החלטתי לאחרונה לפצוח בפרויקט ארוך טווח לבנית מערכת DIY פשוטה.

בתכנון הסופי (סיפור של חודשים לפחות) הפרויקט אמור לכלול מגבר דיגיטלי כזה או אחר, קדם-מגבר, ייתכן שפורפרתי ו-DAC.

מאחר שאין לי כל ידע פורמלי או לא-פורמלי בנושא, החלטתי להתחיל בקטן וללמוד תוך כדי התנסות.

החלק הראשוני של הפרויקט כלל הזמנת לוח (מורכב מראש) מבוסס צ'יפ TA2020 ובניית ספק כוח AC/DC במתח 12V ובזרם מרבי מתוכנן של 10A (לצורך התפתחות עתידית). לאחר לבטים החלטתי לבנות ספק לינארי לא-מיוצב, כאשר אני עדיין מתלבט לגבי הטופולוגיה שלו וכנראה אנסה מספר ווריאציות (אני אתחיל מ-PCB מוכן מראש ואולי אוסיף

הציוד שעומד לרשותי -- כלי עבודה בסיסיים, רב-מודד, מלחם אלקטרוני 60W בסיסי (מוארק) וציוד וחומרי הלחמה בסיסיים.

אני מתכוון להשלים גם helping hand (בסיס למלחם עם זרועות צבת) ולשאול מחבר שלי אוסילוסקופ ישן (אנלוגי).

הלוח מבוסס כאמור מגבר TA2020 של חברת Tripath (עליה השלום). ה-TA2020 הוא האח הגדול (15 ואט לערוץ באיכות טובה) של ה-TA2024 שהיה הלב של ה-T-AMP של חברת Sonic Impact, המגבר הקטנטן שחולל המון רעש בעולם האודיו בזמנו בזכות הסאונד האדיר במחיר הזעיר.

סדרת TA כולל מלבד ה-TA2020 וה-TA2024 את ה-TK2050 ואת ה-TA2022, שניהם מגברים חזקים יותר משמעותית (50 ואט ומעלה).

הלוח הספציפי שהזמנתי הוא בתכנון ובניה של Arjen Helder מסדרה II, האלמנטים העיקריים על הלוח הם הצי'פ עם heatsink, קבל אלקטרוליטי 4700uf בכניסת ה-DC, שני קבלי MKP בכניסת האודיו וסלילים ביציאה (משנקים כחלק מה-low pass filter בתכנון של מגבר Class-D). אני עדיין לומד את הטופולוגיה של הלוח ואת משמעות כל רכיב (ואשמח לידע של שאר חברי הפורום בעניין).

עדכונים (ותמונות) בהמשך ככל שהפרויקט יתקדם.

וואו נתנת לי (ולחברי הפורום) הזדמנות מעולה ללמוד על מגברים ואיך הם בנויים דרך הפרויקט שלך תודה רבה

ד"א בשביל מה הזיכרון?

הזיכרון לקנה-מידה.

הלוח הזה הוא דוגמא גרועה מאוד ללימוד דרך הפעולה של מגבר - משום שכל מערך ההגברה ארוז בתוך הצ'יפ ומה שרואים בחוץ זה את מעגל אספקת הכוח ופילטרים שונים.

רוב המוגברים היום בנויים סביב טרנזיסטור --

טרנזיסטור (העיגול עם שלושת הרגליים במרכז התרשים) יודע להפוך שינויים קלים במתח הכניסה לשינויים גדולים במתח היציאה (תוך שימוש במקור זרם חיצוני - שמגיע מספק הכוח).

מגבר כמו ה-TA2020 יודע לבצע מיתוג מהיר של מעגל ההגברה ובכך לייעל את תהליך הגברת האות.

באופן כזה ניתן לייצר מגבר יחסית חזק באריזה קטנה ועם דרישות הספק צנועות.

OK אפילו יותר טוב שוב תודה רבה

שיהיה בהצלחה נראה מענין

א. שיהיה בהצלחה. כפי שכבר הצעתי בעבר אתה מוזמן לפנות אליי אם תצטרך עזרה כלשהי.

ב. בנוגע למעגל, אם יש לך שאלות ספציפיות אני בטוח שיש בפורום אנשים שיוכלו לעזור לך.

ג. אני מקווה שתעדכן את הדיון הזה, אני אוהב דיונים כאלה (ונוהג לפתוח כאלה גם בעצמי).

ד. תיקון קל בנוגע למה שהסברת על הטרנזיזטור, הוא לא יודע להפוך שינוי מתח לשינוי מתח. טרנזיזטור יודע להפוך שינוי מתח בכניסה לשינוי זרם במוצא (מה שנקרא gm, הגבר מוליכות הדדי). במקרה של טרנזיזטורים מסוג BJT (כמו זה שבשרטוט שלך) אפשר להסתכל על זה גם כעל הגבר זרם בו הזרם בכניסה מוכפל פי הגבר כלשהו (hfe). אגב, גם טרנזיזטורי MOS בטכנולוגיות ממוזערות מציגים זרמי זליגה לא זניחים, בטח ובטח כשמדובר על תדר גבוה. הרכיב שהופך את הגבר הזרם הזה לשינוי מתח הוא הנגד (RC), שניתן לראות בו כמגבר התנגדות (הופל זרם למתח).

