Sharing Power Follower MOSFET dan saran tweaking-nya

Saya coba rakit Power Amp MOSFET power follower, single ended class A.
Skema dasar saya ambil dari:
http://sound.westhost.com/project83.htm

Saya modifikasi dari single supply (0-40) jadi dual supply (-20 - 0 +20), dengan 0/gnd saya jadikan common utk input sinyal, output speaker, dan C bypass feedback.

Tweak yg sudah dilakukan:
- R sinyal, feedback, dan R pembagi feedback pakai Allen Bradley, carbon, feedback pakai 33K buat nambah gain, tapi resikonya arus ke Q1 jadi kecil banget (orde uA)
- Pre pakai DoZ, simetri juga, dikasih R 1K di + dan - terus zener 12v biar stabil dan aman (total 24V pp)
- Q1, Q3 pakai BC558C, Q2 pakai BC140 krn kalau pakai 548/549 bolak-balik dipakai agak lama dikit jebol, gak kuat nahan disipasi daya
- C bypass feedback pakai Nichicon Muse BP 47 uF (biar bass lebih besar)
- Cap input pakai PIO 1uF
- Cap interstage (krn gak yakin pre amp stabil), pakai 4.7 uF Audiophiler
- Elco coupling speaker 4700uF ELNA 105 (sebetulnya gak perlu krn DC offset bisa 0, cuma jaga-2x aja)
- Elco PSU Panasonic, baru 2 x 10000uF/50.
- Trafo 10A sementara di 18-CT-18
- Lain-2x masih standard
- MOSFET pakai 2sk 3911 krn cari IRFP 350 susah dan sepertinya mahal (kalau gak salah ada di Marconi Glodok)
- R CCS gak pakai 1ohm, tapi 2.2 krn takut kepanasan, dan rencana voltagenya aja dinaikkan (krn MOSFET K3911 ini spek voltage lumayan besar)

Hasil:


Mohon saran buat tweakingnya, kira-2x apa lagi supaya suara lebih mantap tapi cost gak terlalu besar.

Yg jadi concern:

- Apa iya arus di Q1 terlalu kecil bikin masalah (order uA), soalnya ini resiko/tradeoff buat kejar impendansi tinggi di input, dan buat cari C bypass feedback NP yang bagus macam Nichicon yang uF nya gak mungkin besar-2x --> nilai 33k/10k buat R feedback dah pas belum? Ini topologi CFB/current feedback khas Red Elliot kayaknya (spt PoA DoZ juga begitu).

- MOSFET, apa bisa diganti yang lebih bagus? Dari spek Toshiba K3911 ini gede banget, cuma di internet kok gak ada yang pakai kecuali di lokal/Kit Bell BGR Mosfet. Di luar sana kebanyakan pakai IRFP 350, 240, 150 (kecil) atau K1058, atau jengkol 2sk135.

- Atau yg lain yg belum kepikiran.

Thanks,

Ervin L

saya lebih senang skema yang asli OTL hoho
jangan tanya kenapa saya cuma senang aja
speaker jadi amannnnn

Skema asli OTL yang dimaksud bagaimana? Apa hubungannya dengan speaker lebih aman?
Skema asli pakai C juga krn output ke speaker dari MOSFET --> C --> speaker + --> speaker - ke 0 (yang di PSU saya jadi -20). Krn saya kasih CT di tengah, keluaran MOSFET tsb bisa diset di tengah jadi kalau mau sambung ke speaker langsung juga bisa dengan (-) speaker ke 0/CT PSU.

Thx,

Ervin L

skema aslinya kan pake caps di out ya itukan OTL klu slah dikoreksi
dengan adanya elko speaker aman klu suatu saat ada masalah di out, TR atau mosfet jebol.
ingat ini class A tanpa sirkuit proteksi ataupun SOA .

ervinl wrote:

- Apa iya arus di Q1 terlalu kecil bikin masalah (order uA), soalnya ini resiko/tradeoff buat kejar impendansi tinggi di input, dan buat cari C bypass feedback NP yang bagus macam Nichicon yang uF nya gak mungkin besar-2x --> nilai 33k/10k buat R feedback dah pas belum? Ini topologi CFB/current feedback khas Red Elliot kayaknya (spt PoA DoZ juga begitu).

dari Rod Elliott : To change the gain, I suggest that R5 be changed to 3k3 to obtain a gain of 7.7 (17.7dB), which will give an input sensitivity of about 1.5V for maximum output. C3 will also need to be changed, and a value of 100uF will be more than adequate. I do not recommend that R4 be reduced to less than 2k7, which will give a gain of 9.15 (19.2dB). To maintain good low frequency response, C2 will need to be about 100uF, although even with 25uF, the low frequency response is maintained to 2Hz. Ideally, the input network should define the low frequency limit, so the higher value is recommended if R5 is reduced

ervinl wrote:

