AMPLi TASARIM PROSEDÜRLERİ (Basic)

@serkan_48 ve çoğu ilgililer için hazırlamış olduğum bu konu, basitçe iyi kalite amplifikatör tasarımlarının teknik açıklamalarını anlatmaktadır.
Ampli tasarım prosedürlerini Serkan için ararken kazara kendi mesajlarıma da rastlamış, ve böylece kendimi yine bir yerlere dalmış buldum.
Öncelikle belirtmem gerekirse benim anlattıklarımın (veya anlatamadıklarım) şu linkte oldukça iyi anlatılmıştır.
https://www.circuitbasics.com/design-hi-fi-audio-amplifier-lm3886/
Ampli tasarım prosedürleri çoğunluk amatörlerce anlaşılmayan bir deyimdir. Bu prosedürlerde amplinin frekans tepkisi, gürültü faktörü, distorsiyon ve hatta kullanılması gereken elemanları açıklar.

Ben mümkün mertebe açıklamaya çalışsam da anlayamayan bazı kişilerle çok muhattap olmak zorunda kalmıştım.

Hatta bu arkadaş 25V luk BP kondasatörü görüp dekuplaj kondansatörü sanmış, kendi kendisine (ve bana) nooluyoruz yahu gibi tepki bile vermiştir
Hatta Taydın bey'in forumunda LM3886 için en azından 200-250W trafo kullanılması gerektiğini söylediğimde tartışma farklı bir hal almış ve benim forumdan ayrılmama sebep olmuştu. Ancak yeni bir tartışma olmaması için bu mevzuya fazlaca girmeyi uygun bulmuyorum. Ancak yukardaki link detaylıca okunursa trafo için 222VA kullanılması gerektiğini, bulunması mümkün olmadığı için 250VA trafo kullanılması tavsiye edildiğini de göreceksiniz.
Linkteki ürünün bazı malzemelerine bakacak olursak, oldukça pahalı olan 2 adet kondansatör görmekteyiz. Devrenin bu şekilde tasarlanması bu denli pahalı kondansatör kullanımını gerektirmiş olsa da, esasen linkteki ürün tek başına değil bir ÖN-AMPLİ (pre amp) ile kullanılmak zorundadır. Bu pre amplinin çıkış empedansının da mümkün mertebe düşük olması tasarım gereğidir.
İşte power op-amp sınıfındaki modern güç entegrelerini doğrudan kullanarak iyi bir ampli yapabilmek sanıldığı kadar kolay değildir.
Serkan'ın daha iyi ses alabilirmiyim diye muhtelif entegreler arayışında olması bu sebeple çok mantıklı değildir. Esasen tek mantık ideal bir entegreyi belirleyip doğru bir tasarımla belli standartlar ve belli karakteristikler elde edebilmektir.
İşte bu olaya TASARIM PROSEDÜRLERİ denilmektedir.
Tasarım prosedürlerinde bizleri yormayacak bir kaç küçük değişiklik ve birkaç kaliteli malzeme kullanımı ile günümüzde de hala STK türü entegreler güncelliğini korumaktadır.
ÖRNEK PROSEDÜR:
Modern power op-amplarda kazanç faktörü genellikle düşük tutulmaktadır. Örneğin bir LM3886 için kazanç yaklaşık Vg=13 civarı verilmektedir. (yaklaşık 21db) Bu esasen avantaj olup, ürünün GPBW değerini olumlu etkilemektedir. Ancak bu kazanç yeterli olmazsa bir LM3886 dan alınabilecek performans da düşecektir. Hem frekans bölgesi hem de gürültü unsuru kazanç faktörüne bağlıdır.
Halbuki bir STK 465 fabrikasyon olarak 40db (Gv =100) olarak tasarlanmış olup, günümüzde bu kadar kazanca ihtiyaç olmadığı için kazancımızı 30db veya biraz daha aşağılara çekebilmekteyiz.
Bu modifiye bizlere haricen gürültü unsurunda olsun frekans karakteristiğinde olsun hatta distorsiyon olayında bile artı avantaj sağlayacaktır.
Tasarım prosedürleri kişisel olarak neleri etkiler.
Bir STK465 i orijinal olarak bulabilirsek ve takribi 25$ ücretle temin edebilirsek bizlere bir avantajdır. (diğer STK465 ler 5-15$ civarıdır) Kullanılacak diğer elemanlar için belki 10-20$ daha gerekebilecektir.
Ama bir LM3886 yı orijinal olarak temin etmeye çalışırsak en uygun fiyatın 15$ seviyelerinde olduğunu görebiliriz. 2 Adedi ise 30$ olacaktır. Diğer elemanları saymıyorum.
Üstelik LM3886 için kullanılması gereken ön devreler normal bir çıkış katına göre daha pahalı olacaktır.
Yine de belirtmem gerekirse...
Bir ampli için harcanan bütçe belli sınırlar dahilinde artırılabiliyorsa ve limit belirlenebiliyorsa, herhangi bir entegre ile iyi kalite ampli yapabilmek mümkündür. Bu cihetle bir kıyaslama yaparsak, @sasen1 in yapmış olduğu LM1875 li tasarım bir örnektir. Bu tasarım için takribi maliyet günümüz için kabaca 500$ civarı dersek, üst seviyeye geçiş için LM3886 kullanacak olursak maliyetin bir anda 3-4 katı veya daha fazla arttığını hesap edebiliriz.
Tabii ki hevesin limiti yoktur, ben masraflara hazırım LM3886 ile üst sınıf ampli yapmak istiyorum da denilebilir. Tasarım prosedürlerini yerine getirebildiği sürece hiç kimse böyle bir projeye karşı çıkmaz.
Ancak bir LM3886 yı alıp ta fabrikasyon devreyi kurarak sadece çıkış katı ile üst sınıfta bir ampli yapmak olası değildir.

