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Preampli Super Symetrique NPass : L'UGS

Message » 08 Sep 2006 0:52

Flat a écrit:
Mais pour ceux qui sont moins pressés, y'a une autre version à finaliser aujourd'hui. Au programme, diminution de la dissip des mosfets pour améliorer le comportement thermique de l'offset... Si je suis bien luné, c'est pour ce soir sur vos écrans ;)

Souvent Flat varie, bien fol qui s'y fie ;)

Amicalement,

François


bin t'est mal luné :lol:
porte toi fort!
Bye
Roger
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Message par Google » 08 Sep 2006 0:52

 
 
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Encart supprimé pour les membres HCFR

Message » 08 Sep 2006 9:33

L'influence des phases lunaires sur la psyché humaine et le système endocrinal... On en reste aux conjectures ;) Mais revenons à nos moutons...

Donc, avant de pousser plus loin, qq précisions sur le gain de l'UGS.

On va simplifier un peu, j'espère que les puristes ne m'en voudront pas ;)

Donc pour schématiser, l'UGS se compose de deux étages : paires différentielles en entrée (en symétrique complémentaire) - Les jfets - et étage "abaisseur de niveau" - Les mosfets en montage source commune.

On va d'abord s'intéresser au gain en boucle ouverte du montage (Gbo) en enlevant les résistances de contre réaction (Rin=0 et Rfb=infini).

Le premier étage présente un gain intrinsèque G1:

G1=-gmf*Rdf/(gmf*Rsf+1)

avec :
gmf : transconductance d'un JFet (~25mS @ 3.5mA pour les 2SJ/2SK)
Rdf : résistance de drain des JFets (1K5)
Rsf : résistances de source des JFets (47R)

G1 est le gain différentiel, c'est à dire le rapport (Vd+ - Vd-)/(Vin+ - Vin-)
où les Vd sont les tensions alternatives sur les résistances de drain des JFets.
Le signe "-" dans le gain traduit l'inversion de phase de l'ampli diff

Pour le second étage, on a de la chance. Son gain est donné par la même formule:

G2=-gmm*Rdm/(gmm*Rsm+1)

avec :
gmm : transconductance d'un Mosfet (~40mS @ 7mA)
Rdf : résistance de drain (ici c'est Rout qui joue ce rôle, soit 1K)
Rsf : résistances de source (470R)

Donc le gain en boucle ouverte de l'UGS est simplement le produit des gains des deux étages :

Gbo=G1*G2=gmf*gmm*Rdf*Rdm/((gmf*Rsf+1)*(gmm*Rsm+1))

Avec les valeurs utilisées, ça nous donne un Gbo d'à peu près 34.8, soit 30.8dB

Maintenant, on remet les résistances de contre réaction Rin et Rfb dans le circuit.
On va appeler "B" le rapport Rin/Rfb.

Tous les bons ouvrages d'électronique vous donnent le gain d'un montage contre-réactionné comme :

G=Gbo/(1+B*Gbo)

Avec nos valeurs de Rin=15K et Rfb=56K, on arrive à un gain G de 3.37, soit 10.5dB

C'est le gain différentiel, soit (Vout+ - Vout-)/(Vin+ - Vin-)

Le gain "assymétrique", soit la tension de sortie sur une branche divisée par la tension d'entrée sur une branche (Ga=Vout+/Vin+) vaut la moitié du gain différentiel, ou 6dB de moins, soit 4.5dB ou 1.68. C'est ce que vous obtiendrez si vous mesurez comme moi sur une seule sortie et un seule entrée.

Dans la pratique, on a en fait un peu moins. En effet, les transconducances des JFets et mosfets sont légèrement différentes et difficiles à estimer dans le cas réel. J'ai pu mesurer par exemple aux environs de 4dB (en assymétrique) avec mes UGS pour ces valeurs de résistances.

Donc pour dimensionner votre gain, tablez sur un gain en boucle ouverte entre 30 et 35, fixez-vous une Rin entre 15K et 22K, et calculez Rfb en fonction de ça pour obtenir le gain désiré. Et réajustez au besoin.