- MOSFET, apa bisa diganti yang lebih bagus? Dari spek Toshiba K3911 ini gede banget, cuma di internet kok gak ada yang pakai kecuali di lokal/Kit Bell BGR Mosfet. Di luar sana kebanyakan pakai IRFP 350, 240, 150 (kecil) atau K1058, atau jengkol 2sk135.

dari datasheet 2SK3911 toshiba : Using continuously under heavy loads (e.g. the application of high temperature/current/voltage and the significant change in
temperature, etc.) may cause this product to decrease in the reliability significantly even if the operating conditions (i.e.
operating temperature/current/voltage, etc.) are within the absolute maximum ratings. Please design the appropriate
reliability upon reviewing the Toshiba Semiconductor Reliability Handbook (“Handling Precautions”/Derating Concept and Methods) and individual reliability data (i.e. reliability test report and estimated failure rate, etc).

gwendy wrote:

skema aslinya kan pake caps di out ya itukan OTL klu slah dikoreksi
dengan adanya elko speaker aman klu suatu saat ada masalah di out, TR atau mosfet jebol.
ingat ini class A tanpa sirkuit proteksi ataupun SOA .

Iya betul. Skema asli pakai cap dan sekarang saya juga tetap pakai cap spy aman. tapi cap kan polar, padahal tegangan di out mosfet swing ke atas dan ke bawah, sementara kabl gnd speaker saya sambung ke 0/ct (tengh-2 antra + dn -). kalu sesuai skema sli mbengung, soalnya ground loop lah rangkain sudah telnjur direferensikan ke ct utk jalur sinyal-2x nya termasuk cap feedbck.

sue wrote:

ervinl wrote:

- Apa iya arus di Q1 terlalu kecil bikin masalah (order uA), soalnya ini resiko/tradeoff buat kejar impendansi tinggi di input, dan buat cari C bypass feedback NP yang bagus macam Nichicon yang uF nya gak mungkin besar-2x --> nilai 33k/10k buat R feedback dah pas belum? Ini topologi CFB/current feedback khas Red Elliot kayaknya (spt PoA DoZ juga begitu).

dari Rod Elliott : To change the gain, I suggest that R5 be changed to 3k3 to obtain a gain of 7.7 (17.7dB), which will give an input sensitivity of about 1.5V for maximum output. C3 will also need to be changed, and a value of 100uF will be more than adequate. I do not recommend that R4 be reduced to less than 2k7, which will give a gain of 9.15 (19.2dB). To maintain good low frequency response, C2 will need to be about 100uF, although even with 25uF, the low frequency response is maintained to 2Hz. Ideally, the input network should define the low frequency limit, so the higher value is recommended if R5 is reduced

ervinl wrote:

- MOSFET, apa bisa diganti yang lebih bagus? Dari spek Toshiba K3911 ini gede banget, cuma di internet kok gak ada yang pakai kecuali di lokal/Kit Bell BGR Mosfet. Di luar sana kebanyakan pakai IRFP 350, 240, 150 (kecil) atau K1058, atau jengkol 2sk135.

dari datasheet 2SK3911 toshiba : Using continuously under heavy loads (e.g. the application of high temperature/current/voltage and the significant change in
temperature, etc.) may cause this product to decrease in the reliability significantly even if the operating conditions (i.e.
operating temperature/current/voltage, etc.) are within the absolute maximum ratings. Please design the appropriate
reliability upon reviewing the Toshiba Semiconductor Reliability Handbook (“Handling Precautions”/Derating Concept and Methods) and individual reliability data (i.e. reliability test report and estimated failure rate, etc).

saya tidak terlalu concern dgn gin, krn mau pasang tube pre amp di depan. yg concern kenapa kok gain kiri sama kanan beda dikit, apa krn pakai r AB (allan bradley) yg mmang sejak beli sudah diingatkan tokonya lari-2x, yang stabil riken tapi mahal dan bentuk besar. susah ngatur di pcb.

yg lebih concern, dengan r5 yg aslinya 22k saya buat 33k krn cuma ini yg ada tip carbon, apakah bisa mendegradsi performance pre amp, krn arus di Ie Q1 kan kecil banget. aslinya aja 22k dah kecil, biasanya R emitor kan cuma kisaran 1k, tergantung supply yang penting kejar arus.

ada ide kasih ccs, tapi kalau begitu, sudah bukan cfb lagi sistem feedbacknya, berubah jadi voltage feedback.

terus maksude mosfet piye? saya coba naikkan trafo ke 24 v ct, bass lebih mantap tapi hs lebih panas. padahal dah besar (kalau blazer atau mosfet bgr aja bisa utk 6 atau 8, cuma saya kasih 2). sudah diberi fan juga.

tipe mosfet apa yg paling optimal, apa sesuai skema irfp 350, apa model legend quasar irfp 240, apa cress, k1058. spek datasheet justru menang k3911.

