Class A Kulaklık Amplifikatörü (II)

Projelerimiz » DIY Audio Türkiye ekibi tarafından geliştirilen projeler.

Class A Kulaklık Amplifikatörü (II)

Okunmamış iletigönderen drhardware » 20 Şubat 2009, 10:59

Selam DIY dostları..
Uzun süren bir çalışmadan sonra (yaklaşık 6 ay) SE Kulaklık Amplifikatörümün ikinci sürümünü başarılı bir şekilde test etmiş bulunuyorum. Devre basitçe şöyle;
Resim+
Görüldüğü gibi, ilk sürüme göre devrede topolojik bir değişiklik yok. Yani "sürüm" doğru bir tanımlama. Doğal olarak üzerinde 6 ay çalışılmış bir tasarımda bir takım geliştirmeler mevcut,
Güç kaynağı: Eski sürümdeki 7812-7912 temel regülatörleri yerine gürültü karakteristiği ve regülasyonu daha iyi olan LM317 - 337 çifti kullanılıp ek kompanzasyon kondansatörleri sayesinde eski sürüme nazaran en az +19dB lik bir PSRR (7812=61dB, LM317+10µ=80db) sağlanmış oldu. Ayrıca besleme hatlarındaki mutlak gürültü miktarı da hatrı sayılır ölçüde düşürüldü (7812~40µV, LM317~7,5µV)..
Çıkış transistörü: Eski sürümde kullanılan ve kolay bulunduğu için seçilen IRF510 (veya benzeri başka bir N kanal MOSFET) yerine yüksek HFE li (>750) bir darlington kullanıldı. Böylece MOSFET le elde edilmiş olan op-amp ın Class A şartlarında çalıştırılması avantajı muhafaza edildi. Bununla birlikte MOSFET in Gate kapasitansından kaynaklanan frekans cevabı non-linearitesi elimine edilerek hem çok yüksek frekans stabilitesi ve hem de teorik olarak ölçülemeyecek THD oranı yakalandı.
Çıkış katı CCS (Sabit akım kaynağı): Devrede yapılan belki de en kritik geliştirme burada realize edildi. Eski dizaynda kullanılan 120R/5W lık dirençten; her ne kadar regüleli bir güç kaynağı için "sabit akım kaynağı" olarak görülebilse de, hem gerçekte bir sabit akım kaynağı olmaktan öte salt MOSFET in Source direnci olarak ve MOSFET üzerinden akım regülasyonu yapması dolayısıyla, hem de ısındıkça değişen rezistansına ve gürültü miktarına bağlı olarak devrenin stabilitesini ve gürültü karakterini bozabilecek yapıda olması nedeniyle vazgeçildi. Yerine bilindik LM317 regülatörü, temel CCS uygulaması ile 100mA stabil sabit akım kaynağı yerleştirildi. Hem besleme gerilimi ve hem de termal bağımlılık bu şekilde aşılarak ideal CCS gerçekleştirilmiş oldu. Ayrıca (aynı soğutucu üzerine yerleştirildiklerinde) LM317 nin termal koruması sayesinde çıkış darlingtonu da korunmuş oldu..
Sürüş serbestisi, kazanç oranı: Eski uygulamada seçilen 3X gerilim kazancının bazı yükler için (>64R) yetersiz kaldığı bilinmekle birlikte MOSFET in Vgs sınırlaması yüzünden zaten total çıkış oynaşması her durumda +4v gibi bir kayba uğramaktaydı ve bu durumda zaten 64ohm üzeri yüklerin sürülmesi sadece kazanç değil aynı zamanda besleme gerilimleri yüzünden olanaksız kalmaktaydı. Dolayısıyla bu durumda kazancın yükseltilmesinin toplam gürültü miktarına katkısı dışında bir faydası olmayacaktı..
Ancak MOSFET yerine Darlington çıkış transistörü kullanılarak elde edilen aynı besleme gerilimiyle yaklaşık +4v luk çıkış oynaşması avantajı yüksek empedanslı yüklerin sürülebilmesi için kullanılarak her durumda 600R e kadar takribi 100mW gücün yüke aktarılabilmesi sağlandı. Bu durumda doğal olarak gerilim kazancının da artırılması gerekli oldu, ki 5.7X (4K7/1K) kazanç revizyonu ile, 600ohm kulaklıklar için 1,35V RMS (100mW) giriş hassasiyeti yakalanmış oldu.
Daha kuvvetli geri beslemeden kaynaklanan toplam gürültü, AC kuplaj ve çıkış katı CCS sinde yapılan ve yukarıda anlatılan revizyonla minimize edildi.
Bu şartlar altında devre 32-600 ohm arası tüm kulaklıklar için ve "ölçülemeyecek THD ile" 100mW çıkışı garanti etmektedir.
Konu hakkındaki değerlendirmelerim ve dinleme testlerimi size aktarmaya devam edeceğim..
Kolay gelsin.
Kullanıcı avatarı
drhardware
Eski Site Sorumlusu
 