Bon, c'est outrageusemet simplifié (ça ne tient pas comte de l'effet des Rcm par exemple), mais c'est pas loin de la vérité. Si il y a des volontaires pour faire les calculs exacts, ils sont les bienvenus ;)

Amicalement

François
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Message » 08 Sep 2006 10:12

Reprise des hostilités ;)

Comme promis, la lune étant couchée, la deuxième version...

Mission du jour : réduire la dissipation des mosfets pour améliorer la stabilité thermique de l'offset.

Première solution déjà explorée: réduire le courant dans les mosfets en augmentant les résistances de source des dits mosfets. Pas très top au niveau son, et en plus ça diminue le gain en boucle ouverte.

Donc remède de cheval : On cascode les mosfets pour qu'ils conservent le même courant de polarisation, mais avec une dissipation moindre. Effet collatéral : une légère extension de la bande passante, qui ne devrait pas être mal au niveau audio. Inconvénient : ça fait 4 bipos de plus... Mais au diable l'avarice, surtout au prix des ZTX, si c'est pour la bonne cause. Tout de suite un schéma :

Image

Ok, ça se complique un peu, mais pas tant que ça ;) Et les bénéfices sont plus que majoritaires : on profite de la dissipation moindre des mosfets pour leur augmenter un peu la polar. Les résistances de sources descendent à 390R, et à l'oreille c'est mieux que 470R, mais là vous serez seuls juges. Et l'autre avantage, c'est que la diminution de la dissipation accroît la stabilité thermique de l'offset, et on en profite là aussi pour diminuer la CR de mode commun en passant Rcm à 330K ou 220K (c'est pas critique) pour obtenir avec ces valeurs la même stabilité d'offset que dans la version précédente. On peut améliorer ça sans états d'âme en reprenant les 180K de la précédente version sans effets néfastes, que ce soit à l'écoute ou dans les perfs de symétrisation. Et l'offset (et votre ampli) vous diront merci ;)

Et à l'écoute, me direz-vous...

Ben c'est encore mieux que la version d'origine revampée. En gros, on monte plus haut, on est plus rapide (c'est un peu du pléonasme de Fourier ;) ), on a plus de filé, plus de corps, plus de respiration. Effets bénéfiques de la cascode et de la plus forte polar des mosfets. Bref du tout bon :D

Donc si j'avais à choisir entre les deux versions, sans hésiter c'est celle-ci que je choisirais :D Mauvaise nouvelle pour ceux qui on déjà fait le pcb de la première version... (désolé hugo... - c'est l'inconvénient du DIY - ça bouge tout le temps).

A propos de pcb, je vous mettrai sous peu le pcb de cette bestiole, mais donnez-moi le temps de préparer les fichiers... Y'en a qui vont tordre le nez, mais c'est du double face... Je ferai tout mon possible pour le passer en simple face, mais ça va pas être facilefacile...

Voilà, c'est à peu près tout pour cette version... si vous avez des questions, feu !

Et ne manquez pas la prochaine mission de l'UGS-Team : Chérie, j'ai enlevé les mosfets :D

Amicalement,

François
Flat
 
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Message » 08 Sep 2006 10:52

Bjr à tous et à chacun

merci pour le calcul du gain, comme dit précédemment, l'idée est de remplacer l' ampli op d'un module UCD, 13dB de gain en sym, je l'utilise actuellement en asym, la chose devrait être possible tel qu'elle c'est super.
toute mon admiration pour ton soucis de peaufiner de ce module
Good job

ps: je possède tous les no de l'Audiophile ancienne version, si tu as besoin

Bye
Roger
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Message » 08 Sep 2006 11:30

Ca me laisse un petit peu de temps pour finir mes enceintes alors ? :wink:
breizheau
 
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Message » 08 Sep 2006 14:09

Salut à tous,

Nelson P avait peut-être cascodé aussi les mosfets puisque l'on compte 12 transistors sur son module non cms et qu'il n'a pas l'air de se soucier de leur refroidissement vu leur implantation.

Image

Flat a écrit:Et ne manquez pas la prochaine mission de l'UGS-Team : Chérie, j'ai enlevé les mosfets

Non non, on vous suis : Prochaine version, l'UGS passif :lol: .... Il est donc urgent d'attendre un peu.

Ca nous met l'eau à la bouche tout cela :o . Superbe travail de nos Lascars, heu ... de l'UGS-Team pardon !
Avec ces explications précises et claires, j'ai l'impression que je comprendrai presque ce que je soude lorsque je réaliserai un ugs :roll: .