Quote :

terus maksude mosfet piye? saya coba naikkan trafo ke 24 v ct, bass lebih mantap tapi hs lebih panas. padahal dah besar (kalau blazer atau mosfet bgr aja bisa utk 6 atau 8, cuma saya kasih 2). sudah diberi fan juga.

class A ya gitu deh butuh heatsink besar, jangan disamakan dengan class AB.
suply naik , daya out juga naik, klu panas ya jelas bertambah.

Kenapa gain kanan dan kiri berbeda saya kurang paham.
mungkin, karena ini current feedback, hFE Q1 kiri dan kanan berbeda, RC di Q1 juga punya sedikit pengaruh.
karena saya ga pakai pre DoZ, ga ada masukan dari saya.
kayaknya mas kirim email aja ke Rod Elliott atau bikin thread/posting di forumnya esp, di sana banyak yang jago produk-produk esp, dan pasti ada yang sudah bikin pre DoZ.
Masalah 2SK3911 jarang dipakai sudah jelas dari datasheetnya, bukan spek-nya yang tinggi, tapi kestabilannya yang ga bagus, pada temperatur /arus / tegangan yang tinggi. jadi intinya kurang awet dipakai dibanding FET yang laìn.

sue wrote:

Kenapa gain kanan dan kiri berbeda saya kurang paham.
mungkin, karena ini current feedback, hFE Q1 kiri dan kanan berbeda, RC di Q1 juga punya sedikit pengaruh.
karena saya ga pakai pre DoZ, ga ada masukan dari saya.
kayaknya mas kirim email aja ke Rod Elliott atau bikin thread/posting di forumnya esp, di sana banyak yang jago produk-produk esp, dan pasti ada yang sudah bikin pre DoZ.
Masalah 2SK3911 jarang dipakai sudah jelas dari datasheetnya, bukan spek-nya yang tinggi, tapi kestabilannya yang ga bagus, pada temperatur /arus / tegangan yang tinggi. jadi intinya kurang awet dipakai dibanding FET yang laìn.

Thanks. soal Q1 sangat mungkin, soalnya saat rakit channel satunya, amunisi Q1 dah bolak-2x jebol, pertama gara-2x kebalik EBC-CBE, kedua, pas voltage saya naikkan, akhirnya beli lagi di toko lain tapoi diukur hfenya emang beda. Asumsi saya, bukannya gain semata-2x dari rasio R feedback?

Sekarang voltage dinaikkan lagi tapi di Pre sudah saya beri zener 12 volt x 2 + R 1k, jadi aman. Cuma kenapa tegangan terukur cuma 24.5 V ya di tap 24 AC? Sptnya drop banyak, tapi bass lebih enak.

Utk mosfet, berarti apa rekomendasi utk audio, apa ke K1058 aja (tapi mesti kaki disesuaikan, ini GSD bukan GDS)? Sayang spek rendah, cuma 100W, ketahanan suhu juga rendah kalau saya lihat di datasheet. Dia menang input capacitance kecil banget.

ngikutin dulu...

saya pernah simulasi ampli class-A kecil buat headphone, mirip begitu pakai 1 tr di depan.
saya utak-atik sana-sini, sedikit dirubah pengaruhnya besar, termasuk nilai RC Q1, dirubah juga ternyata voltage gain ikut berubah.
Kalau TR dah ada yang jebol apa ga sebaiknya semua TR juga ikut diganti?
btw, kalau ga salah, jika Emiter terbalik dengan Colector, ga merusak, cuma gainnya lebih rendah.

24.5V maksudnya dimananya?

emang pakai Iq berapa Ampere?

di output psu terukur 24.5 volt, padahal tap di trafo 24v. harusnya kan 1.4x24.

kalau begitu mau coba ganti dulu q1 nya, bagusnya pakai apa ya, soalnya bc559 low noise tapi volt kecil. kalo ganti fet bisa langsung gak.

tr jebol bukan cuma kebalik bc, tapi juga volt kebesaran/break down.

PSU drop untuk preamp saja atau dah termasuk followernya? kalau dah termasuk power follower itu wajar.
dikali 1,4142 (akar 2) itu kalau ga ada beban ataupun bebannya ringan, kalau class-A ya gitu.