İleti: 1072
Kayıt: 12 Aralık 2006, 17:08
İl: Ankara


Cevap: Class A Kulaklık Amplifikatörü (II)

Okunmamış iletigönderen fixxxxxer » 20 Şubat 2009, 13:22

emeğinize sağlık dr, çıkış darlington'unun modeli belli mi acep?
Kullanıcı avatarı
fixxxxxer
DIY Audio Gurusu
 
İleti: 456
Kayıt: 04 Ocak 2009, 14:24
İl: İstanbul
Meslek: Öğrenci

Cevap: Class A Kulaklık Amplifikatörü (II)

Okunmamış iletigönderen drhardware » 20 Şubat 2009, 14:06

Teşekkür ederim.
Esasen tüm değerler henüz kesinleşmiş değil.. Nedeni henüz tüm frekans ve müzik grupları için dinleme testlerinin tamamlanmamış olması.. Bu anlamda kazanç kontrolu, frekans kompanzasyonu vs.. konular netleşmiş değil henüz..
Ancak yaptığım testlerde kullandığım değerler şu şekilde;
Çıkış darlingtonları : TIP142 ve BD679.. TIP142 daha güçlü bir transistör olmasına rağmen tınısal doygunluk bakımından BD679 bana daha detaycı geldi. Ama nihai kararım henüz netleşmedi..
Geri besleme oranları: Şu an için 4K7+1K+47u kombinasyonu dışında bir denemem olmadı. Muhtemelen bu kombinasyon 32-64ohm arası için bir miktar yüksek kalacak (300mV @100mW/32R) . Belki salt 32-64 arası için 2K/1K oranı muhafaza edilebilir ve daha yüksek empedanslar için 4K7-1K uygulanabilir, ancak bu durumda üniversal bir uygulama olmayacağı kesin.. Ben daha çok, herkese uygun ve modifikasyon gerektirmeyecek bir uygulama peşinde olduğum için şimdilik 4K7/1K ve AC kuplajda ısrarlıyım. Tercih uygulamacınındır.
Op-amp seçimi: Uygulamamda gerek BJT (LM4562) ve gerekse JFET girişli (OPA2134) op-amplar deneme şansım oldu. Stabilite (DC offset ve termal stabilite) açısından OPA2134 açık ara öndeyken, müzikal balans bakımından LM4562 ciddi bir performans artışı sağlıyor. Doğal olarak bu komunda OPA627 gibi daha üst seviye JFET amplifikatörler daha iyi sonuç verebilecektir. Bu konuda da seçim uygulamacının kulak zevkine kalıyor..
Giriş empedansı: JFET girişli opamplarda giriş empedansı neredeyse sonsuz olduğundan, giriş yükünün değeri anlamsızlaşıyor ve kaynak stabilitesi açısından 100K gibi bir değer uygun düşüyor. Ancak iş BJT amplifikatörlere geldiğinde giriş yük empedansı kritik oluyor ve devrenin tam dengeli çalışabilmesi için 47K dan yukarı çıkılmaması gerekiyor.
Doğal olarak girişteki DC stopper sinyal kondansatörü bu giriş yükü empedansına göre belirlenmeli. Ancak sanırım 1µF lık MKP bir kondansatör her iki durumda da 5Hz (-0,5dB) lik kritik köşe frekansını temin edebilecek düzeyde..
Ayrıca geri besleme DC stoperi olarak belirlediğim 47µF, tercihen audio grade bir kondansatör seçilmeli.. Uygulamamda sırayla Panasonic BP, Panasonic ECA ve Elna Cerafine ürünlerini deneme şansım oldu ve aralarında distorsiyonel bazda çok büyük bir fark duyumsamadım.. Ancak mid ve tiz detayları anlamında Elna Cerafine bariz farkla kendini hissettirdi diyebilirim. Buna rağmen Panasonic ECA nın da fiyatına oranla ciddi bir kapasiteye sahip olduğunu gözlemledim..
Ayrıca hatırlatmaya gerek yok ancak bütün dirençlerin metal film dirençlerden seçilmesinde gürültü karakteri bakımından ciddi yarar bulunmakta.. Diğer yandan çıkış katı CCS inde kullanılan LM317 nin akım sınırlama direncinin (12R) yalnızca 0,25W gücünde olması yeterli olmakla birlikte tüm aktif/pasif malzemelerin birinci sınıf ve markalı ürünler olması gerektiği, dikkat edilmesi gereken bir konu..
Doğal olarak besleme katındaki kondansatörlerin mutlaka Low ESR ve yüksek dalgacık yutma kapasitesine sahip ürünler olması gerektiği aşikar.. Uygulamamda ana rezervuarları alışıldığı üzere 1,500µF/35v Panasonic FM kullandım.. Açıkçası çekmecemde halen 15-20 kadar bunlardan mevcut olduğu için hali hazırda başka bir besleme kondansatörü düşünmüyorum..
Kolay gelsin.
Kullanıcı avatarı
drhardware
Eski Site Sorumlusu
 
