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Variations autour du zenquito

Message » 12 Mar 2009 23:04

Salut a tous,

L'objectif de ce thread serait de réunir un petit groupe de participants pour faire du test et des comparaisons entre différentes versions d'un amplificateur.
Il devrait également permettre d'éclaircir certains aspects des schémas d'un amplificateur (j'espère).

Pour commencer, je proposes la version "standard" du zenquito, telle que présentée sur le site web de Jean-marc Plantefève:

Image

Le schéma est ici relativement simple. Le premier étage (la gauche du schéma) est constituée d'un différentiel à fets. La tension d'entrée est appliquée aux grilles des fets via un filtrage passe-bas. Il faut d'ailleurs se méfier de ce filtrage, usuellement autour de 200khz car il dépend fortement de l'impédance de source du montage (potar et/ou preampli). Pour du matériel un peu ésotérique (potar en sortie, preamp a tubes, etc), il faut vérifier que cela ne pose pas de soucis et éventuellement adapter les valeurs. Pareil pour ceux qui veulent utiliser le zenquito en tant que bloc de puissance, il faut revoir les valeurs.

Ce schéma, bien que très simple et parfaitement fonctionnel, peut être amélioré sous différents aspects.

La suite plus tard ...
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Message par Google » 12 Mar 2009 23:04

Publicite

 
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Message » 13 Mar 2009 0:37

La première amélioration consiste à séparer l'alimentation de l'étage de sortie de celle de l'étage d'entrée.

Cela a deux bénéfices directs:
- l'étage d'entrée a une rejection des bruits d'alimentation relativement médiocre car le second étage est référencé à celui d'entrée via les rails d'alim. Si on régule l'étage d'entrée (ou un simple filtre RC), on augmente la rejection des bruits d'alimentation.
- le second avantage concerne la commande des mosfets. Ceux-ci ont généralement besoin d'une tension de grille relativement élevée pour permettre de passer le courant maximal (du a la faible transconductance des mosfets). On peut alors alimenter l'étage d'entrée avec entre 5 et 10v de plus que celui de sortie. Cela permet de s'assurer qu'on a suffisemment de tension pour activer pleinement les mosfets, tout en gardant une dissipation raisonnable de l'étage de sortie.

Cette modification a cependant un désavantage (qui n'en est pas vraiment un :mdr: ), c'est qu'on augmente la dissipation de l'étage d'entrée et surtout que l'on risque d'excéder la tension d'alimentation des fets d'entrée. Qu'à cela ne tienne, il suffit d'adopter le montage cascode du buzquito. Ce montage a pour autre avantage de fixer la tension de fonctionnement des fets (on choisira généralement une dizaine de volts, au delà le courant de fuite de la grille augmente rapidement). Cela permet également de diminuer également grandement la capacité d'entrée des fets en question.

On peut également essayer de rajouter un petit chimique de 10uF en parallèle de la zener.

On aboutit alors au schéma suivant:
Image
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Message » 13 Mar 2009 8:49

Salut !

Je suis très intéressé par ton post !

J'ai un Zenquito en double mono (20W en classe A) et un petit rafraichissement serait avec plaisir !!

dag
^__^
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Message » 13 Mar 2009 9:11

Tu peux mettre aussi des tl431 à la place des zeners.

Jean François Gros (Jfg67) avait ça dans ses cartons (alimentation des premiers étage soignée et supérieure en tension), mais il ne l'a jamais réalisé.

Philippe
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Message » 13 Mar 2009 12:34

Exact pour les tl431, ça peut faire une très bonne référence de tension, précis, avec un bruit plus faible qu'une zener. Maintenant, vu que la tension des cascodes n'est pas vraiment critique, je penses qu'une petite zener + un fet en générateur de courant devrait être suffisant.

