Proyecto de amplificador Zen integrado

He estado mirando los estudios de los laboratorios de Nelson Pass sobre los amplificadores en clase A denominados Zen y he decidido construir un amplificador de 40 Wrms con preamplificador de linea con control de tono, volumen y balance de tipo activo  y previo de phono
He hecho un estudio sobre el amplificador Zen y una hoja de cálculo para diseñar este tipo de amplificadores
Tambien he realizado y montado los PCB de la etapa de potencia, preamplificador, previo de phono, selector de entradas, etc. Para empezar adjunto archivos del estudio del amplificador Zen

https://www.dropbox.com/s/1bga1xe2htafwha/ESTUDIO%20SOBRE%20AMPLIFICADOR%20ZEN%20SINGLE%20ENDED%20CLASE%20A%20%20ALEPH%20MINI.docx?dl=0

En los siguientes enlaces está el esquema y pcb de la etapa de potencia de 40 Wrms
https://www.dropbox.com/s/iypqu3voiw1weqo/Esquema%20Zen%2040%20W.pdf?dl=0
https://www.dropbox.com/s/v1z64sckf5ml359/PCB%20Zen%2040%20W.pdf?dl=0
La distorsión armonica a 1KHz medida con la función ftt del osciloscopio es:
A 1 Wrms del 0,1 %
A 40 Wrms del 0,236 %

Muy buen proyecto!!!!

Tienes que prepararte de una buena y potente fuente de alimentación, al ser clase A hay que dimensionar todo en cuestión de filtrado y potencia. También un buen chasis con grandes disipadores si no quieres quemar los mosfets.

Yo eliminaría los cuatro zeners del esquema y añadiría el condensador de acoplamiento a la entrada del operacional, los zeners los puso el señor Pass porque en el diseño original con los mosfets del diferencial de entrada eran imprescindibles, los mosfets son muy sensibles al voltaje de puerta y pueden joderse. Pero tu al eliminarlos y poner ya un operacional son totalmente prescindibles y mejoraría algunos parámetros. No se si has diseñado tu la modificación del esquema original poniendo el operacional, pero a lo mejor se podría también eliminar la realimentacion local y dejar solo la global de salida de mosfets, habría que probar y ver si es estable, cuanto menos componentes haya de por medio mejor, bueno en definitiva muy buen trabajo y buen diseño de PCB.

Pon fotos si vas construyendo algo...

No he sacado los zener del esquema por si alguna vez por error se le conecta una tensión de entrada inadecuada
Si, la modificación la he hecho yo tal como explico en el estudio del ampli Zen y con la realimentación global no basta y queda inestable, tuve que colocar esta realimentación local para que fuera estable

Como veo que no puedo subir la hoja de calculo, paso el enlace de los resultados
Cálculo
https://www.dropbox.com/s/iyly4bqtl5atteg/calculo%20ampli%20zen.pdf?dl=0
Intensidad total
https://www.dropbox.com/s/m25mgkhjiyaw4lt/intensidad%20total.pdf?dl=0
Intensidad por MOSFET
https://www.dropbox.com/s/mk6qkncr143w3ud/intensidad%20por%20mosfet.pdf?dl=0
Ir7 e Ir8 en alterna
https://www.dropbox.com/s/x9sz1u0etw2xamn/IR7%20e%20IR8%20en%20AC.pdf?dl=0
Esquema básico a efectos de cálculo
https://www.dropbox.com/s/rhq1d6r05ndb2dd/esquema.pdf?dl=0
Comparació resultado real y teorico
https://www.dropbox.com/s/vj30hhqga65847k/comparacion%20resultados.pdf?dl=0
Disipación real y teorica
https://www.dropbox.com/s/xzh4h12eck0gj5h/comparacion%20disipacion.pdf?dl=0

El amplificador tendrá 2 etapas de potencia, una fuente de alimentación, un sistema de retardo de altavoces, una fuente auxiliar para los previos, un preamplificador de linea, un previo de phono para capsula MM y un transformador de alimentación.
Dada la elevada disipación de las etapas de potencia, cada una va montada en un radiador adecuado y he aprovechado estos para que junto con unas chapas de aluminio ya formen un chasis-caja adecuados para soportar todo el montaje todo el montaje
Caja
https://www.dropbox.com/s/dvci7i76ztm6kvl/caja1.jpg?dl=0
https://www.dropbox.com/s/vp2ntgus8ualbjj/caja2.jpg?dl=0
Como la alimentación es simetrica a +/- 28 Vcc y unos 5 A parto de un transformador con dos devanados de 23 V y 7 A que debidamente rectificados y filtrados darán aprox. los 28 Vcc requeridos
No está estabilizada ya que no es necesario y ademas incrementaria la disipación de todo el conjunto
https://www.dropbox.com/s/jy3qgxl0y0h9j8n/transf-aliment..jpg?dl=0
https://www.dropbox.com/s/6verjfngt9zrt39/fuente%20aliment..jpg?dl=0

