Class A Kulaklık Amplifikatörü

Projelerimiz » DIY Audio Türkiye ekibi tarafından geliştirilen projeler.

Class A Kulaklık Amplifikatörü

Okunmamış iletigönderen Hazar » 12 Haziran 2008, 23:43

Tüm DIY Audio dostlarını selamlıyorum.
Kalite, ses tekniği uygulamalarında en önemli kriterdir. Amplifkatörler için kalite tanımlamasında kullanılan pek çok kriter olmakla birlikte A Sınıfı dendiğinde akan sular durur. A sınıfı, temel olarak oldukça eski bir konsept olduğu halde günümüze değin kendisine herhangi bir alternatif getirilebilmiş değildir.

En önemli özelliği, sıfır crossover ve çok düşük intermodulasyon distorsiyon şartlarında çalışması ve doğala çok yakın bir ses karakteristiği olmasıdır. Ses guruları çok iyi bilirler ki A sınıfı bir amplifikatörünün verdiği sesi asla başka tür bir amplifkatörden alamazsınız.
Bu kadar reklamdan sonra biraz teoriye inelim;
Resim
Altta görülen sinyal şekli, genel anlamda sinüs giriş sinyalini, solda görülen ise A sınıfı bir amplifkatör katının çıkış sinyalini ifade eder. Ortadaki eğri ise standart bir A sınıfı amplifikatör katının cevap eğrisini verir.
Resim
Bu şekilde ise B sınıfının ya da daha doğru terminoloji ile AB sınıfının cevap eğrisidir. Transistör karakteristiğine uygun olarak sinyal yalnızca bir alternansta güçlendirilmekte diğer alternans kesilmektedir. Doğal olarak bu eğri NPN transistör içindir. Sinyali tamamlamak için komplemer kullanılır ve altına bir adet de PNP konarak sinyalin diğer yarısı amplifiye edilir. Sonuçta iki güçlendirilmiş alternans birleştirilir ve sonuç sinyal elde edilir.

AB sınıfının en büyük handikapı, sinyal alternansları arasında geçiş olurken (zero crossing) transistör yarıiletken yapıları tarafından kesilen sinyalin “diğer” kısımları bu tam da bu noktada çok zayıf bir pik oluştururlar. Bu pik sinyalin frekansı ile doğru orantılıdır. Yani o sinyalin bir harmoniği gibidir. Siz de bu kesim noktasını DUYARSINIZ. Buna crossover distorsiyonu denir. Bunu engellemek için türlü çözümler üretilmiş ancak bir türlü tamamen yok etmek mümkün olmamıştır.
Gelelim A sınıfına ve de aynı zamanda devre şemamıza;
Resim
Uygulamamız oldukça basit bir tasarıma sahip ve tamamen A sınıfı bias edilmiş bir çıkış katına…..
A sınıfı uygulamalarda, çıkış sinyali (+) ve (-) alternanslar için aynı transistör grubu üzerinden yapılır. Yani sinyallerin sıfır geçişleri hissedilmez.

Uygulama şemasında, OPA134 entegresi giriş tamponu ve VAS (Voltage Amplifier Stage) olarak kullanılmaktadır. Çıkış katı ve akım sürücüsü olarak IRF510 HEXFET kullanılmaktadır. Sabit akım kaynağı olarak bu uygulamaya özel 120ohm 2W lık basit bir direnç ve geri besleme olarak da direk enjeksiyon :) iki parça direnç kullanılmaktadır. Op-ampın giriş ve çıkışında akım sınırlayıcı olarak 100 ohm luk metal film dirençler yer almıştır. Giriş yükü olarak da ses ayar potansiyometresi kullanılarak eleman tasarrufu yapılmıştır.

Devrenin sükunet akımı 100mA dir. Yalnızca 100mW lık bir amplifikatör için oldukça yüksek bir akım doğrusu. Ama A sınıfının özelliği budur. Verimsiz ve sıcak kanlı! Savurgan bir kadın gibi…

Çıkış gücü A sınıfı için 100mW ve AB sınıfı için 1W dır. Bir kulaklık amplifikatörü için oldukça iyi rakamlar olduğunu söylemeliyim. Devre bu haliyle 32ohm kulaklıklar için diazyn edilmiştir ancak 8 ohm la 64 ohm arası her türlü kulaklık ve hoparlörle çalışır.

Amplifikatörün kalitesi yalnızca ve yalnızca kullandığınız parçaların kalitesine bağlıdır. Devrede R2 dışında tüm dirençler metal film olarak seçilmeli ve muhakkak match edilmelidir.
Ayrıca çıkış MOSFETi de muhakkak orijinal alınmalıdır ve onlar da match edilmelidir. Girişteki op-amp doğal olarak benim tercihimdir ancak kaliteyi belirleyen en önemli parça da odur. Kargo masrafı ile birlikte 16$ a alabileceğiniz bu entegre şu an için kabul edilen en iyi audio grade op-amp tır ve JFET girişlidir. Yerine TL071 den başlayan geniş bir yelpazede her türlü TEK op-amp kullanılabilir. Ama aynı ses kalitesini yakalamak için mutlaka OPA134 kullanın.

