Un nouvel ampli DIY - FastBack

[tcli]

La ou le TDA est intéressant, c'est la mise en // de plusieurs puces en mode maitre/esclave.
Le lm3886 qui demande forcément des réseaux de CR indépendant avec résistances à 0,1% et des résistances d'équilibrage de 0,1 ohm en sortie.

A propos de ces résistances d’équilibrage, elles sont en dehors de la boucle de CR et donc augmentent d'autant l’impédance de sortie, ou je me trompe ?
Mais pourquoi le TDA n'en a pas besoin?
Il a moins de derive en continu ?

[JIM]

A propos de ces résistances d’équilibrage, elles sont en dehors de la boucle de CR et donc augmentent d'autant l’impédance de sortie, ou je me trompe ?

Oui, impédance de sortie plus élevée mais le compound améliore les choses.

Mais pourquoi le TDA n'en a pas besoin?
Il a moins de derive en continu ?

Déjà, sans chercher à comprendre, c'est écrit en caractères gras dans le datasheet. §4.4
http://www.st.com/stonline/books/pdf/docs/6744.pdf
"The outputs can be connected together without the need of any ballast resistor"

Ensuite car en mode modular (//), seul les étages de sortie de la puce sont connectés en //. Aucune dérive propre au réseau de contre réaction.
En plus, l'étage de sortie du TDA très particulier (suiveur) possède une contre réaction locale qui le limite fortement l'écart entre chaque TDA.
Voir §3.1 qui décrit l'étage de sortie.

[Yuli_35]

Super JIM,

ca prend forme.
A confirmer, mais il n'y aurait besoin que d'un seul servo avec une solution compound + TDA modular parallèle (et encore, le servo pourrait ne pas être necessaire en fonction de l'AOp choisi.)
le TDA donne l'impression (pour l'instant) d'être plus simple et plus robuste a implémenter que le lm3886 pour le type d'ampli visé.


TCLI a demandé le modele spice du LM3886. Je ne sais plus ou je l'ai trouvé, mais voilà.
il intègre la fonction mute. Les systèmes de protections ne sont pas tous intégrés je pense... enfin voilà, pour ceux qui veulent s'amuser ....


.SUBCKT LM3886 posin negin out posrail negrail mute gndpin
* IN+ IN- OUT VCC VEE MUTE GND
*
Q1 posrail posin N004 0 NPN
I1 N004 negrail 0.25m
Q2 posrail negin N003 0 NPN
I2 N003 negrail 0.25m
Q3 N011 N003 N010 0 PNP
Q4 N011 N018 N012 0 NPN
R1 N012 negrail 2.2k
I3 N018 negrail 0.1m
Q5 N017 N018 N024 0 NPN
R2 N024 negrail 2.2k
Q6 posrail N011 N018 0 NPN
R3 N009 N010 1.1k
R4 N009 N023 1.1k
Q7 N017 N004 N023 0 PNP
Q8 N017 N013 N016 0 PNP
Q9 N011 N025 N019 0 PNP
R5 N015 N016 4.7k
R6 N015 N019 4.7k
R7 N013 gndpin 10k
D1 N025 gndpin D
D2 gndpin N025 D
R8 out N025 10k
C1 out N017 10p
I4 N026 negrail 1m
Q10 posrail N017 N026 0 NPN
Q11 N030 N026 N031 0 NPN
R9 N031 negrail 800
Q12 N009 N008 N014 0 PNP
Q13 N015 N022 N014 0 PNP
I5 posrail N014 1m
I6 N022 negrail 1m
D3 N021 N022 D
D4 N020 N021 D
R10 posrail N020 1k
D5 N007 N008 D
D6 N006 N007 D
R11 posrail N006 1k
Q14 N008 gndpin N005 0 NPN
R12 N005 N001 1k
D7 N002 mute D
D8 N001 N002 D
D9 N032 N031 D
R13 N034 negrail 150
Q15 out N032 N034 0 NPN
Q16 out N034 N036 0 NPN
R14 N036 negrail 0.45
Q17 N032 N030 out 0 PNP
D10 N029 N030 D
D11 N028 N029 D
D12 N027 N028 D
R15 N033 out 150
Q18 posrail N027 N033 0 NPN
Q19 posrail N033 N035 0 NPN
R16 N035 out 0.45
I7 posrail N027 2.5m
.model D D
.model NPN NPN
.model PNP PNP
.end LM3886

[Yuli_35]

Opération compensation d’Offset ou DC Servo.

