Võimendi voolutarve

[Pooljuht]

Probleem on antud hetkel käsil oleva helivõimendiga, mille tulevane eesmärk on koos kõlariga asendada CD-pleierite, mp3-mängijate jne seadmete kõrvaklappe. Idee oli teha see võimalikult väike ja kompaktne, et saaks kaasas kanda. Toiteks sai valitud 9-voldine aku (küll hiljem jõuab lisatoiteseadmeid juurede ehitada, mida kasutada, kui lähedal on 220 V vahelduvat toas või 12 V alalist autos).
Muret hakkas tekitama võimendi voolutarve. Ilma sisendsignaalita tarbib antud hetkel ca 40 mA ning 0,1 V, 1 kHz siinusega tervelt 80 mA. Kiire arvutus näitas, et kui kasutada toiteks 9 V, 150 mAh, tuleks seda tihti laadida, kuskile pikemaks ära minnes aga mitut akut kaasa tassida.

Skeem: http://album.ee/?o=291892113 kuni 16. juulini 2006. a.

Pingevõimendi on pärit L. Abo raamatust "Raadiolülitused", lk 324, ehkki muudetud parameetritega. Emitterjärguri olemasolu tingisid liigsed moonutused lõppastmega ühendamisel.
Siiani olen saanud voolutarvet vähendada suurendades pingevõimendusastme transistori BC327 ning miinuse vahel olevat takistust (hetkel on seal takisti väärtusega 560 oomi), samuti sai emitterjärguri algselt 100-oomine emittertakisti asendatud 390-oomisega.

Küsimus järgmine: kas praeguse voolutarbe võib "rahuldavaks" lugeda või mitte (ehk on kellelgi kogemusi selle hindamiseks)? Mõõtes ühe vana, samasugust toidet kasutava, raadiokonstruktori "Nejtron" tabitavat voolu, oli vahe jämedalt võttes kahekordne (tol aparaadil väiksem); see oligi kahtluse tekkimisel põhiargumendiks.

[andreie]

Vs: Võimendi voolutarve

Mõõda oma skeemis voolud ära - mis aste kõige rohkem tarbib, seda hakkad kruttima

Mikroskeemidel tehtud kõrvaklapivõimendite tühivool on 1..3mA, seega, peab saama ka vähemaga hakkama.

Muudatused, järjekorras:
1. pingekordistusastme (esimesed kaks transi) väljundpinge reguleerida poole toitepinge peale, et toitepinge maksimaalselt ära kasutada. Sama võiks teha ka emitterjärguriga.
2. asendada väljundtransistorid darlingtonidega ja eelpingedioodid asendada Vbe-kordistiga (vbe multiplier), niiviisi on lõppastme sisendtakistus suurem ja saad tühivoolu reguleerida. Lõppastme tühivoolu krutid 1..2mA peale.
3a. emitterjärgur minema ja teise astme transi kollektor ühendada otse väljundastme ülemise 1kOhm eelpingetakisti asemele.
3b. 560 Ohmi takisti minema ja tagasiside 10kOhm takisti ühendada väljundisse.
3b. alumine eelpingetakisti asendada 2x10kOhm ja bootstrap'ida kondekaga väljundist.
4. profit

Kui mõni sammudest radikaalne tundub, võid ka vahelt ära jätta.

Lühidalt, võis jääda mingeid näpukaid sisse, kuid usun, et toimib järgnev skeem:

Edu!

[Pooljuht]

Vs: Võimendi voolutarve

Uus skeem: http://album.ee/?o=316987726 kuni 19. juulini 2006. a.

Osade eelpool toodud soovituste järgimine on viinud tühivoolu vähem kui 2 mA peale (väljundisse liittransistorid ning kõik numbriga 3 tähistatud soovitused). Antud hetkel on aga põhiliseks probleemiks moonutused. Pinge kuju transistori Q2 (enda skeemis on tähistamata, tähistus pärineb andreie skeemist) kollektoril on niisugune, nagu näha viidatud aadressil juurde lisatud fotodel (laotus 0,5 ms ja 0,5 V; sisendsignaal 50 mV, 1 kHz).
Muidu arvaksin, et tegemist on mingisuguse genereerimisega, aga pärast bootstrap-kondensaatori eemaldamist see pilt ei muutunud, samasuguseks jäid moonutused ka siis, kui sai väljundisse ühendatud 10 k takisti asendatud poole väiksemaga. Moonutuses pole muutust märgata ka siis, kui 4,7 k eelpinge takistid asendada näiteks 1 või 10 k-ga. Kuna astmed on vahetult sidestatud, ei oska ise midagi ette võtta.
Lisaks sellele esineb astemoonutus, millega saan tõenäoliselt ise hakkama eelpingestades väljundastme transistoriga, (mõttekam vist kui neljanda dioodi lisamine).
Üks küsimus ka eelpingeahelas paikneva kondensaatori C3 otstarbe kohta (andreie skeem). Ühest küljest nagu hoiaks see eelpinge ühtlasena, aga teisest küljest toimiks aga filtrina, mis ei lase signaali väljundtransistoridesse?

[andreie]

Vs: Võimendi voolutarve

Astmemoonutus. Tagasiside üritab astmemoonutust kompenseerida ja see venitabki signaali väljundastme sisendis välja. Reguleeri väljundastme tühivool 1..2mA peale - praegu on ta sul kindlasti null, sest kolmest dioodist kohe päris kindlasti ei piisa nelja transistori Vbe eelpingestamiseks - on võimalik, et neljas diood paneb automaagiliselt paika, kuid ei usu eriti. Lisaks, väljundtransistoride baasi-emitteri vahele tuleks panna takisti (midagi vahemikus 1...10kOhm) väljalülitamise kiirendamiseks.

Bootstrap'i kondekas ei aja midagi genereerima, kuna väljundaste on emitterjärgur ja selle võimendustegur on alla 1. Bootstrapi ülesandeks on teha takistist R6 rohkem püsivooluallika taoliseks, niiviisi välditakse moonutusi suurtel väljundpingetel.

Kondekas C3 hoiab eelpinget ühtlasena, aga mis veel olulisem, kiirendab üleminekutel vastasõla väljalülitumist.

P.S. esimese astme eeltakistid suurusega 3.9kOhm ja 10kOhm tekitavad ise juba >0.5mA voolu, Q1 baasivool on alla mikroampri ja võib julgelt kasutada 10x suuremaid takisteid.

[andreie]

Vs: Võimendi voolutarve

Parandan ühe ülenurgalaskmise.

Sujuvamaks jõudevoolu reguleerimiseks panna R9-ga järjestikku 2.7kOhm takisti ja võtta seadetakisti takistuseks 1kOhm. Siis jääb reguleerimisel R9/(R8+R9) suhe 1/4 ümbrusesse, mitte ei vaju kuskile kaugele ära.

[Pooljuht]

Vs: Võimendi voolutarve

Tänud andreie'le, kes on aidanud paaris asjas, mis minu seniste kogemuste juures oleksid veel üle jõu käinud. Nüüd tulebki veel astmemoonutustest vabaneda (neljas diood tõesti ei aidanud, tuleb kasutada transistori ning pingejagurit) ja põhimõtteliselt ongi valmis.