Uygulamada muhakkak regüle bir güç kaynağı kullanılmalıdır. Ve OPA ların 7 ve 4 nolu bacakları ile şasi arasına benim yaptığım gibi 100nF lık ek kondansatörler eklenmelidir.Devre şu haliyle +/- 9v dan +/- 18v a kadar her türlü regüle beslemeyi kabul eder. Ben uygulamamda +/-12v kullandım.

Bunun için 2x12v ve 25W lık bir trafo, 2A lik kaliteli bir köprü, 2 adet 4700uF 25v Low ESR kaliteli kondansatörler ve 7812 ve 7912 kullandım. Daha kaliteli bir güç kaynağı isteyenler LM317 ve 337 çiftini kullanabilirler. Devre regülesiz güç kaynakları ile istenilen performansı yakalayamayacağı gibi, sabit akım kaynağı oluşturulamadığı içn stabil çalışmayacak ve MOSFET iniz kısa zamanda mevta olacaktır. Besleme devresi oldukça basit olduğu için burada devre şeması vermeyeceğim.

Uygulama ile ilgili detay notlara gelecek olursak. Devre verimlilik açısında oldukça fakir olduğundan güç harcaması kanal başına yaklaşık 24v x 200mA=4,8W ve iki kanal için yaklaşık 10W düzeyindedir. Ve bu gücün neredeyse tamamı MOSFET ler ve R2 ler tarafından havaya sıcaklık olarak atılmaktadır. Direnç için herhangi bir soğutmaya ihtiyaç olmamakla birlikte (130°) MOSFET ler için muhakkak çok sağlam soğutuculara ihtiyacınız olacaktır. Ben uygulamamda yaklaşık 5cm x 10 cm ebadına kompleks bir soğutucu kullandım. Tahminen 2°C/W düzeyindeki soğutucum standby halindeki amplifkatörümü ancak 65-70°C arası stabil tutabildi. Tam güç dinlemede ise bu değer 80° ye kadar çıktı. Oransal olarak kabul edilebilir bir değer. Ama daha büyük bir soğutucu tercih edilebilir.

Ses kalitesi açısından kendi tasarımım olduğu için söylemiyorum; ancak gerçekten tatmin oldum diyebilirim. Şu ana kadar hiçbir AB sınıfı amplifkatörde bu kadar detaylı midler ve tizler dinleme şansım olmadı. Özellikle kulaklık meraklılarına şiddetle tavsiye ederim.

Amplifikatörün son hali;
Resim Resim
Yapmayı düşünen arkadaşların her türlü sorusuna elimden geldiğince cevap vereceğim. Devrenin baştan sona tasarımı tamamen bana aittir. Dolayısıyla uğrayacağınız her türlü başarısızlığın sorumluluğunu şimdiden üstleniyorum.


Saygılarımla.
Dr.Hardware
Rüzgar ters esiyorsa, yelkenlerini rüzgar yönüne göre ayarlamaya bak; çünkü dünya çektiğin sıkıntılarla değil, gemiyi limana ulaştırıp ulaştıramadığınla ilgilenir.
ResimDIY Audio Türkiye Facebook Sayfası
Hazar
Site Sorumlusu
Site Sorumlusu
 
İleti: 1057
Kayıt: 12 Aralık 2006, 12:20
İl: İstanbul


22.07.2007 tarihinde ahmet yazdı:

Okunmamış iletigönderen Yorum Robotu » 12 Haziran 2008, 23:44

Güzel proje :D

Umarım deneyen ve kullanan herkesi mutlu eder.
Dr Hardware e proje için teşekkürler.
Yorum Robotu
 

22.07.2007 tarihinde Kapibara yazdı:

Okunmamış iletigönderen Yorum Robotu » 12 Haziran 2008, 23:44

Eline sağlık doktor, güzel bir çalışma.
Bu parçaların Türkiye de bulunan versiyonlarıyla yapılmış A sınıfı devreler de yok mudur acaba.
Yurtdışından parça temini hâlâ pek çoğumuz için problem teşkil ediyor malesef.
Şimdilik en mantıklı çözümlerden biri suistmal etmeden sample istemek gibi.
Yorum Robotu
 

22.07.2007 tarihinde Emir yazdı:

Okunmamış iletigönderen Yorum Robotu » 12 Haziran 2008, 23:44

elinize sağlık tek sorunumuz malzeme temini olsun belki birgün aşarız bu sorunları iyi çalışmalar
Yorum Robotu
 

23.07.2007 tarihinde Dr.Hardware yazdı:

Okunmamış iletigönderen Yorum Robotu » 12 Haziran 2008, 23:44

Teşekkürler.
Malzeme konusunda sıkıntı yaşamayın arkadaşlar. OPA134 benim tercihim, belirttiğim gibi. Yerine NE5534 kullanabilirsiniz, ya da TL071... Aralarında çok ciddi bir sound farkı yakalayabileceğinizi sanmıyorum. Bu devreyi yapıp geliştirirken sürekli NE5534 kullandım. Malum öbürü epey pahalı. Son aşamada kutularken OPA134 leri yerleştirdim. Çok farklı bir sonuç aldım desem yalan olur. Midlerde ve tizlerde detay farkı o kadar.
Kolay gelsin.
Yorum Robotu
 