Si quelqu'un monte les deux et me dis ce qui marche le mieux, je gardes l'idée :mdr:
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Message » 13 Mar 2009 14:16

Pour continuer avec les évolutions (ou pas), on peut ajouter une cascode au second étage. Cela a plusieurs avantages et inconvénients:

- le transistor d'amplification travaille avec une tension vce quasi constante, ce qui diminue grandement l'effet early (variation de courant en fonction de vce)
- la capacité cob du transistor d'amplification est isolée du signal, l'étage est plus rapide

pour les inconvénients:
- la plage de tension de sortie diminue, il faut encore augmenter la tension d'alimentation du vas.
- la stabilité n'est plus assurée naturellement, il faut rajouter une compensation.

On arrive au schéma suivant:
Image
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Message » 14 Mar 2009 2:25

Si on veut encore tenter d'améliorer le schéma, on peut tenter de traiter l'étage d'amplification contre l'effet mémoire.

Description ici: http://peufeu.free.fr/audio/memory/

adaptation à notre amplificateur: (la valeur de la résistance a été déterminée à l'aide du simulateur pour avoir une dissipation la plus constante possible)
Image

Pour ceux qui n'ont pas envie de lire le lien ci-dessus, voici le résumé:
D'après l'auteur, les amplificateurs souffriraient d'un effet mémoire thermique qui déplacerait le point de fonctionnement en fonction de l'échauffement des transistors. Je ne polémiquerai pas la dessus, je ne sais absolument pas si c'est valable ou pas, en tout cas c'est très difficile à mesurer précisément.
Quoi qu'il en soit le remède est relativement simple, il faut faire travailler les transistors importants à puissance constante (U*I constant). Pour les générateurs de courant, par définition à courant constant, il faut rajouter une cascode pour qu'ils bossent également à tension constante.
Pour ceux dont le courant varie, on s'arange pour que lorsque le courant augmente, la tension diminue. C'est le rôle de la résistance 22 du schéma qui abaisse la tension de fonctionnement du transistor quand le courant augmente, pour limiter au maximum sa variation de température.
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Message » 17 Mar 2009 22:37

Eh bien je n'ai pas encore un grand succès sur ce coup là...

Une autre variation possible est de remplacer l'étage d'entrée par un différentiel classique et d'utiliser un générateur de courant pour le second étage.
On aboutit au schéma du 10w musique et technique de JM plantefeve.

Image
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Message » 18 Mar 2009 19:20

apolon34 a écrit:Eh bien je n'ai pas encore un grand succès sur ce coup là...

Une autre variation possible est de remplacer l'étage d'entrée par un différentiel classique et d'utiliser un générateur de courant pour le second étage.
On aboutit au schéma du 10w musique et technique de JM plantefeve.

Image


salut
je vais peut etre l'essayer, sur des compressions, des DE250... je trouve mon zen v9 un peu trop sage. Je n'ai pas aimé le zenquito... mais le schema est different, et avec une coupure entre 1.5 et 2 khz... je n'entendrais peut etre plus ce qui me genait...
Il me reste des 2sk170, 2N5416.... j'ai condo, rad et transfo... je doit pouvoir essayé sans me ruiner...

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Message » 18 Mar 2009 21:16

Salut,

Super, ça serait une bonne chose de savoir comment ça sonne par rapport à un zenquito.
Si tu peux aussi essayer avec/sans régulation séparée du premier étage, ça peut être sympa aussi.

Sinon je penses que c'est un schéma de base qu'il est possible d'améliorer de la même façon que les autres en changeant les sources de courant, ajoutant des cascodes, etc ...
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Message » 19 Mar 2009 23:15

apolon34 a écrit:Eh bien je n'ai pas encore un grand succès sur ce coup là...

Une autre variation possible est de remplacer l'étage d'entrée par un différentiel classique et d'utiliser un générateur de courant pour le second étage.
On aboutit au schéma du 10w musique et technique de JM plantefeve.