Konumuz içerisinde tasarım ile ilgili olarak her kişiye her türlü sorularınıza yanıt verilecektir. Ancak soruların mantıklı ve bilimsel olması da gerekmektedir.

Bu noktada benim en büyük sorum STK ların orjinal olmaması endişemdir. Sende bahsetmiştin orjinal olmaması nedeni ile elinde arızalanan STK lardan bahsetmiştin.

Bu noktada bir soru sorayım. Bir power amplifikatör devresi elimizde olsun. Ön devreler hariç bu çıkış güç katını test etmek için nelere ihtiyacımız var?

Bir sinyal jeneratörü ve bir osiloskop ile düşük frekans yüksek frekans bandda yani mesela biz ne istiyoruz 20 hz ile 20 khz arasında belli frekansları sinyal verip çıkışı ölçerek karakterini test edebilir miyiz?

Bizim istediğimiz hem düşük frekansta hemde yüksek frekansta eşit yükseltme midir? Yani bir amplinin 50hz de de 1 khz 10 khz 20 khz gibi duyulabilir bandda yükseltme oranı eşit mi olmalıdır?

Çok güzel ve de faydalı bir konu olmuş. Ellerinize sağlık.

STK çıkış modülleri projenin en ulaşılamaz parçaları haline geldi. Stk ya denk kalitede entegre (çip) çıkış katları olarak uygun gördüğünüz bir LM 1875 vardı. Sanırım LM 3886 denemeniz de bant genişliği yüzünden bekleneni vermemişti(öyle hatırlıyorum).

Transistörlü çıkış katlarıyla bir deneme yaptınız mı? PROJECT 03A nasıldır mesela? STK 465 in kalitesiye eşleşebilir mi? Gayet ayrıntılı makalesi linkte bulunuyor. Belki bir güz atarsınız.

serkan_48' Alıntı:

Bu noktada benim en büyük sorum STK ların orjinal olmaması endişemdir. Sende bahsetmiştin orjinal olmaması nedeni ile elinde arızalanan STK lardan bahsetmiştin.

Bu noktada bir soru sorayım. Bir power amplifikatör devresi elimizde olsun. Ön devreler hariç bu çıkış güç katını test etmek için nelere ihtiyacımız var?