L’objectif ici est de valider l’utilisation possible d’Aops pour effectuer la fonction DC Servo.
J'ai utilisé les composants que j'avais sous la main (résistances basiques 5% et condos de récup de type mkt)



L’AOP qui crée de l’offset est un NE5532.

La simul sous lt spice donne les offsets suivants :
Sans DC Servo = 418mV
Avec TL072 comme DC Servo = -0.023mV
Avec NE5532comme DC Servo = -0.370mV

A la mesure :
Sans DC Servo : + 208mV.
Avec NE5532 comme DC Servo : -3.1mV
Avec TL072 comme DC Servo : -1.3mV

J’ai aussi acheté un TL071, mais je n’ai pas fais encore le test avec celui-ci.
Le TL071 permet de jouer sur l’offset avec un potar. Le TL071 est un Aop simple.

Je vais refaire des tests pour tenter d’aller plus loin en offset sans DC servo et voir le comportement de chacun des types d’Aops.

A première vue, sauf erreur de ma part, un ampli de puissance avec un offset de l’ordre de mV, c’est quelque chose de plus que correcte.
Donc pour l’instant le TL072 pourrait très bien faire l’affaire.

je prendrais une photo de la maquette montée sur plaque d'essai c'est a mourir de rire !

A suivre….

[JIM]

Super pour l'essai, c'est comme ça qu'il faut procéder.

Dans le cadre des multiples lm3886, 1,3mV, c'est encore trop pour atteindre les meilleures perfo.
Si tu as un op27 ou un lf411, je serai curieux de voir le résultat.

En tout cas, on ne peut pas dire que le dc servo n'est pas efficace.

ps : mettre un AOP avec réglage d'offset en dc servo n'a aucun sens.

[Yuli_35]

Super pour l'essai, c'est comme ça qu'il faut procéder.
Dans le cadre des multiples lm3886, 1,3mV, c'est encore trop pour atteindre les meilleures perfo.
Si tu as un op27 ou un lf411, je serai curieux de voir le résultat.
En tout cas, on ne peut pas dire que le dc servo n'est pas efficace.
ps : mettre un AOP avec réglage d'offset en dc servo n'a aucun sens.

Oui JIM .... Ta remarque est on ne peu plus pertinente !!!!
Je vais quand même tenter avec le TL071 pour Regarder la différence - s'il y en a une.

Je vais regarder dans mes fonds de tiroirs pour voir si j'ai pas un OP27 qui traîne (au pire j'en achète un pour le test)- Pour Le LF411, c'est certain j'en ai pas et mon revendeur local n'en n'a pas en stock.
Pour le test rapide, on voit que le TL072 pourra facilement faire l'affaire - je suis certain que l'op27, fera mieux de même que le LF.

[J-C.B]

Bonjour,
Un peu en dehors du sujet, dans ce document, http://www.sg-acoustics.ch/analogue_audio/power_amplifiers/pdf/audio_power_amp_design_comments.pdf je trouve le schéma fig:57 plutôt astucieux.
Cordialement

[Yuli_35]

Bonjour Jean-Claude

on est bien au dela de ce que je peux appréhender. (trop compliqué pour moi, il n’empêche que les mesures que j'ai pu regarder sont assez impressionnantes).
Je mets ce doc en stock ... pour que dans 1 an ou 2 (avec bon espoir) je puisse comprendre.

cordialement gilles.

[JIM]

Gilles,

Rassures toi, même un ingé électronique sortie d'école aura beaucoup de mal à appréhender des montages discret d'amplification (dés que l'on sort du schéma traditionnel).
L'électronique analogique est très peu utilisée aujourd'hui. C'est l'affaire de spécialistes ou de passionnés.

Le travail en bureau d'étude se résume souvent à faire de l'assemblage ou reprise de schémas de datasheet.

