De
DC
Servo
De
DC
Servo
| << terug naar pagina 1 pagina 3 In april 2001 is de Crescendo Millennium Edition uitgebracht. Dit ontwerp is een doorontwikkeling van de oorspronkelijke Crescendo, waarin een aantal wijzigingen zijn doorgevoerd, onder andere om de stabiliteit te vergroten. Een aantal hiervan zijn op de vorige pagina terug te vinden. Het uitgangsvermogen is lager dan dat van de oude Crescendo: de voedingsspanning is verlaagd naar +/-50V en er zijn twee MOSFET's toegepast i.p.v. vier. De stroom door de verschiltrap en de cascode is flink verhoogd, er is extra compensatie aangebracht en er is een DC-servo toegevoegd. Dit laatste is een handig stukje schakeling, dat ook voor de oude Crescendo kan worden gebruikt. Offset Bij de Crescendo is de offset aan de uitgang voornamelijk afhankelijk van de afwijkingen tussen de componenten in de verschilversterker aan de ingang. Slecht gepaarde transistors kunnen hier voor tientallen mV offset zorgen, en dat leidt weer tot enkele tientallen mA gelijkstroom door de luidsprekers. Omdat deze offset niet nog eens versterkt moet worden zoals het audiosignaal, is in de terugkoppellus in serie met weerstand R4 (1k) een condensator opgenomen. In dit geval een bipolaire elco samengesteld uit C4 en C5. Voor audiosignalen is R4 via C4 en C5 gewoon met massa verbonden en is de versterking afhankelijk van de verhouding R5//R6 en R4. Voor gelijkspanning lijkt R4 niet te bestaan, omdat C4 en C5 voor DC een open verbinding lijken. De offset spanning die aanwezig is op de uitgang wordt niet gedeeld en komt volledig op de tweede ingang van de verschiltrap terecht: de terugkoppeling is 100% en de versterking voor DC is één. Zo blijft de offset beperkt tot enkele tientallen mV en wordt deze niet nog eens 32x versterkt. Deze methode werkt goed, maar heeft een belangrijk nadeel: elco's C4 en C5 bevinden zich direct in de signaalweg. Electrolytische condensators produceren duidelijk meetbare vervorming als er audiosignalen doorheen worden gestuurd, zeker als er geen gelijkspanning over de condensator aanwezig is. In dit gevoelige gedeelte van de schakeling, de terugkoppellus, kunnen elco's beter niet worden toegepast. Er kan natuurlijk een Black Gate N-type worden ingezet, zoals op de eerste pagina is gedaan, maar de beste elco is in dit geval helemaal geen elco. Een monsterlijk grote 100uF MKT of MKP condensator zou een alternatief kunnen zijn... Een bijkomend voordeel als C4 en C5 worden verwijderd is dat het kantelpunt in het laag komt te vervallen dat door R4 en C4/C5 wordt gevormd. De DC servo Een DC servo zorgt ervoor dat de uitgang van de versterker actief op nul volt wordt gehouden. Eén enkele opamp kan de taak van de elco's overnemen. De opamp meet de offsetspanning aan de uitgang van de versterker en regelt deze weg door aan de ingang een tegengestelde correctiespanning aan te bieden. De offset wordt hierdoor als het ware verplaatst naar de ingang. Een aantal condensators en hoogohmige weerstanden, die als R/C-filter aan de ingang en de uitgang zijn geschakeld, zorgen ervoor dat de versterker de servo niet 'ziet' en het audiosignaal niet wordt beïnvloed.  De opamp wordt met de niet-inverterende ingang aan massa
gelegd, zodat de binnenkomende spanning wordt vergeleken met 0V. Dit is
de ideale gewenste waarde voor de uiteindelijke uitgangsoffset. De
actuele offsetspanning van de versterker komt via R33 binnen op de
inverterende ingang. Samen met C22 wordt een laagdoorlaat filter
gevormd met een zeer laag kantelpunt, zodat audiosignalen worden
geblokkeerd en alleen gelijkspanning (lees: de offset) wordt
doorgelaten. Dit wordt door de opamp geïnverteerd en fors
versterkt. C22 is tussen de ingang en de uitgang van de opamp geplaatst
zodat deze als integrator werkt. Omdat een weerstand over C22
ontbreekt, is de versterking maximaal. De integrator zorgt ervoor dat
er snel op een veranderende offset wordt gereageerd. Via een tweede
laagdoorlaat filter R34/C23/R35 wordt het resultaat aangeboden aan de
ingang van de eindtrap. De lange R/C-tijd van de filters voorkomt dat
de regeling te 'zenuwachtig' wordt.De uiteindelijke offset wordt voor een groot deel bepaald door de eigenschappen van de toegepaste opamp. Parameters als de ingangs biasstroom (Iib) en in mindere mate de offsetspanning (Vio) zijn bepalend voor de afwijking van de ideale nul volt. De biasstroom loopt door R33 en verschijnt vermenigvuldigd met 1MΩ, samen met de Vio als offsetspanning aan de uitgang van de versterker. Een type als de NE5534 bijvoorbeeld, met een Iib van 500nA, zorgt zo voor ongeveer 0,5V offset aan de uitgang. Het middel is dan erger dan de kwaal. Een precisie-opamp of een type met FET-ingangen is het meest geschikt. Van de meeste moderne types zijn de specificaties ruim voldoende, Iib ligt dan in het pA-bereik. Bruikbaar zijn bijvoorbeeld de OPA132 of AD8610. Hier is gekozen voor de AD8627, een low-power SMD type. Aansluiten Van de schakeling is een kleine print ontwikkeld, die achterop de versterkerprint kan worden gemonteerd. Doordat slechts één opamp van stroom moet worden voorzien, kan de schakeling rechtstreeks uit de +/-75V voedingsspanning van de versterker worden gevoed en is geen extra voedingstrafo nodig. Met behulp van twee weerstanden en zenerdiodes wordt een symmetrische +/-12V gecreëerd voor de opamp. Bereken de waarde van de weerstanden uitgaande van een spanningsval van 63V (75V - 12V) bij een stroom gelijk aan de voedingsstroom van de opamp, plus ongeveer 5mA stroom voor de zenerdiodes. Voor de AD8627 komt dit uit op 10kΩ bij een dissipatie van 0,4W. De aansluitingen zijn zo geplaatst dat deze rechtstreeks op de versterkerprint kunnen worden gemaakt. De uitgangsoffset van de versterker wordt afgetapt op het knooppunt van de source weerstanden, net voor L1/R31. De correctiespanning wordt na C1 in de schakeling geïnjecteerd. C4 en C5 worden vervangen door een draadbrug. De integrator heeft bij het inschakelen van de versterker een aantal seconden tijd nodig om de uitgang op 0V te krijgen. Dit wordt veroorzaakt door de lange R/C-tijd van R33/C22. Meestal is dit geen probleem omdat de versterker van een DC beveiliging met inschakelvertraging is voorzien. Maar het kan voorkomen dat de offset nog niet dicht genoeg in de buurt van de nul volt is als het luidsprekerrelais opkomt, en dit is hoorbaar als een inschakelplopje uit de luidsprekers. De inschakeltijd kan dan het beste iets verlengd worden. Vaak wordt dit bepaald door een elco in het inschakelcircuit die langzaam oplaadt. Door een grotere elco te plaatsen of de oplaadweerstand te verhogen, kan de tijd verlengd worden.
<< terug naar pagina 1 |
