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2sk170 Preamp Phono : Gain en Montage source commune ?

Message » 22 Fév 2012 0:44

Pour sortir de mes PCMxxxx et autre AD18xx en DAC et en I/V sans fin :mdr:

j'ai bifurqué avec bonheur vers le vinyle là où je souhaitais depuis un moment faire quelque pas 8)
Et précisément sur la partie pré RIAA.

Il y a le pearl, le xono, les versions à base de 2sk170 dont les Salas, celui de boozhoundlabs et les dérivés du Pacific (quelques exemplaires dans ce forum)
Ceux à base d'AOP et de tube mais je ne veux pas aller loin dans ces directions pour l'instant.
J'utilise un velleman à base d'AOP en attendant

Au final j'ai pris un des multiples dérivé du Pacific, le k303 de Oatley electronics.
Basique, Pas cher, discret et parfait pour un premier essai et premier tweak
Doc dispo ici http://secure.oatleyelectronics.com/files/pdfbut.gif

:oops: et premier truc où je ne piges plus tout.
le pré a un premier étage à base de 2sk170 monté en source commune, le gain approximatif en théorie est Rd/Rs ce qui donne une valeur autour de 55.
Or Oatley annonce 125x en gain, où est ce que je me suis gourgé ?!?

Un gain de 125x est de l'ordre de 41dB, est ce dans les normes en pré RIAA ?
Ce que je lis ici et là c'est que c'est bcp trop ?? d'où d'ailleurs ma question ci-dessus au cas où je ferais des essais pour baisser le gain
(ormis celui d'enlever la capa en // de Rs)

A vous lire si quelqu'un a une idée
Dominique
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Message par Google » 22 Fév 2012 0:44

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Message » 22 Fév 2012 4:56

la resistance de source est decouplée par le condo de 1000uf , il n'y a plus de contre-réaction local
on peut dire que c'est la pente du fet qui va determiner le gain en tension

ici les 2 étages fet procure un gain en tension de environ 2000X ( les 125X multiplié par le gain du 2eme etage fet entre 15 a 18X )

en sortie tu aura

cellule = 7mV crête
atténuation du au filtre riaa = - 20db = / 10
7mV/ 10 = 0,7mV

0,7mV x 2000 = 1,4V crete = 1Vrms

1Vrms c'est bien non ?
catsiano.
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Message » 22 Fév 2012 13:55

Merci, 1Vrms c'est effectivement beaucoup plus dans les normes...
un peu moins avec un ortofon 5E à 4mV.

Avec ceci http://ressources.univ-lemans.fr/AccesL ... c/jfet.pdf
et ton explication j'arrive à peu près à retrouver les 125x du premier étage avec quelques approximation sur l'Idss (BL), Vp ...

Le 2ème étage est effectivement à 15/18 sans le condo de découplage, Oatley donne 8x pour le 2sk246, reste à élucider ce dernier point.
(désolé je ne suis pas électronicien à la base, j'essaie de déduire des lectures glanées ici et là pour comprendre un peu mieux).

En tout cas m'en vais au moins appairer les 2sk170 et les 2sk246 pour avoir un gain au plus proche sur les deux voies 8)
Dominique
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Message » 22 Fév 2012 17:53

en faite bon depend du courant de polarisation du fet

un bl pour une charge de 10k et sous 1mA aura genre un facteur d'amplification de 100X
et sous 7mA un facteur d'amplification de 300X

l'amplification de 125X on c'est pas si le gars a pris les mesures a 1khz du fait que
le riaa presente une resistivitée qui ce voit en // sur la 10k

donc charge total = 8k5 a 1khz
bon a 50 hz le riaa ne presentera plus de charge autre que les 10k , le fet amplifie 150X a cette fréquence

pour le 2eme étage le fet oui avec un 2sk246 ca nous donne vers 8X sans charge , les 15X c'est pour un 2sk170