İleti: 1072
Kayıt: 12 Aralık 2006, 17:08
İl: Ankara

Cevap: Class A Kulaklık Amplifikatörü (II)

Okunmamış iletigönderen TDA7294 » 20 Şubat 2009, 14:42

Hiç kulaklık amplifikatörü yapmadım. Bu konuda cahilim. Sorularım saçma gelebilir.
Bu projede kaynak olarak bilgisayar kullanılabilir mi? Yoksa standart cdp çıkışı mı şart?
Bir de şu 1500 lükler satılıksa 4 tanesine talibim.
Kullanıcı avatarı
TDA7294
DIY Audio Gurusu
 
İleti: 429
Kayıt: 08 Kasım 2008, 04:57
İl: Zonguldak-Aksaray
Meslek: Öğrenci

Cevap: Class A Kulaklık Amplifikatörü (II)

Okunmamış iletigönderen drhardware » 20 Şubat 2009, 15:00

Bir kulaklık amplifikatörü; kabaca bir hoparlör amplifikatörünün yaptığı işi yapar ama daha az güçle..
Dolayısıyla çok özel bir kaynak olmadıkça kaynak ayırt etmez.. PC ses kartları veya MP3 çalarlar dahil her türlü "çalıcı" ile kullanabilirsin muhakkak.
Ancak elde edeceğin güç, kulaklığının empedansına ve kaynağının çıkış gerilimine bağlıdır. Basitçe bir hesap yapalım;
32ohm empedanslı bir kulaklık için 100mW güç talebimiz olsun.. (Ortalama bir kulaklık için 100mW, hoparlör amplifikatörünün tahminen 100W lık gücüne karşılık gelir. Yani ciddi bir güçtür. Standart bir MP3 çalar yaklaşık 20mW çıkış gücüne sahiptir)
PC ses kartımızın çıkış oynaşması da (swing) 2V RMS olsun (ki genellikle öyledir)
Bu durumda;
100mW * 32ohm = 3,2
Karekök (3,2) = 1,788V çıkış oynaşmasına gereksinim vardır.
Bu şartlar altında kazancı 0 olan bir kulaklık amplifikatörü fazlasıyla bu gücü temin edecektir. Ancak diyelim aynı çıkış gücünü 350mV çıkışı olan bir kaynaktan (örneğin MP3 çalar) temin etmek gerekli olsa bu durumda ~1750/350 = 5X kazanç gerekir.
Mevcut konfigürasyonumuzda 5.7X kazanç sözkonusu olduğundan ~300mV luk kaynaklardan bile tam güç (100mW @32R) elde edilebilir..
Panaonic kondansatörler konusuna gelecek olursak.... :evet:
Ne yazık ki bunları epey güçlükle getirttiğimden satmayı düşünmüyorum.. Ama belki ileride başka türlü bir satış yaparsam (örneğin bir proje için komple malzeme + PCB gibi) o partinin içinde satabilirim.. Kusura bakma lütfen.
Kolay gelsin.
Kullanıcı avatarı
drhardware
Eski Site Sorumlusu
 