Bir sinyal jeneratörü ve bir osiloskop ile düşük frekans yüksek frekans bandda yani mesela biz ne istiyoruz 20 hz ile 20 khz arasında belli frekansları sinyal verip çıkışı ölçerek karakterini test edebilir miyiz?

Bizim istediğimiz hem düşük frekansta hemde yüksek frekansta eşit yükseltme midir? Yani bir amplinin 50hz de de 1 khz 10 khz 20 khz gibi duyulabilir bandda yükseltme oranı eşit mi olmalıdır?

Genişletmek için tıkla ...

Önce KÖTEK
Orijinal olmayan STK lar BOOST testinden geçemiyor. Yani yüklenme testinde başarısız. @ozgurece-TA3HGU e yaptığım ampli boost testinde tabiri caizse köpek gibi çalışıyor.
Boost testi ne demektir.?
30W lık bir amplinin peak gücü hemen hemen 2 katı demektir. (Damping factör hariç)
Orijinal STK465 ile 60W peak gücü rahatlıkla elde edilebiliyordu. Ampli bu arada 4 ohm ve 40W güçte çalışırken.
Sahte STK larda ise 30-40W gücü zorlarsan bir süre sonra cortlluyordu.
Benim yaktığım STK lardan sadece 2 tanesi kendi kendine yanmıştır. Diğerlerini BOOST testinde kendim kavurdum. NEDEN? Yüklendikçe yüklendim.
Ama ET'li @Yunusgr sahte de olsa aldığı entegreler ile hardıl hurdul müziğini dinliyor. Belki zaman zaman çok açıyor olabilir ama benim gibi de köklemiyordur
Yani sahte STK lar ile 30-40W gibi güçlerde (yüklenme olmadan) anlık peak çıkışlarda sorunsuzca kullanabilirsin.
Zaten bir apartmanda bu kadar açabileceğini sanmıyorum.
Üstelik devreye eklemiş olduğum ilave güç devresi ac buçuk limiter görevi yaptığı için ön devreleri kurumaktadır. Dolayısı ile o devre ile stk'lar sağlıklı çalışmaktadır.
Bir audio devresinin (ampli gibi) testi için şu aygıtlar gereklidir.
1 Sinyal jeneratörü.
2 Desibel metre. 100kHz e kadar doğru ölçüm yapabilen TRUE RMS VOLTMETER.
3 Osilaskop.
4 Mümkün ise distorsiyon metre. Mümkün değilse osilaskop ile tahmini ölçüm yapılabilir.
Ölçüm tekniği.
Ampli boşta iken çıkıştaki gürültü seviyesi. Desibelmetre ile ölçülür. Bakınız @sasen1 in LM1875 ampli ölçümleri.
Girişten optimal sinyal verilerek çıkış 1W gibi elde edilir ve 20Hz ten 20 kHze kadar muhtelif frekanslarda ampli çıkış seviyesi ölçülür.
PROSEDÜR:
Önce 1kHz verilir ve çıkışta 3V (10db) ölçüm alınır.
Sonra sırası ile 20Hz 200Hz 400Hz 2kHz 4kHz 8kHz 16kHz ve 20kHz ölçümleri yapılır. Her frekanstaki ölçümler voltaj olarak 1kHz teki voltaja (3V) eşit olmalıdır.Düşük veya fazla çıkan voltaj farkları db olarak listelenir.
Bu da genel karakteristik olarak karşımıza çıkar. NEDİR?
F-R=20Hz to 20kHz +/-3db mesela öneğin for example
Buraya kadar gürültü ölçümü ve frekans karakteristiği ölçümleri gösterilmiştir.

olc technics' Alıntı:

Transistörlü çıkış katlarıyla bir deneme yaptınız mı? PROJECT 03A nasıldır mesela? STK 465 in kalitesiye eşleşebilir mi? Gayet ayrıntılı makalesi linkte bulunuyor. Belki bir güz atarsınız.

Genişletmek için tıkla ...