moi perso je rajouterai bien un petit transistor

distorsion 10 a 20x moindre
le gain en tension est proche du rapport résistif
et eventuellement le fet peut être polarisé dans sa région 0 tempco ( absence de disto thermique )

exemple
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Message » 22 Fév 2012 21:23

un autre truc que tu peut faire c'est de remplacer R5 de 68k par une résistance de 60k
pour éviter d'avoir 1,5db de + a 20hz par rapport a 1khz , en faite il n'ont pas pris en compte
l'impédance de charge du 1er fet qui ce rajoute aux 68k ,

avec 60k pour R5 tu reste a + - 0,2%
catsiano.
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Message » 23 Fév 2012 0:50

Où ont ils estimé qu'à 20Hz, "peu" de système ferait la différence. Va pour les 60k (je devrais pouvoir ça :D ).
Pour le 2sk246, n'importe qu'elle pnp conviendrait ( ex : un MPSA92) ? c'est quoi comme type de montage ? cascode ?
Quand tu indiques 6 à 7v, c'est le potentiel en sortie ? Cela indiquerait une chute de tension de 21 à 22v (avec V=28v) sur les 2k2 soit un courant de près de 10mA, suis je dans le vrai ?
(Vais essayer tt ça dans microcap)
Dominique
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Message » 23 Fév 2012 2:28

disons que 68k c'est parfait si le filtre est attaqué a basse impédance ,

oui un pnp quelconque ,

c'est une configuration faux darlington ou compound a gain unitaire
le pnp fait travailler le fet en courant constant , ce qui augmente de facon enorme le facteur d'amplification du fet
au lieu de 8 x ca va etre genre vers 150 X soit 20X plus
comme l'ensemble a un contre réaction total (gain unitaire) l'excédant de gain en tension se traduit
on va dire par une baisse proportionnelle de la distorsion

oui !!! effectivement le courant en sortie est un peu plus important j'ai mis 10mA au lieu
de 2mA , pour le courant c'est le pnp qui s'en occupe
le fet son job maintenant c'est juste de mettre en forme le signal en sortie !
= coupure en fréquence du a la capa des câbles de liaison et autre perturbations moindres

le courant constant sur le fet est determiné par la resistance 820 ohm
sur celle-ci donc tu va trouver une tension constante qui la tension base emetteur du pnp

courant sur le fet = 0,7v / 820 ohm = vers 0,8mA

les 6 a 7V c'est la tension de sortie au repos sur l'emetteur du pnp
avant le condo de liaison final
il faut rester a max 1 tiers de la tension d'alim pour assurer une disto faible
au delas la disto grimpe

bon si je simule
avec juste un fet ca me donne 0,6% de disto pour 1 volt efficace en sortie
et avec le transistor pnp en + , le simulateur affiche genre 0,02%
le gain en tension de X21

juste un truc la resistance de 100 ohms qui joint la source du fet au collecteur
ajuste la tension en sortie les 6 a 7V mais c'est pas forcement 100 ohm , il faut que tu prévoit
quelques résistances de valeur proche 47 ohm , 170 ohm , 220 ohm
catsiano.
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Message » 23 Fév 2012 3:54

un autre problème que je te soumet c'est la coupure crée par effet miller du fet d'entrée sur la cellule

pour une tension de 6V sur le 2sk170 la capa reverse ( drain gate )prend une valeur de 7,5pf (voir pdf)
le gain en tension on a dit 125X

l'effet miller va créer une capacitée qui shunt la cellule phono
équivalent a 125X 7p5 = 937pf
on ajoute la capa d'entrée gate source de 30pf

total 970pf !!! qui charge la cellule , c'est un peu de trop a mon avis

ce qui donne la courbe de réponse en bleu !
en rouge coube de reference
Image
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Message » 24 Fév 2012 12:00