İleti: 1072
Kayıt: 12 Aralık 2006, 17:08
İl: Ankara

Cevap: Class A Kulaklık Amplifikatörü (II)

Okunmamış iletigönderen e_cag » 20 Şubat 2009, 15:52

Ellerinize, bilginize, emeğinize sağlık hocam!..

İlk sorum: İlk Class A kulaklık amplifikatöründe önerdiğiniz, iki kanal için iki single opamp kullanımı yerine dual opmaplarla dinlemeler yapmışsınız. Son tasarımın yapısı, dual opamp kullanımı ile derinlik ve kanal ayırımı konusunda ilk tasarımınızla ilgili başlıkta belirttiğiniz sakıncaların aşılmasında etken mi? Veya belki şöyle: son tasarım ilkinden o derece yukarıda ki dual opamp kullanımına tolerans gösteriyor mu demeli? İlk devreyi henüz yapmamış olmamın başlıca sebebi OPA134 temini güçlüğü idi. Elimde 4562 de, 2134 de ve dahi 2604 de var.

İkincisi: pcb tasarımınız varsa paylaşır mısınız?

Saygılar,

Emin
Yaptım yaptım kutulayamadım.
Kullanıcı avatarı
e_cag
DIY Audio Gurusu
 
İleti: 1416
Kayıt: 10 Ocak 2008, 02:06
Konum: Istanbul
İl: İstanbul
Meslek: Kimyager

Reklamlar

Cevap: Class A Kulaklık Amplifikatörü (II)

Okunmamış iletigönderen TDA7294 » 20 Şubat 2009, 17:07

Teşekkürler dr.
Estağfirullah.
Kullanıcı avatarı
TDA7294
DIY Audio Gurusu
 
İleti: 429
Kayıt: 08 Kasım 2008, 04:57
İl: Zonguldak-Aksaray
Meslek: Öğrenci

Cevap: Class A Kulaklık Amplifikatörü (II)

Okunmamış iletigönderen drhardware » 20 Şubat 2009, 19:11

e_cag yazdı:Ellerinize, bilginize, emeğinize sağlık hocam!..

İlk sorum: İlk Class A kulaklık amplifikatöründe önerdiğiniz, iki kanal için iki single opamp kullanımı yerine dual opmaplarla dinlemeler yapmışsınız. Son tasarımın yapısı, dual opamp kullanımı ile derinlik ve kanal ayırımı konusunda ilk tasarımınızla ilgili başlıkta belirttiğiniz sakıncaların aşılmasında etken mi? Veya belki şöyle: son tasarım ilkinden o derece yukarıda ki dual opamp kullanımına tolerans gösteriyor mu demeli? İlk devreyi henüz yapmamış olmamın başlıca sebebi OPA134 temini güçlüğü idi. Elimde 4562 de, 2134 de ve dahi 2604 de var.

İkincisi: pcb tasarımınız varsa paylaşır mısınız?