Image

Si tu met ce différentiel, tu peux aussi lui ajouter deux bipolaires pour faire un "différentiel cascode" et eviter l'effet (parasite) miller bien que les dv/dt soient faibles
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Message » 20 Mar 2009 9:46

Hello,
Tout d'abord, le "différentiel à fets" que tu mentionnes dans ton premier post n'en est pas un.
Et puis toute la "beauté" du montage vient du fait qu'il est contre réactionné en courant. (ou si tu préfères, la CR se fait sur un point basse impédance).
Sur le plan auditif, on associe généralement ce type de CR à une rapidité certaine de l'ampli et une extension de la bande passante.
Remplacer l'étage d'entrée par une paire diff normale, et de ce fait faire une CR en tension, change complètement la topologie de l'ampli et tu ne compareras plus les mêmes choses.
Amicalement,
François
Le chaos l'emporte toujours sur l'ordre parce qu'il est mieux organisé...
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Message » 20 Mar 2009 12:44

Apolon, pourrais-tu mettre en ligne les modèles des transistors que tu as utilisés pour tes simulations?
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Message » 20 Mar 2009 14:41

Flat a écrit:Hello,
Tout d'abord, le "différentiel à fets" que tu mentionnes dans ton premier post n'en est pas un.
Et puis toute la "beauté" du montage vient du fait qu'il est contre réactionné en courant. (ou si tu préfères, la CR se fait sur un point basse impédance).
Sur le plan auditif, on associe généralement ce type de CR à une rapidité certaine de l'ampli et une extension de la bande passante.
Remplacer l'étage d'entrée par une paire diff normale, et de ce fait faire une CR en tension, change complètement la topologie de l'ampli et tu ne compareras plus les mêmes choses.
Amicalement,
François

C’est sur qu’avec un différentiel classique le montage perd de son charme ! c’est la raison pour laquelle je proposais le différentiel cascode qui permet d’aller plus loin en fréquence et en transitoire qu’un différentiel classique moins sexy que le shéma initial
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Message » 20 Mar 2009 16:16

Concernant les models, les voici:

.model 2sj74 PJF(Beta=92.12m Rs=7.748 Rd=7.748 Betatce=-.5 Lambda=4.464m Vto=-.5428 Vtotc=-2.5m Cgd=85.67p M=.3246 Pb=.3905 Fc=.5 Cgs=78.27p Isr=129.8p Nr=2 Is=12.98p N=1 Xti=3 Alpha=10u Vk=100 Kf=26.64E-18 Af=1)
.model 2sk170 NJF(Beta=59.86m Rs=4.151 Rd=4.151 Betatce=-.5 Lambda=1.923m Vto=-.5024 Vtotc=-2.5m Cgd=20p M=.3805 Pb=.4746 Fc=.5 Cgs=25.48p Isr=84.77p Nr=2 Is=8.477p N=1 Xti=3 Alpha=10u Vk=100 Kf=111.3E-18 Af=1)

.model 2sj109 PJF(Beta=39.21m Rs=0 Rd=0 Betatce=-.5 Lambda=4.338m Vto=-.5762
+ Vtotc=-2.5m Cgd=67.64p M=.2562 Pb=.3905 Fc=.5 Cgs=61.12p
+ Isr=158.7p Nr=2 Is=15.87p N=1 Xti=3 Alpha=10u Vk=100
+ Kf=109.9E-18 Af=1)

.model 2sk246 NJF(Beta=1.07m Rs=56.76 Rd=56.76 Betatce=-.5 Lambda=2.8m
+ Vto=-2.638 Vtotc=-2.5m Cgd=10.38p M=.4373 Pb=.3905 Fc=.5
+ Cgs=6.043p Isr=112.8p Nr=2 Is=11.28p N=1 Xti=3 Alpha=10u Vk=100
+ Kf=1E-18 Af=1)