Etapa de potencia
Es de 40 Wrms a 8 Ohm y usa 4 MOSFET de potencia
https://www.dropbox.com/s/1gd22fpc8ibmv2y/etapa%20potencia.jpg?dl=0
Alimentacion previos
Se encarga de pasar de 28 V a 15 V filtrados y estabilizados
https://www.dropbox.com/s/g293gaso3xwf1w9/alimentacion%20previos.jpg?dl=0
Preamplificador
Tiene control de tono activo tipo Baxandall y volumen y balance activos con potenciometros lineales
https://www.dropbox.com/s/iacjjzhi70qkwyp/previo%20linea.jpg?dl=0
Previo phono
Tiene una carga activa de 47 K sobre la cápsula de manera que no consume nada de la señal que da la cápsula, corrección RIAA y filtro pasa altos a 20 Hz para eliminar zumbidos procedentes del plato
https://www.dropbox.com/s/uw96prznv464xdh/previo%20phono.jpg?dl=0
https://www.dropbox.com/s/vbq89bz97cqflen/Ganancia%20previo%20phono.pdf?dl=0
Conmutación entradas
Para evitar cables de señal largos desde los conectores RCA hacia el conmutador se usa un sistema con relés que evita el cableado de cables sensibles
https://www.dropbox.com/s/niglzaaitpxwbjh/selector%20entradas.jpg?dl=0
Retardo altavoces
Para evitar el típico "cloc" de los altavoces al conectar el amplificador a la red, este circuito proporciona un retardo de 2 ó 3 segundos en la conexión de los altavoces en la puesta en marcha y una desconexión rápida al desconectar el amplificador
https://www.dropbox.com/s/sipx4f12i2afnui/retardo%20altavoces.jpg?dl=0

El preamplificador de linea tiene el control de volumen y balance activos
A diferencia de un control de volumen normal que lo que hace es controlar la atenuación de una señal a través de un potenciometro logaritmico que va ser llevada a una etapa de amplificación de ganancia constante, el control activo lo que hace es variar la ganancia de una etapa amplificadora a traves de un potenciometro lineal, de esta manera el ruido generado por la etapa no es fijo si no que varia en función de la amplificación. A bajo valor de amplificación menos ruido adicional generado por la etapa y a altos valores de amplificación aunque se genere mas ruido este queda enmascarado por el alto nivel de señal conseguido.
La curva de control de la amplificación es casi logaritmica aunque se use un potenciometro lineal
En los siguientes enlaces se detalla el funcionamiento
https://www.dropbox.com/s/i6ihpj8slbutpgm/Control%20volumen%20activo.pdf?dl=0
https://www.dropbox.com/s/7bflmbewv4ybnej/Amplificacion%20control%20volumen%20activo.pdf?dl=0
https://www.dropbox.com/s/6nx9a436ozh824l/Ganancia%20control%20volumen%20activo.pdf?dl=0

Un transformador con un secundario de 27V te va a dar 38V de salida.

Los devanados son de 23 V 7 A y hay que contar con las caidas de tensión en los devanados, en los diodos y en las resistencias de la fuente de alimentación
Up=23x1,41= 32,43 V
Caida en diodos= 0,7x2=1,4V
Caida en resistencia 0,1 Ohm a 6A=0,6V
Caida en devanado transf=0,1x6=0,6V aprox.
Usal=32,43-1,4-0,6-0,6=29,8V
Esto es medido todo a valor medio, sin tener en cuenta que el rectificado y filtrado se hace a valores de pico muy altos y las caidas son algo mayores

No creo que Peret tenga indecisiones sobre los transformadores... ni en otros aspectos técnicos.

Seguimos el proyecto con mucho interés.

Salud

jalejos escribió:Un transformador con un secundario de 27V te va a dar 38V de salida.

Cierto. No sé por qué supuse que el secundario era de 27V. Tal vez la dislexia.

Para no hacer el proyecto demasiado complicado he decidido separarlo por partes y en el nuevo hilo "Preamplificador de linea HI FI" paso a detallar mejor el preamplificador

He vuelto otra vez a mover el tema un poco, en los siguientes enlaces está el panel trasero y componentes adjuntos
https://www.dropbox.com/s/aqkz6o7he75qwo9/Panel%20trasero%20ext.jpg?dl=0
https://www.dropbox.com/s/igrlcc9fvqwiodq/Panel%20trasero%20int.jpg?dl=0
Ya iré publicando a medida que vaya avanzando

Segueremos espectantes.