De
Crescendo
De
Crescendo
| De Crescendo is een volledig symmetrisch opgebouwde MOSFET eindversterker met een behoorlijk uitgangsvermogen, die in 1982 werd gepubliceerd in het maandblad Elektuur. Deze versterker maakte deel uit van de Elektuur audio-XL serie, die bestond uit een aantal hoogwaardige audioprojecten. Het ontwerp is nog altijd actueel en goed op te bouwen, ondanks dat het uit 1982 stamt. Met wat kleine aanpassingen zijn de destijds beruchte oscillatieproblemen verleden tijd. Bij dit project zijn de printen voorzien van hoogwaardige audio-componenten, iets dat zeker bijdraagt aan de uitstekende geluidskwaliteit. Een probleem bij het verzamelen van de onderdelen is de verkrijgbaarheid van de destijds toegepaste 2SJ50 en 2SK135 MOSFET's van Hitachi. In deze versterker zijn voor de P-kanaal MOSFET's nog de originele types van Hitachi toegepast, waarvan twee maal een 2SJ49. De 2SK135's zijn van Magnatec. Er zijn gelukkig prima vervangers beschikbaar in de vorm van de BUZ900 en BUZ905, eveneens van MagnaTec. Deze zijn pin-compatible en kunnen zonder aanpassingen op de print worden gezet. Voor de in 1982 gangbare componenten zijn tegenwoordig betere vervangers te vinden en die zijn in dit project dan ook zo veel mogelijk gebruikt. Voor een aantal onderdelen zijn hoogwaardige audio-componenten gebruikt. Ook zijn een aantal componenten gewijzigd t.b.v. de stabiliteit en bedrijfszekerheid. Er zijn ingegoten MKT condensators toegepast i.p.v. de open MKM/MKH condensators die in die tijd gebruikelijk waren. De meeste elco's in de voeding zijn vervangen door Black Gate elco's en in het ingangscircuit en de terugkoppeling zijn N/Nx types gebruikt. Voor de standaard weerstanden zijn Holco H4 of de nieuwe PRP weerstanden gebruikt.   Transistors T1 t/m T6 zijn vervangen door andere types. Door de fors bemeten voeding is de voedingsspanning in rust ruim ±75V. Aangezien de collectorweerstanden maar voor een paar volt spanningsval zorgen, valt de voedingsspanning bijna volledig over deze transistors. De maximale collector-emitter spanning (Uce) van de BC546B en BC556B is echter 65V en eigenlijk worden ze dus overbelast. Zo te zien aan de advertenties in de oude Elektuur waren er in 1982 waarschijnlijk geen types beschikbaar met een hogere Uce! In de vele Crescendo's die sindsdien zijn gebouwd lijkt dit geen probleem te zijn, maar hier zijn voor de zekerheid andere types gekozen. Goede vervangers zijn de 2SA970 en 2SC2240. Dit zijn zeer bekende types met een hoge max. Uce van 120V en ze zijn eveneens ruisarm. Helaas, de aansluitingen komen niet overeen met de originele transistors, maar door ze ongeveer een kwart slag te draaien passen ze zonder problemen op de print. De BC550/560 hebben een max. Uce van 45V maar die kunnen zonder problemen worden toegepast. Ze krijgen slechts een paar volt te verwerken omdat T8 en T10 het grootste deel van de spanning voor hun rekening nemen.   pinning
BC546/BC556
2SA970/2SC2240
Voor potmeter P1 is een cermet-type gebruikt, in plaats van het low-cost exemplaar uit 1982. De waarde is verlaagd naar 100Ω om de ruststroom nauwkeuriger te kunnen instellen, want dat was in dit geval best lastig met 250Ω. Dit hangt sterk af van de karakteristiek van de gebruikte MOSFET's, dus wellicht is het niet in alle gevallen nodig. In de eindtrap kunnen de goedkope draadgewonden 5W cement-weerstanden het beste worden vermeden. Door hun hoge zelfinductie zorgen ze vrijwel zeker voor oscillaties, een probleem waar deze versterker vanaf het begin mee te kampen had. Op de volgende pagina wordt hier dieper op ingegaan. Een betere keus zijn bijvoorbeeld de inductiearme MPC71 metaalfilm weerstanden. Dit zijn radiale (staande) types, maar die passen met een beetje buigwerk prima op de print. Een andere optie zijn de axiale 5W MOX weerstanden die veel in de luidsprekerbouw worden gebruikt. Maar door enige ervaring met deze weerstanden in de Vifa Vivace '94 luidsprekers worden ze niet aangeraden. De ingangscapaciteit van de N- en P-MOSFET's is onderling verschillend en dit leidt ertoe dat de drivertrap niet symmetrisch wordt belast. Om de belasting gelijk te trekken worden bij de 2SK135 een aantal extra condensators geplaatst. Deze kunnen aan de achterkant van de print rechtstreeks op de pennen van de MOSFET's worden gesoldeerd. Een bijkomend voordeel is dat hierdoor ook de oscillaties wat worden getemd. Tussen de drain en de gate komt een extra 33pF, en tussen de source en de gate 330pF. Voor de BUZ900/901 MOSFET's worden de waarden 15pF en 220pF. Het beste kunnen hier ceramische NP0 of C0G of polystyreen condensators voor worden gebruikt.