Avec une bonne simulation, un peu de bon sens et des essais, tu fais déjà beaucoup mieux que certains électroniciens de formation.

[tcli]

Bonjour,
Un peu en dehors du sujet, dans ce document, http://www.sg-acoustics.ch/analogue_audio/power_amplifiers/pdf/audio_power_amp_design_comments.pdf je trouve le schéma fig:57 plutôt astucieux.

Whaou, fantastique papier.
J'en suis au choix des transistors pour l'etage VAS.
C'est impressionant tout ce qu'il reste a dire sur le schema le plus classique qui soit !
Ce me donne envie d'optimiser mon tres classique Rotel , plutot que de me lancer dans une construction nouvelle .....

[Yuli_35]

Merci Jim pour ces compliments, mais j’estime toujours être un newbie…


PROJET en MUTATION

Les diverses discussions précédentes m’ont amenées à revoir le projet.
Le LM3886-, dans la configuration que je souhaite tester va engendrer une complexité assez importante essentiellement liée au fait que l’on doive gérer les offset de manière idépendante sur chacune des puces. De plus le résultat global n’est pas assuré etant donné que le fonctionnement en parallèle des LM3886 dégrade de manière significative les performances en termes de disto. Enfin pour avoir un ampli de 80W, il faut 3 LM3886 (précédemment expliqué).

Suite à ces observations j’ai donc revu le choix de la puce.
Le TDA7293 offre plusieurs avantages non négligeables.
1. Il peut délivrer plus de puissance que le LM3886. Donc au lieu d’avoir a utiliser 3 puces, seulement 2 seront necessaires par voie.
2. Il a un système de montage en parallèle des PUCEs « Modulaire » qui permet de ne pas dégrader les performances en terme de disto. Defacto, la gestion de l’offset du TDA s’en trouve simplifiée …. Besoin d’un seul servo pour l’ensemble des TDA7293 mis en parallèle.
3. Son prix.
4. JIM a déjà testé la bestiole sous plein d’aspects…. Donc pas la peine de tout refaire (en moins bien )

Les points négatifs : un slew rate un peu inférieur, une disto de la puce moindre que le LM3886, mais vu le montage on s’en moque.


Alors on recommence :

Une des question est donc : Quelle doit être la tension d’alimentation du TDA si je veux sortir 80W/8ohms.

Le TDA 7293 peut sortir daprès le datasheet 80-85W/8Ohm avec une THD de 0.5% lorsqu’il est alimenté en +/-40V.
J’ai eu beau parcourir la doc technique et aussi la doc de mesure de Jim, et je dois dire que j’ai du mal à appréhendre certaines choses coté calcul de puissance.
Si on ne mets pas le bootstrap on perd a priori 3VRMS.
Par contre si on alimente l’étage d’ampli en tension avec une tension supérieure on peut récupérer ce qui est potentiellement perdu en enlevant le condo de bootstrap.
Maintenant la grosse inconnue est : Que se passe-t-il quand on met 2 TDA en Parallèle ?
Ma compréhension est que le TDA slave est piloté par le TDA master et c’est tout. Rien de transcendant, donc on démultiplie la puissance en sortie.
Mais là ou j’ai un souci c’est pour comprendre la figure 7 page 10 du document …. Ca sert a quoi ce truc de –VS + 3V / -Vs + 1V / -VS ?

En clair Si j’alimente en 40V (avec condo bootstrap) les TDA j’obtiens 80/85W/8 ohms et 160-170W/4Ohms.
Ou, si je ne mets pas de bootstrap il faudra alimenter la puce avec 2 alimentations.

Comme JIM nous a montré que le condo de bootstrap ne détériorais pas de manière significative les performances en disto…. Je vais faire simple …. je vais mettre le bootstrap.
En effet l’idée de mettre une alim en plus sur le CI plus une régul ou un filtrage ne m’enchante guerre. Déjà que pour alimenter l’Aop il va falloir sortir l’artillerie lourde.

DONC Sauf contre ordre – la partie puissance :
1. 2 TDA7293 montés en parallèle (Modular)
2. Alimentation des TDA en 35-40V.
3. Utilisation du condo bootstrap.