Merci j'ai les clés pour tester la config sur le 2sk246. Par contre j'ai pas de générateur de signal, ni d'oscillo donc ce sera avec mes esgourdes :mdr:
Pour la capa en entrée, je suppose qu'un montage cascode (type proposé par Borbely) permettrait d'abaisser ces 7p5.
les cellules ortofon vont jusqu'à 600pF, Naivement, la capa de liason en entrée en série (?) avec celui du fet n'abaisse pas cette capacité totale ?
Dominique
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Message » 24 Fév 2012 16:00

en fait la tension gatte source est de 18V , j'ai mal regardé et confondu la résistance de source 180 ohm par 100 ohm

bon avec 18V sur le fet la capa gate drain passe a 5pF
5 x 125 = 625pf + la capa du cable de liaison de la platine = 700pf

par contre perso moi je decouplerai pas la resistance de source par le condo de 1000uf
et remplace cette resistance de 180 ohm par une resistance de 120 ohm
le gain en tension passe a X50 au lieu des 125 suffisant si le 2eme étage a un gain de 21X
en + la disto va être sensiblement plus faible sur le 1er etage genre 0,08% contre 0,4%
====
la cellule ortophon oui , elle a une inductance plus faible que la moyenne
450mH par exemple une shure M75 c'est 750mH

===
oui le cascode est la solution au probleme miller
ill va rester juste la capa d'entrée gate source + 6pf = 35pf

===
en simulation
pour une cellule 450mH et R de 750 ohm + 100pf de câble de liaison
j'ai ses 3 courbes pour 3 differentes resistances de charge ou impedance d'entrée du pré
Image
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Message » 24 Fév 2012 17:16

autre solution
c'est de faire la coupure riaa 50hz - 3db au niveau de la charge drain du fet
ce qui donne dans l'exemple une une capa d'entrée vers 120pf
Image
catsiano.
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Message » 25 Fév 2012 1:47

Je vais y aller pas à pas sinon tt va exploser :mdr:
donc Rs du 1ètage à 120R pour un gain de 50x sans le découplage
R5 à 60k pour égaliser le gain entre 20Hz zt 1KHz
Le compound à gain unitaire + 2sk246 sur le second étage pour 21x
la capacité en entrée j'essaierai plus tard, faudra déjà que tout ce qu'il y a au dessus fonctionne.

question complémentaire :
Tu es parti pour le PNP pour 2k2 sur l'émetteur pour 10mA et une tension Vd de 28v
Comme l'on est plutôt à 47v avant R11 (2k8) sur le schéma d'origine, cela donne t il plutôt vers 2k8 pour R9 ?
Avec cela conserve t on les 32v pour alimenter le 1er fet ?

Après je commence à souder ...
Dominique
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Message » 25 Fév 2012 15:17

j'ai zapé l"alim

effectivement faut prendre en compte la chute de tension sur R11
remplacer R11 1k8 par 680 ohm et logiquement le 100uf ( C7 ) de découplage par 220uf

pour la 2K2 c'est bien vue , oui mettre 2k8
catsiano.
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Message » 26 Fév 2012 3:21

Alors j'arrive tj pas à avoir quelque chose de correct en sortie.
Les deux étages indépendamment l'une de l'autre me donnent chacun un beau sinus mais une fois couplé, c'est bzzz en sortie.
Cela étant j'obtiens 180 en Rs sur le 1er fet... Avec 100 il marche pas
Sur le premier pont diviseur avec 680R, il faut 3k3 pour avoir les 10mA (les 2k8 suffisent pas)
et 47R en Rs pour avoir les 6-7 Volt en sortie, si j'ai compris je peux aller jusqu'au tiers, à 10-12v ce doit être encore bon

Dans la vraie vie je suppose que j'aurais le temps de mesurer sans que tout ne se mette à bruler :mdr:

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Dominique
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Message » 26 Fév 2012 13:12

oui tu a mis 3k3 en charge ,
pour 3k3 j'ai du mettre 750 ohm pour la resistance source collecteur

en simulation ca me donne ca
voltage disto et gain a 1khz

la tension j'ai mis 45V au lieu de 47V , en prévision d'une chute supplementaire (sur l'alim)
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