.model Q2sa872 PNP(Is=9.744f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=100 Bf=509.1 Ise=65.86f Ne=1.902 Ikf=15.38m Nk=.3523 Xtb=1.5 Var=100 Br=1 Isc=0 Nc=2 Ikr=0 Rc=0 Cjc=5.793p Mjc=.3372 Vjc=.3905 Fc=.5 Cje=5p Mje=.3333 Vje=.75 Tr=10n Tf=1.357n Itf=1.182 Xtf=372.5 Vtf=10)
.model Q2sa970 PNP(Is=465.4f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=57 Bf=407.6 Ise=4.683p Ne=2.051 Ikf=.3998 Nk=1.192 Xtb=1.5 Var=100 Br=1 Isc=465.4f Nc=1.048 Ikr=6.032 Rc=2.343 Cjc=11.59p Mjc=.4014 Vjc=1.155 Fc=.5 Cje=5p Mje=.3333 Vje=.75 Tr=10n Tf=1.252n Itf=1 Xtf=0 Vtf=10)
.model Q2sc1775 NPN(Is=1.41f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=100 Bf=758.1 Ise=1.41f Ne=1.437 Ikf=.3535 Nk=.5 Xtb=1.5 Var=100 Br=1 Isc=0 Nc=2 Ikr=0 Rc=0 Cjc=3.407p Mjc=.1903 Vjc=.3905 Fc=.5 Cje=5p Mje=.3333 Vje=.75 Tr=10n Tf=397.8p Itf=7.648 Xtf=0 Vtf=10)
.model Q2sc2240 NPN(Is=99.13f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=422.2 Bf=352.8 Ise=1.179p Ne=1.782 Ikf=.4704 Nk=.9631 Xtb=1.5 Var=100 Br=1.663 Isc=555.1p Nc=1.796 Ikr=5.85 Rc=.2032 Cjc=7.561p Mjc=.2472 Vjc=.3905 Fc=.5 Cje=5p Mje=.3333 Vje=.75 Tr=10n Tf=1.295n Itf=1 Xtf=0 Vtf=10)

.MODEL 2N5416 PNP (IS=28.9269F BF=74.5987 NF=896.708M VAF=100 IKF=76.4007M
+ ISE=9.47636F NE=1.08715 BR=82.0042M IKR=992.378 ISC=99.984P RE=570.13M
+ RC=1.30722 CJE=152.963P VJE=999.929M MJE=485.682M CJC=43.3264P VJC=700.177M
+ MJC=414.315M FC=500.001M TF=4.11101N XTF=943.435M VTF=10.0714 ITF=11.115M
+ TR=34.7773U )

.MODEL 2N3440 NPN (IS=9.94996F BF=163.605 NF=913.046M VAF=100 IKF=15.5211M
+ ISE=100P NE=2.01619 BR=236.408M IKR=28.4896 ISC=21.8458F RE=329.989M
+ CJE=108.21P VJE=999.994M MJE=432.75M CJC=19.8784P VJC=700M MJC=317.349M
+ FC=500.001M TF=1N XTF=4.42138 VTF=10.0067 ITF=839.703F TR=12.5513U )


.MODEL 2SK1058 NMOS (VTO=403.969M KP=20U L=2U W=29.7482M GAMMA=0 PHI=600M
+ LAMBDA=184.988F RD=60.8251M CBD=2.56138N IS=10F CGSO=1.13517N CGDO=1.13517N
+ TOX=0 NSUB=0 TPG=1 UO=600 RG=50 RDS=1MEG )

.MODEL 2SJ162 PMOS (VTO=842.193M KP=20U L=2U W=21.3317M GAMMA=0 PHI=600M
+ LAMBDA=20.7067M RD=837.199M CBD=2.96862N IS=10F CGSO=1.13517N CGDO=1.13517N
+ TOX=0 NSUB=0 TPG=1 UO=600 RG=50 RDS=1MEG )


Concernant la "beauté" du schéma ou autres considérations (différentiel ou pas), ce n'est pas mon but premier. L'idée serait plutôt de comparer différents schémas/topologies/etc ...
J'ai d'ailleurs dans l'idée d'essayer d'autres choses par la suite, "folded cascode", correction d'erreur, sortie a bipolaires et autres.
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