze odłożyło się konkretne napięcie, kilka a nawet kilkanaście woltów ale oczywiście poniżej napięcia dopuszczalnego, a nie ułamki woltów bo wtedy niczego interesującego się nie zauważy i wyciągnie się fałszywe wnioski, wprowadzające innych w błąd) bez trudu można się przekonać o ładowaniu się obu pojemności napięciem stałym. Wystarczy w tym celu dotknąć jedną końcówką woltomierza do jednej z elektrod, drugą zaś - do aluminiowej obudowy dostępnej od góry. Dokładnie tak samo będzie gdy do eksperymentu użyje się dwóch identycznych kondensatorów polaryzowanych połączonych szeregowo elektrodami ujemnymi. I wówczas trzeba wytworzyć na nich napięcie odpowiednio wysokie, aby zauważyć pojawienie się ujemnego napięcia w punkcie połączenia kondensatorów.
Z tego zaś wynika że pierwsze okresy napięcia przemiennego odkładające się na takim elemencie będą odkształcone w stosunku do kolejnych Trzeba bowiem wówczas naładować równocześnie dwa kondensatory. Gdy następnie wystąpi dłuższy zanik napięcia przemiennego - pojemności zastępcze zdążą się rozładować, i kolejny ciąg impulsów sygnału znów zostanie zniekształcony w początkowej chwili. Przyznasz chyba że to niezłe
szambo? 
Ja w każdym razie
wysiadam, nie zamierzam tego paskudztwa stosować w swoich konstrukcjach, będę je zawzięcie tępił nawet jak znajdę je w samochodowych przysłowiowych
alpiardach. Wolę wyprowadzić dwa cienkie kabelki z koncentrycznie usytuowanego GDW i rozdzielający kondensator umieścić na zewnątrz GDN, jako że MKT lub MKP najpewniej się na miejscu BP nie zmieści.
Przy okazji przypomniało mi się jak w swoim czasie nabijaliśmy się z głupoty audiofilów polaryzujących kondensatory w swoich zwrotnicach z... kilkunastu a nawet kilkudziesięciu bateryjek 6F22. Niestety nie mogę znaleźć tamtego posta (jedynie na co mi się udało trafić - to
ślad po tamtym wynalazku, gdzie nawet wymowna fotka była, i nie pamiętam już jakie kondensatory tam polaryzowano, niewykluczone nawet że foliowe

Jednak w odniesieniu do kondensatorów bipolarnych miałoby to nawet sens: napięcie polaryzujące powinno przewyższać wartość szczytową sygnału jaka kiedykolwiek może na kondensatorze wystąpić. Trzeba by jednak w tym celu produkować kondensatory bipolarne z dodatkowym wyprowadzeniem obudowy. Np. w takiej formie jak podwójne elektrolity "+/-" stosowane w zasilaczach tranzystorowych wzmacniaczy mocy z symetrycznym zasilaniem. Prościej, pewniej i wygodniej jednak stosować w zwrotnicach tylko kondensatory foliowe, im żadna polaryzacja potrzebna nie jest.
Można też odpowiednio zwiększyć pojemność tego kondensatora, ale wtedy DC serwo okaże się... tańsze. Tak, wyjdzie taniej niż porządny bipolarny kondensator elektrolityczny.
I dużo praktyczniejsze niż zaproponowana w innym poście peerka do kręcenia celem sprowadzenia napięcia na wyjściu do zera. To także pewien szczególny rodzaj
serwa, ze wzrokową kontrolą i ręcznym elementem wykonawczym
Pozdrawiam i dziękuję za wyjaśnienie oraz konstruktywny przyczynek do dyskusji
Tomek
Ps. Jeśli Autor tematu sobie zażyczy - może wskazane byłoby przenieść podwątek rozpoczęty postem mojego Przedmówcy uzasadniającym celowośc stosowania serwa w końcówkach mocy do osobnego tematu? Może do Retrotechniki (bo mowa była o wzmacniaczach tranzystorowych) a może do Kącika Audiofilskiego (bo przy okazji wypłynęła kwestia kondensatorów elektrolitycznych w zwrotnicach, od strony od której nikt dotąd ich nie analizował)?