23.07.2007 tarihinde Kapibara yazdı:

Okunmamış iletigönderen Yorum Robotu » 12 Haziran 2008, 23:44

Neden tek opamp kullanmak gerekli ?
OPA2134, TL072, NE5532 gibi dual opamp kullansak, devre nasıl olsa stereo olacak.
Dual opampların bu devre için sorun teşkil eden bi yönü var mı ?
Bir de şu kutuları nereden buluyorsun ? :)
Bi sürü devre var çekmecede çıplak olarak duruyor, acilen resimdeki gibi kutulara ihtiacım var.
Yorum Robotu
 

Reklamlar

24.07.2007 tarihinde Dr.Hardware yazdı:

Okunmamış iletigönderen Yorum Robotu » 12 Haziran 2008, 23:44

Single op-amp kullanmamdaki neden;
Kulaklık fanatikleri (şahsen ben de aralarına katılmak üzereyim) çok geniş sahne efekti ve kanal dengesi talep eder.
Oysa ki stereo devre yaptığınızda, CMRR (Common Mode Rejection Ratio) ve Crosstalk faktörleri devreye girer. Çünkü iki kanal da aynı güç kaynağından ve aynı şasiden beslenir ve aynı kırmık üzerindedir. Dolayısıyla istenilen sahne genişliği ve kanal dengesi elde edilemez.
Esasen bu durum yalnızca kulaklık meraklıkları için değil tüm odyofiller için geçerlidir. Ve kaliteli hoparlör sistemleri de ayrık elemanlarla yapılır. Hatta o kadar ki, besleme devreleri ve trafoları da ayrı tutulur.
Ben de bu devrede aynı trafoyu kullansam da regülatörleri farklı kullandım. Dolayısıyla, kanallar arası fısıldamayı minimize etmeye çalıştım.
Kolay gelsin.
Yorum Robotu
 

24.07.2007 tarihinde sadık yazdı:

Okunmamış iletigönderen Yorum Robotu » 12 Haziran 2008, 23:44

merhaba, dr. harware ellerinize, yüreğinize sağlık ;)
uzun zamandır bende bu konuda yani tek trafodan stereo bir sistemi beslemedeki sorunları nasıl aşabileceğimizi düşünüyordum bi keresinde başıma gelmişti ses te çok ciddi sorunlar çıktı aynı trafo ve köprü diyottan beslemiştim, regulatörlerin kataloklarına baktım ve orada diyorki mesela 7818 için diyelim 100 khz için sadece 40qV geçiş olur diyor yani sistemi aynı diyot üzerinden ve kondasatörlerden beslerken farklı regülatörler kullansak her devre için farklı regülatörler ve regulatörleride transistörler ile desteklesek stereo bi sistem sorunsuz çalışırmı mesela 2 adet mosfet 100W aab projesi gibi çok kaliteli bir sistemi bu şekilde beslemek nasıl bi sonuç verir acab?
Yorum Robotu
 

24.07.2007 tarihinde Dr.Hardware yazdı:

Okunmamış iletigönderen Yorum Robotu » 12 Haziran 2008, 23:44

Teşekkür ederim.
Eğer regüle kullanırsak aynı trafodan beslemekte bir sakınca yok tabii.
Ancak muhakkak ayrı körpüler ve ayrı filtre kondansatörleri kullanmamız gerekir. Ancak bu durumda trafonun orta ucunun birleşik olmaması da gerekir. Yani şasi noktası trafo üzerinde değil ancak regülatörlerden sonra olşturulmalıdır. Lokal olarak yani. Şasiyi ne kadar "dolaştırırsak" o kadar gürültü meydana gelir. Ayrıca ortak besleme şasisi demek maksimum crosstalk demektir.
Sonuca bağlayacak olursak. 1 trafo 4 adet köprü ve en az 4 adet filtre kondansatörünü müketakip regülasyon yaparsak ve bu regülasyonu trafo çıkış gerilimi civarında (AC) tutarsak maksimum efektivite elde ederiz.
Bu özellikle de RAS100 projesi gibi gürültüye hassas projeler için had safhada önemlidir.
Detay bilgi isterseniz bana yazın.
Kolay gelsin.
Yorum Robotu
 

25.07.2007 tarihinde e154 yazdı:

Okunmamış iletigönderen Yorum Robotu » 12 Haziran 2008, 23:44

sayın Dr.hardware bahsettiğniz besleme sistemlerini daha detaylı anlatırsanız sevinirim. özelliklede şu sıralar üzerinde uğraştığım STK 4048 i profesyonolce ve sorunsuz bir şekilde beslemek için ne öneririsiniz.
Yorum Robotu
 

Sonraki

Projelerimiz

 


  • Bu konular da ilginizi çekebilir:
    Cevaplar
    Gösterim
    Son ileti

Kimler çevrimiçi

Bu forumu görüntüleyenler: Kayıtlı kullanıcı yok ve 1 misafir