Merci encore et bon courage pour la suite
Lau700
 
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Message » 08 Sep 2006 14:13

Les 12 zitors, tu vas comprendre d'ici peu ;)

Amicalement,

François
Flat
 
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Message » 08 Sep 2006 14:34

Miroir, mon beau miroir...

Et donc sans respirer, le dernier épisode de la série ;)

Celui-là nous est venu par hasard très récemment, à lire un des nombreux "indices" semés par Nelson Pass sur DIYAudio :P On a trouvé ça assez séduisant et gonflé, et on s'y est mis derechef.

L'idée de base, c'était de remplacer le second étage - le "level shifter" à base de mosfets par qq chose qui remplirait la même fonction, mais à base de bipolaires, utilisés en miroir de courant. Après qq simus, on a donc pondu ça :

Image

Joli, non ? :D

Le fonctionnement du premier étage ne change pas, ni son gain. On lui a simplement ajouté 4 bipolaires - Q5 à Q8 - qui sont traversés par le courant circulant dans les drains des JFets, et leurs homologues Q9 à Q12 reproduisent exactement ce courant à un facteur près (le gain). Ce gain en courant est grossomodo égal au rapport RD/RE, donc de 2 ici. Chaque paire (Qi,Qi+4) forme un miroir de courant, d'où le titre ;)

Donc tout le montage est un amplificateur à transconductance (entrée en tension, sortie en courant), et c'est là que toute l'importance de la résistance Rout apparaît, car c'est elle qui est chargée de transformer le courant de sortie en tension.

En simu, ça marchait impeccable, et on s'est donc empressés de lui donner corps... Vous avez peut-être remarqué qu'il n'y a pas les fameuses résitances Rcm sur le schéma, et pour cause. L'offset absolu mesuré est ridicule (plus près des 0.1mV que des 0.5mV), et d'une stabilité à toute épreuve, pour peu que les zitors soient couplés thermiquement.Ca ne bouge pas d'un demi-poil que c'en est inquiétant, et c'est en grande partie dû au comportement identique de la dépendance en température des bipolaires, qui est beaucoup moins dispersive dans le cas des bipos que dans celui des mosfets. En plus, démarrage à froid remarquable ( < 1.5mV d'offset contre 25mV pour les mosfets), et facilité de réglage inégalée (juste le VR1 qui passe à 20R).

Et le son ?
Pffff... Plus que meilleur que la version à mosfets, et c'est quelqu'un qui a été élevé au lait de mosfet qui vous le dit ;) Un gain en rapidité énorme, un étendue de bande passante renversante, une précision hallucinogène, une spatialisation kubrickienne ;), bref tous les superlatifs qu'on peu trouver, et c'est pas galvaudé. A la première écoute comparative avec la version à mosfets (suis vachement content d'avoir fait des versions pluggables ;) ) on a une impression d'un léger manque de matière sonore pour la version à miroirs. Mais c'est une impression fugace, vu la vérité de ce qu'on entend sur la version bipo, et on a rétrospectivement le sentiment que c'est la version à mosfets qui en rajoutait. Mais Marc parle de ces choses là bien mieux que moi, donc si il veut donner ses impressions... :D

Et pis j'aime bien la simplicité et l'élégance du schéma. D'accord, on a rajouté 4 bipos, mais on a enlevé 7 résistances. Nettement plus clair ;)

Donc on recommande sans réserve :D

Et pour le plaisir des yeux, à défaut de celui des oreilles, les modules qui sont responsables de l'épopée :

Image

avec de gauche à droite la V1, la V2, et la V3

Image

Pour les pcbs, faudra attendre la semaine prochaine, j'ai de la musique à écouter ;)

Ce WE, qq mesures à faire (disto, bp, etc...), et on en reparle. Mais si vous avez des questions, n'hésitez pas.

Amicalement

François
Dernière édition par Flat le 08 Sep 2006 14:56, édité 1 fois.
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Message » 08 Sep 2006 14:35

Flat a écrit:Les 12 zitors, tu vas comprendre d'ici peu ;)

Amicalement,

François


Le suspens est à son comble!!!
On mange son chapeau, la peau est moite, la sueur coule sur les tempes...
On déguste ça comme une série américaine...
Ah! mais oui, Flat, comme Flat Iron :

Image

Then wait and see...