Saygılar,

Emin


Dostum, aslında başlangıçta fikrim evet tekil op-amp kullanılması yönünde idi.. Ancak yeni sürüm üzerinde hem tekil (OPA134) hem de ikili op-ampla (OPA2134) yaptığım denemede sahne ve stereo derinliği bakımından duyumsanabilir bir fark olmadığını gözlemledim. Doğal olarak bu benim subjektif değerlendirmemdir ve kulak yapısına göre farklılık algılanması olasıdır. Devre yapı itibarıyla her iki tür opampla da çalışabileceğinden bunu uygulamacıların tercihine bırakıyorum.
PCB konusuna gelince; ne yazık ki ilk tasarımda olduğu gibi bunda da bir PCB kullanmadım. Ve aslında geçmiş deneyimlere bakarak, bunun tam da bir "kit" yaklaşımına uygun olduğunu düşündüm. Çünkü (en azından bir süre sonra) tam olgunlaşmış bir yapı arzedecek ve her zevke/her kulaklığa hitap edebilecek kadar esnek bir yapıda olacak.. Bu anlamda esnek bir PCB için tasarım çalışmam sürüyor. Aslında bir prototip var ortalıkta ve kendisi çift yüzlü... Ama henüz bir yerlere sipariş verebilecek kadar güvenmiyorum açıkçası.. Aklıma olimex seneçeneği geliyor gerçi ama henüz netleştirmiş değilim..
Dediğim gibi, bir miktar dinleme testi daha gerekiyor... Ama ilk izlenimlerim eskisine nazaran kesinlikle daha olgun bir sese sahip olduğu yönünde kuvvetli kanaat oluşturdu bende..
Şimdilik söyleyebileceklerim bu kadar.. Bu hafta sonunda zorlu bir dinleme maratonu bekliyor beni... Pazartesi, sonuçları yazarım..
Kolay gelsin.
Kullanıcı avatarı
drhardware
Eski Site Sorumlusu
 
İleti: 1072
Kayıt: 12 Aralık 2006, 17:08
İl: Ankara

Cevap: Class A Kulaklık Amplifikatörü (II)

Okunmamış iletigönderen fixxxxxer » 20 Şubat 2009, 20:27

Çalışmalarınızın bitip testlerinizin sonuçlanmasını ve parçaların kesinleşmesini dört gözle bekliyorum dr, ardından eğer diğer arkadaşlar da katılırsa tabi, pcb yaptırabilir ve yurtdışından malzeme de getirtebiliriz belki... Bu arada kadıköyde gezerken sizin ilk versiyonda kullandığınız kutulardan gördüm, sanırım plastik ve ön-arka yüzleri de alüminyum, fiyat uygun idi, çeşitli ebatlar da mevcuttu, plastik olması sorun olmuyor mu kutunun?
Kullanıcı avatarı
fixxxxxer
DIY Audio Gurusu
 
İleti: 456
Kayıt: 04 Ocak 2009, 14:24
İl: İstanbul
Meslek: Öğrenci

Cevap: Class A Kulaklık Amplifikatörü (II)

Okunmamış iletigönderen hoparlör » 20 Şubat 2009, 22:24

Dr. eline sağlık, diyaudio.com'dan arasıra bakıyordum tasarımlarına, epeydir ciddi emek harcadığın bir çalışma. Son kararına göre heyecanla bekliyoruz sonuçları.

Önceki çalışmanı kime dinletsem ne güzel ses deyip kulaklığı kapıyorlar elimden :) Çok daha derinlikli bir ses geliyor, mp3 ile bile farklı. Class A ve kulaklık fenomeninin neden bu kadar hastalık derecesine geldiğini anladım, bağımlılık yaratıyor insanda :)

Kolay gelsin.
hoparlör
DIY Audio Gurusu
 
İleti: 1840
Kayıt: 02 Eylül 2007, 19:30
İl: İstanbul

Sonraki

Projelerimiz

 


  • Bu konular da ilginizi çekebilir:
    Cevaplar
    Gösterim
    Son ileti

Kimler çevrimiçi

Bu forumu görüntüleyenler: Kayıtlı kullanıcı yok ve 1 misafir