De indeling van de kast is voor het grootste gedeelte overgenomen uit het Elektuur artikel. Als een 19" kast wordt gebruikt en de aansluitingen aansluitingen achterop de kast worden geplaatst is dit veruit de meest praktische opzet. De voeding bestaat uit een forse 800VA ringkerntrafo, twee brugcellen en vier afvlakelco's van 15.000uF/100V. Deze zijn met een paar stukken aluminium plaat tot een stevig geheel samen geschroefd dat flink wat stroom aankan. Parallel aan de elco's zijn een viertal MKT condensators van 2,2uF geplaatst. De trafo en de elco's zijn van plaats verwisseld omdat de trafo niet tussen het front en één van de eindtrapprinten past; de diepte van de hier gebruikte kast is nl. 30cm. Met een kast van 35cm. diep kan de originele indeling waarschijnlijk wel worden aangehouden. De koellichamen zijn van het type SK85 van Fischer en zijn 160mm breed en 150mm lang. De warmteweerstand bij deze lengte is 0,65°C/W. Dat is iets hoger dan voorgeschreven, want de origineel voorgeschreven SK53 hebben een warmteweerstand van 0,55°C/W. Maar die zijn met 180mm een stuk breder en twee stuks van dit formaat wordt wat lastig achterop een standaard 19" kast. De SK85-150mm passen precies achterop een 4HE kast. Er blijft dan voldoende ruimte over tussen de twee koellichamen voor de aansluitingen. Bij zo'n 100mA ruststroom per MOSFET-paar is de dissipatie ruim 30W per kanaal; de koelblokken worden dan al aardig warm. Tijdens de duurtest op vol vermogen blijkt de SK85 prima te voldoen. Méér koeling is altijd beter natuurlijk: er kan ook voor gekozen worden om grote koellichamen langs de zijkant van de kast te monteren, of het front te voorzien van een groot koellichaam en een echte eindtrap van de versterker te maken. De volumeregelaar kan komen te vervallen als er een voorversterker in de audio-installatie aanwezig is en de netschakelaar kan ook op de achterkant worden aangebracht.   In het midden tussen de eindtrapprinten zit een print met een 12V hulpvoeding en twee relais voor de DC beveiliging en de inschakelvertraging gemonteerd. In serie met de primaire wikkeling van de trafo is een 100Ω/7W draadweerstand opgenomen om de inschakelstroom te beperken. Deze wordt enkele seconden na inschakelen van de netspanning door het eerste relais overbrugd en zorgt ervoor dat de de elco's de tijd hebben om rustig op te laden. De luidsprekerklemmen zijn via een dubbelpolig relais met de eindtrapprinten verbonden. In het geval van een kapotte eindtrap waardoor een gevaarlijke gelijkspanning op de uitgang kan komen, valt dit relais snel af om de luidsprekers te beschermen. Links van de trafo zit de stuurprint die deze relais en twee van de vier LED's op het front aanstuurt. Een rode LED boven de netschakelaar gaat branden als het relais voor de inschakelvertraging opkomt. Daarnaast zit een groene LED die aangaat zodra het uitgangsrelais opkomt en dit geeft aan dat de versterker bedrijfsklaar is. Wat meer naar voren in de kast zitten twee printen met een clip-detectie circuit boven elkaar gemonteerd. De twee rechter LED's zijn hiermee verbonden en geven per kanaal aan of een vooraf ingesteld uitgangsniveau wordt bereikt. Met behulp van een scoop kan de schakeling net vóór het clipniveau van de versterker worden afgeregeld. Een stevige voeding zorgt voor meer uitgangsvermogen. Het maximale vermogen is dan ook fors hoger dan in de specificaties staat vermeld. Met deze 800VA voeding levert de versterker 200Wrms aan 8Ω en 280Wrms bij een 4Ω belasting, gemeten met een 1kHz~ ingangssignaal en uitsturing tot vlak voor clippen op de scoop. De voedingsspanning, die in rust ±75,3V is, daalt bij deze belasting tot ±73,4V bij 8Ω en tot ±67,5V bij 4Ω. Tijdens de duurtest met een 4Ω belasting begaven de 3,15A zekeringen op de print het meerdere malen. Door het hogere uitgangsvermogen loopt er natuurlijk ook meer stroom door de eindtrappen. De zekeringen kunnen daarom het beste worden verhoogd naar 4A.
Naar pagina 2: "De Crescendo - getemd..." >> |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