Philip
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Message » 08 Sep 2006 14:37

Ca comence à sentir bon !!!!! :mdr:
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Message » 08 Sep 2006 14:41

Alors ? Commande groupée ztx et 2sk389/2sj109 ?...

Je veux bien trier :lol: :lol: :lol:

Philippe
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Message » 08 Sep 2006 14:45

Philby a écrit:Alors ? Commande groupée ztx et 2sk389/2sj109 ?...

Je veux bien trier :lol: :lol: :lol:

Philippe


Desolé, mon cher Phil cette fois si ton coté maso. ne pourra pas s'exprimer, vu q'uil n'y a aucun apparaige à faire, ceci en rajoute à la magie de la chose.
Par contre acheter en qté les bipo du moins fait baisser le prix : 41ctsHT/u à 27ctsHT/u pour plus de 25 chez farnell.

Marc
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Message » 08 Sep 2006 14:55

Vi, c'est un truc que je n'ai pas précisé. :oops: Pas besoin d'appairage, bien qu'en théorie les miroirs de courant sont plus performants lorsque les 2 zitors du miroir sont identiques. Mais si ça vous dit, vous pouvez tester en appairant les bipos pour miroir en Vbe et Hfe. En ce qui me concerne, je ne dessoude plus rien pendant un moment :D

Amicalement,

François
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Message » 08 Sep 2006 15:25

Idefixes a écrit:Desolé, mon cher Phil cette fois si ton coté maso. ne pourra pas s'exprimer, vu q'uil n'y a aucun apparaige à faire, ceci en rajoute à la magie de la chose.
Par contre acheter en qté les bipo du moins fait baisser le prix : 41ctsHT/u à 27ctsHT/u pour plus de 25 chez farnell.

Marc


Ah ben zut, moi, j'aime bien quand il faut appairer :cry:

Philippe
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Message » 08 Sep 2006 15:45

Voici mes derniers en date, après quelques enervements sur la version de base sans trop de succes qui plus est, je suis passé avec quelques apprehensions à celle des mirroirs de courant. Donc soudures et moultes vérifications (petar c'est tjs aussi exigu les Flat productions (à lire avec l'accent anglais) furent au programme les derniers jours pour donner ca

Image

Image

J'ai pluggé d'abord un module pour voir le comportment en offset..........rien d'alarment à l'hrizon j'ai donc éteint le tout et laisser decharger les condo de l'alim avant de plugger le deuxième module. J'ai ensuite lancer la procedure de règlage qui se fait beaucoup plus facilement qu'avec les mosfet. L'offset absolu se cantonne autour de 0,1-0,2mV : vraiment hallucinant. Pour ce qui est de l'ecoute, ben c'est clair que je reviendrais plus en arrière. Je trouvais que la première version manquait un chouillat de vivacité. j'ai aussi tjs trouvé qu'il avait un coté mat surtout venant du KTR. Et ben voilà le mal si mal il y avait est reparé, le mirroir de courant est tout simplement superbe, hyperequilibré, juste dans tout les sens du terme à mes oreilles. C'est très fin, très precis, très vif. Un legère pointe de brillance qui donne une ambience live, c'est cristalin. Le placement et la scéne sonore sont très justes sans exageration, ca respire de tous les sens sans que l'on ait l'effet de la grenouille qui veut se faire passer pour un boeuf. Les differences entre les deux type de modules pouraient paraitre tenues aus oreilles de beaucoup mais je les trouve capital. Elles font passer de l'etat "presque chiant" on va dire neutre à mourrir :mdr: :mdr: :mdr: à l'etat de vivant sans exageration outrancière. C'est vraiment une machine superbe en l'etat. Le zenquito pousse admirablement bien derrière, les monitors retranscrivent ce qui extrait des galette par le Drive et le Dac comme jamais malgré un legé probleme d'accord. Mes references étant tjs Lisa Ekdahl, Dires straits, jack johnson, Barber pour les ambiances, santana...Je tiens encore une fois à remercier francois pour son entrain, sa pédagogie, sa veille technologique, son intelligence de l'electronique audio et grace à qui on peut profiter de machines au combien innaccessibles par d'autres voies.

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