אגב, ההגבר במקרה כזה הוא -gm*RC. לכן חשוב מאוד שהדרגה הבאה שנדחפת עם מגבר כזה (לדוגמא אם המוצא מתחבר לעוד מגבר, או לעומס כלשהו), תהייה עם עכבת כניסה גבוהה יותר מעכבת המוצא של המעגל הזה (בערך RC) לפחות בסדר גודל. אחרת אתה משנה את ההגבר של המעגל בצורה משמעותית.

בנוגע למגברים דיגיטליים, כמו שהסברת הם עוברים מיתוגים מהירים מאוד של קצר ונתק (כפי שהסברתי בקצרה בביקורת על הרמקולים של קורסייר ושל אביט). הייתרון הוא נצילות גבוהה, החיסרון הוא שאתה מראש משתמש במגבר שיוצר את האות על ידי דגימות מרובות שלו. ברגע שעושים את זה מקבלים גם תוכן בתדרים גבוהים יותר (כל הזזה של תדר הדגימה), ולכן נדרש ה-LPF במוצא בכדי לסנן את התדרים הללו. זה גם למה לא ניתן לחבר למגברים כאלה אוזניות אלא אם עושים שינויים בפילטר, או התאמה של העכבה על ידי עומס מקבילי לאוזניות.

אם כבר העלנו את הנושא, חשבתי בעבר לרשום מדריך קצר על מגברים, מעגלים אנאלוגים, והסבר בסיסי על איך להבין ולנתח מעגלים כאלה, אולי אפילו איך לעשות תכנון של מעגלים בסיסיים מאוד עבור חברי הפורום. הבעיה היא שגם מדריך קצר יהיה באורך של לא מעט עמודים, ושנדרש שהקורא של מדריך כזה יהיה בעל ידע בסיסי בחשמל (שקול תבנין ונורטון, מישור הזמן ומישור התדר, גם להכיר את משפטי מילר לא יזיק), ולהוסיף גם את זה מאריך את הכל עוד יותר

אני אמשיך לעדכן כאן בעתיד

מנגנון הפעולה של מגברי סוג D הוא מסובך חסית להבנה, אבל יהיה נחמד אם תתן הסבר פשוט על מגברים בסיסיים בכלל (סוג A כדוגמא כללית) והתפקיד של הרכיבים השונים בו.

אישית אני משתדל להצמד לתכנונים קיימים ומקסימום יבצע שינויים קלים.

עדכון ושאלה -- ספק כוח, הארקה ושאר ירקות...

לאט לאט מגיעים החלקים השונים שהזמנתי לצורך הרכבת המגבר, קונקטורים, מתגים וכו'.

הגיע הזמן להזמין את החלקים לספק הכוח ולפני כן אני צריך להסגר על התכנון שבו אבחר.

לאחר בירורים מעמיקים החלטתי לבחור בספק כוח לינארי לא מיוצב.

מבחינת החלק של הספק עצמו - מהמעט שהצלחתי להבין מהקריאה שלי - כנראה שאלך על טופולוגיה בסיסית של CCC. טופולגית CLC דורשת משנקים יקרים וכנראה התועלת ביחס לעלות פחות משמעותית בימינו. טופולוגית CRC דורשת ממני להתחיל עם שנאי 15V או יותר במקום 12V (קשה יותר להשיג), מייצר יותר חום וכנראה התועלת לא מדהימה.

מבחינת פילטרים - אני ככל הנראה אתקין 4X6700UF. ה-ripple הצפוי יהיה בערך שליש וולט.

אני כנראה אוסיף לספק RC snubbers, התועלת שלהם באיכות הסאונד הסופי במגברי chip שנויה במחלוקת, אבל לא מדובר בעלות נוספת גדולה ומדובר בתרגול טוב בשבילי.

החלק הגדול, הכבד והיקר ביותר הוא שנאי ה-AC/AC והשנאי שיתגלגל לידי יכתיב במידה מסוימת את המבנה הסופי של ספק הכוח.

כרגע יש לי זרוק במגירה טואוריד 220VAC/12VAC מסיבי (150VA) שפורק מתוך נברשת. לשנאי יש רק יציאה אחת (שאינה כולל חיבור מרכזי לאדמה) והבנתי שמדובר במבנה שפחות מתאים לספקי כוח למגברי אודיו.

בנוסף - למרות שלטורואיד יש יתרון מבחינת שטף אלגטרומגנטי וגודל, שנאי EI אמור לבודד יותר טוב הפרעות RF ממערכת החשמל ואם ספק הכוח בקופסא נפרדת (שגם עשוי לשמש ככלוב פרדיי) אז הוא עשוי להתאים היטב למגבר אודיו (גם קל יותר להשיג שנאי כזה). עוד אופציה היא כן ללכת על שנאי טורואיד של נברשות, אבל להתקין שני שנאים עם חיבור אדמה מרכזי בינהם (+ 0 / - 0).