Là ou j’ai besoin d’aide :
1. Choix de l’Aop en entrée (J’étais parti sur une NE5534)
2. Rien n’est définitif – donc OP37 d’autres idées ? (moins de 5€ pièce si possible).
3. un SERVO ou 2 SERVO ?
3a. ca va dépendre de l’aop en entrée bien entendu s’il permet un réglage d’offset – unsul servo sera necessaire sur le TDA,
3b Si l’Aop en entrée ne permet pas de gérer l’offset, on peut envisager 2 schémas : un SERVO sur le TDA, et un deuxième servo global. Ou un seul servo global … C’est là que j’ai besoin de savoir si je me fais des nœuds au cerveau pour rien.
4. Compensations ? valeurs des CRs
5. Tests a opérérer pour valider le concept.

Note importante : Dans les représentations ci-après j’ai utilisé le LM3886… ce qui fait que le mode Parallèle du TDA ne ressemble pas a ce qui est mentionné sure les schémas.
Ces schémas ne sont là que pour illustrer les options des DC servos.

J’opterais pour l’option la plus simple…. Dc Servo global (le premier






Voilà pour aujourd’hui.

[tcli]

Je ne crois pas qu'il existe de modèle Spice du TDA.
C'est embêtant, car dans ton montage "exotique", ça ne va pas être facile de calculer la stabilité,
et on ne va pas pouvoir simuler , faute de modèle ....

Sinon, as tu vraiment besoin d'un servo avec le TDA ?
La encore, la simulation ne va pas etre d'un grand secours pour estimer l'offset ....

[Grand_Floyd]

La qualité du condo de bootstrap a son importance.J'ai obtenu les meilleurs résultats avec un Condo Elna Silmic 2 et j'ai trouvé un peu moins bon le Nichicon Muse.Dans tous les cas on gagne en profondeur en augmentant la valeur alors qu'avec la valeur préconisée de 22µF le son parait plat.J'avais mis 220µF mais 100µF suffisent.Au final j'ai obtenu les meilleurs résultats (à l'écoute car je n'ai pas de moyen de faire des mesures de disto)en supprimant le condo!Evidemment c'est au détriment de la puissance mais vu que c'est juste pour alimenter des compressions sur les voies mediums,ce n'est pas un soucis!

[zorb]

...

Avec une bonne simulation, un peu de bon sens et des essais, tu fais déjà beaucoup mieux que certains électroniciens de formation.

Un petit, Non ! Un grand bémol !
Un modèle, comme il porte si bien son nom, sert a représenter l'image idéal d'un composant ...Et encore s'il l'approche a 80% pour un composant simple, que dire d'un ampli intégré ?
Une simulation ne sert qu'a voir, si on ne va pas droit au mur, non pas a prédire le comportement exact d'un circuit !

Quant a simuler des circuits de puissance (en analogique), je pense que cela pourrait faire sourire nombre d'électroniciens de terrain...Rien que pour le couplage et les dérives thermiques...

Je ne fait que passer, ne prenez pas la peine de me répondre...

@+

[JIM]

...

Avec une bonne simulation, un peu de bon sens et des essais, tu fais déjà beaucoup mieux que certains électroniciens de formation.

Un petit, Non ! Un grand bémol !
Un modèle, comme il porte si bien son nom, sert a représenter l'image idéal d'un composant ...Et encore s'il l'approche a 80% pour un composant simple, que dire d'un ampli intégré ?
Une simulation ne sert qu'a voir, si on ne va pas droit au mur, non pas a prédire le comportement exact d'un circuit !

Quant a simuler des circuits de puissance (en analogique), je pense que cela pourrait faire sourire nombre d'électroniciens de terrain...Rien que pour le couplage et les dérives thermiques...

Je ne fait que passer, ne prenez pas la peine de me répondre...

@+

Je vais quand même prendre le temps.
Comme vous avez repris ma phrase, vous remarquerez que la simu est la première phase.
Une approche théorique ne fera pas mieux que la simu et ne demande pas forcément des pages de calcul, seul l'expérience et la mise au point permet de valider un schéma.