EBC >< CBE cuma E dan C yang tertukar.

kalau cuma pakai +/-20V (40V), BC549/59 masih mampu, perhatikan bahwa normalnya di tiap Q (pada pre DoZ) hanya menerima +20V atau -20V atau setengah dari 40V.

mas ervin pakai Iq berapa amper untuk followernya?

saya pakai iq sekitar 1 amper saja, pakai 2.2 ohm, tapi v sudah dinaikkan ke 24v di trafo, atau sekitar 33.5 kondisi open.pengukuran termasuk powernya. pakai 10A oki/sankyu.

V DoZ emang aslinya 20v*2, tapi sudah saya beri zener 11.2 volt krn biar aman. tanpa zener ini kalau dipasang di 24 q2 langsung tewas kepanasan. mungkin krn 33.5>30. makanya saya modif pakai bc141.

baru aja ukur-2x tahanan. ternyata r kanan beda ama kiri, terutama r mahal karbon allen bradley yg saya posisikan sbg r feedback (2 buah) dan stopper. r feedback kanan > kiri, sementara pembaginya kanan < kiri. apalagi stopper kanan < kiri, jelas suara kanan > kiri. apa mesti r feedback diseri vr ya, karakter ab ilang gak?

soalnya sengaja pakai ab buat kejar karakter warm. pasang di sinyal ama feedback. enak sih, cuma krn toleransi besar ya begini, padahal lumayan mahal (lebih mahal dari takman). kalau 1% kan cuma metal, dan metal suaranya bakal kering, gak seenak pakai karbon yang suaranya seperti radio jadul/tabung.

1A kalau RL 8Ω cuma 8watt dong?
saya ga tau bagaimana AB itu, tp kalau ingin karakter yang sama ya jangan diseri dengan VR, tapi dengan AB juga, kurangnya berapa kalau kurang 2Ω ya diseri dengan AB 2Ω / 2Ω2.
BC550/60 masih low noise high gain 60V.

boleh tahu cara hitungnya 1A dapat 8watt 8ohm? setahu saya kan watt lebih banyak ditentukan oleh V, sementara i itu sebagai pembatas bisa sampai berapa ohm.

sumsi vcc +/- 20v , rms = 20*0.7 = 14 volt pp. berarti kan kalau r 8 ohm,bisa dapat 14*14/8 = 24.5 watt? saya bingung perann nilai I di sini di mana formulanya.

kalau pakai formul v * i, dapatnya 14 * 1 = 14 watt, tapi gak ada peranan impendansi spaker di sana. jadi formul yng bener gimana?

saya cenderung akan menikkn supply saja daripada menikkn arus, soalnya kalau arus naik kan power gak akan nambah kalau voltage swing sudah tercapai, kecuali kalau kebutuhn arusnya kurang dengan r tertentu.

menaikkan voltage di final berarti hrus menaikkan voltage swing di pre-amp nya juga betul gak? soalny finalnya kan gain = 1 atau bahkan 0.9.

thanks,

Ervin L

daya P
P = I^2 * R
jadi walaupun tegangan tinggi dan R rendah tapi tanpa arus yang memadai maka daya yang di tentukan tidak akan tercapai.
Class-A biasanya pakai Iq 110% atau lebih dari peak current.
Jadi untuk Vs +/-24V @ 8Ω
Iq = ((24V - Vds) / RL) * 110%
Iq = 2.75A

oiya, soal menaikkan tegangan di final, tidak harus menaikkan gain di preamp, sinyal inputnya aja naikkan. menaikkan gain sama saja mengurangi bandwidth dan meningkatkan noise. kalau mau meningkatkan gain di preamp ikuti saran yang empunya desain aja.
gain di follower
= Yfs / (Yfs + (1/RL))

Yfs itu apa ya?

Maksud saya bukan menaikkan gain pre amp, tapi menaikkan tegangan pre amp.
Apa mungkin kalau sinyal input besar, tapi tegangan di pre ampnya kecil (atau malah lebih kecil dari v in, misal kasus pre amp tabung), apa bisa mendrive dengan baik power follower?

Dari formula, berarti V besar bagus utk speaker R besar, I besar utk speaker R kecil.
Hitungan tergantung target speaker yang dipakai berapa Ohm. Jadi gak flexible ya, kalau PoA biasa kan Po watt tergantung impendasi speaker saja, makin kecil makin besar power, tapi class A justru terbalik.

Kesimpulan, sepertinya berat untuk menaikkan V utk kejar power, krn kelihatannya tidak akan berguna utk speaker normal 8 atau 4 ohm (V besar menuntut R besar). Kalau R tetap kecil, berarti kalau V naik, Iq harus semakin besar, dampaknya disipasi jauh semakin besar dan kayaknya gak mungkin lagi dengan Tr dan Mosfet yang ada + HS nya.

Thanks,

Ervin L