בקיצור - השכל שלי מתנפח, החלטתי שאני בנתיים לא מזמין חלקים נוספים (חלקם יקרים) לפני שאני סגור סופית על מבנה ספק הכוח והייתי רוצה את עזרת החברים המלומדים כאן בעניין מתיש זה.

א: אתה צריך מגבר עם סנף אמצעי, ככה תוכל ליצור ספק כפול (+,0,-).

ב: אני מציע לך להשתמש בשנאי עם מתח מעט גבוה יותר (אבל בגבולות מה שהרכיב יכול לשרוד), כיוון שתחת עומס המתח במוצא שלו יירד.

ג: מתח המוצא של שנאי יכול להשתנות לא מעט כתלות בעומס, וללא עומס יכול להיות גבוה יותר משמעותית מהמתח שאתה מצפה (בדר"כ זה משמעותי בעיקר בשנאים קטנים), אני לא בטוח שספק ללא שום ייצוב הוא רעיון טוב.

ד: אתה יכול להראות לי שרטוט של הספק שהחלטת להשתמש בו? ייתכן ויהיה אפשר לשפר אותו משמעותית עם שינויים קלים.

א. אני צריך לעבוד יותר על עניין ההארקה. למגבר יש חיבור כוח VCC ואדמה.

ב. ממעט הסימולציות שערכתי - ללא עומס עם שנאי 12VAC מדובר במתח של 16VDC (כצפוי - 12XRMS פחות פחת של 1.4V בגשר). המתח צפוי לרדת לסביב ה-14VDC עם העומס המתוכנן. המגבר מתוכנן לעבוד על 9VDC-15VDC. האם עלי לבחור בשנאי 9VAC?

ג. העומס הצפוי לא מספיק גבוה בשביל לסכן את השנאי. הבנתי שמייצב מומלץ לקדם מגברים ול-DAC, אבל לא למגברי כוח. רוב התוכניות שראיתי לסקי כוח למגברים - היו ללא ייצוב (מעבר לפילטרים כמובן).

ד. אחרי החג.

א. המגבר שלך הוא AC-coupled?

ב. עד שלא תבדוק עם השנאי שבו אתה תשתמש לא תדע. המודל של שנאי הוא הרבה יותר מאשר 2 סלילים עם מקדם צימוד

ג. אני לא אומר בהכרח להשתמש במייצב מתקדם עם משוב, אבל לדעתי כדאי להשתמש בספק עם ייצוב לפחות בסיסי. מדובר רק על דרגת הספק, או מגבר שנותן גם גיין?

א. אם אני מבין נכון - הכניסה היא מצומדת. האם לכך התכוונת?

ב. כנראה שלא תהיה ברירה - גשר יש לי, אני אזמין רביעיית קבלים 6700UF/25V ונתחיל לחווט. אם משהו יתפוצץ אני לפות ידע למי לפנות בטענות ;D

ג. אני לא בבית - על מנת לדעת מה הגיין (אני משער שאתה מדבר על הגיין של המתח) צריך לבדוק את דירוג הנגדים המחוברים לצי'פ ולחשב לפי נוסחה של היצרן (12XR1/R2).

א. אם המגבר עובד מספק בודד גם היציאה חייבת להיות מצומדת עם קבל, אלא אם החזרה היא לא לאדמה אלא לרגל נוספת של הרכיב שבפנים מיוצבת בצורה אקטיבית לחצי מהמסילה, אבל אני בספק רב שזה המצב.

ב. הכוונה הייתה לבדוק מה המתח שהוא מוציא ללא שום עומס (אחרי מיישר וקבל יישור). אם המתח DC במצב הזה נמצא מתחת לרף העליון של הרכיב אתה יכול להשתמש בו (כדאי לקחת מעט ספייר, אם רשום שהרכיב נשרף ב-15 אז אל תעבור את ה-14-14.5 לכל היותר). אחרי זה תבדוק שתחת עומס מלא (כמובן שתבדוק את זה עם נגד הספק ולא עם הרמקולים שלך ), תוודא שהמתח לא נופל נמוך מדיי. במידה והשנאי שלך עם דירוג VA גבוה מספיק אז הוא כנראה לא ייפול הרבה מהמגבר הזה.

ג. השאלה הכללית שלי הייתה אם יש שם הגבר. אני מבין מדבריך שכן. משמע יש שם קדם מגבר, ולכן כדאי להשתמש בספק מיוצב

אני יכול לתכנן מחדש את המעגל בתוספת LM338 אחד, אני כנראה אצטרך להפסיד עד 3V על מנת שהוא יוכל לספק לי את הזרם המרבי הנדרש (עד 2 אמפר בפסגה). עם שנאי 12VAC יכול להיות שעדיין יהיה לי מספיק מרווח תמרון לתכנן את זה ל-Vout של 12VDC.

אני אעבוד על זה במחשב בימים הקרובים ויעלה את מה שיצא לכאן.

אל תמהר עם LM338. תעלה שרטוט של מה שאתה מתכוון להשתמש בו ונראה אם אפשר להוסיף ייצוב בסיסי בצורה פשוטה יותר ועם הפסד נמוך יותר.