Transistörlü bir ampli de transistörlüdür entegreli olanlar da transistörlüdür.
Yani yarı iletkenli. Dolayısı ile hepsi de aynıdır.
Esasen transistörlü tekil elemanlarla yapılmış bir ampli iyi hesaplanır da tasarım prosedürleri ilmine göre yapılırsa oldukça geniş band yükselteçler yapılabilir.
Ben 1989 yılında böyle bir devre yapmıştım.
BD317-BD318 transistörlerle 80W RMS gibi bir çıkış gücü elde edilebiliyor ve 50 kHz e kadar sadece 1db lik frekans seviye farkı vardı.
O yıllarda en büyük sorun bu ampli için DUMMY LOAD temininin zorluğu idi.
Çünkü 100W ocak rezistanslarından bir iki kat parelel kullanmak zorunda idim. Buna rağmen rezistansların üzerinde çay demlenebilecek derece ısınma mevcut idi.

Mr_YAMYAM' Alıntı:

Önce KÖTEK
Orijinal olmayan STK lar BOOST testinden geçemiyor. Yani yüklenme testinde başarısız. @ozgurece-TA3HGU e yaptığım ampli boost testinde tabiri caizse köpek gibi çalışıyor.
Boost testi ne demektir.?
30W lık bir amplinin peak gücü hemen hemen 2 katı demektir. (Damping factör hariç)
Orijinal STK465 ile 60W peak gücü rahatlıkla elde edilebiliyordu. Ampli bu arada 4 ohm ve 40W güçte çalışırken.
Sahte STK larda ise 30-40W gücü zorlarsan bir süre sonra cortlluyordu.
Benim yaktığım STK lardan sadece 2 tanesi kendi kendine yanmıştır. Diğerlerini BOOST testinde kendim kavurdum. NEDEN? Yüklendikçe yüklendim.
Ama ET'li @Yunusgr sahte de olsa aldığı entegreler ile hardıl hurdul müziğini dinliyor. Belki zaman zaman çok açıyor olabilir ama benim gibi de köklemiyordur
Yani sahte STK lar ile 30-40W gibi güçlerde (yüklenme olmadan) anlık peak çıkışlarda sorunsuzca kullanabilirsin.
Zaten bir apartmanda bu kadar açabileceğini sanmıyorum.
Üstelik devreye eklemiş olduğum ilave güç devresi ac buçuk limiter görevi yaptığı için ön devreleri kurumaktadır. Dolayısı ile o devre ile stk'lar sağlıklı çalışmaktadır.
Bir audio devresinin (ampli gibi) testi için şu aygıtlar gereklidir.
1 Sinyal jeneratörü.
2 Desibel metre. 100kHz e kadar doğru ölçüm yapabilen TRUE RMS VOLTMETER.
3 Osilaskop.
4 Mümkün ise distorsiyon metre. Mümkün değilse osilaskop ile tahmini ölçüm yapılabilir.
Ölçüm tekniği.
Ampli boşta iken çıkıştaki gürültü seviyesi. Desibelmetre ile ölçülür. Bakınız @sasen1 in LM1875 ampli ölçümleri.
Girişten optimal sinyal verilerek çıkış 1W gibi elde edilir ve 20Hz ten 20 kHze kadar muhtelif frekanslarda ampli çıkış seviyesi ölçülür.
PROSEDÜR:
Önce 1kHz verilir ve çıkışta 3V (10db) ölçüm alınır.
Sonra sırası ile 20Hz 200Hz 400Hz 2kHz 4kHz 8kHz 16kHz ve 20kHz ölçümleri yapılır. Her frekanstaki ölçümler voltaj olarak 1kHz teki voltaja (3V) eşit olmalıdır.Düşük veya fazla çıkan voltaj farkları db olarak listelenir.
Bu da genel karakteristik olarak karşımıza çıkar. NEDİR?
F-R=20Hz to 20kHz +/-3db mesela öneğin for example
Buraya kadar gürültü ölçümü ve frekans karakteristiği ölçümleri gösterilmiştir.

Transistörlü bir ampli de transistörlüdür entegreli olanlar da transistörlüdür.
Yani yarı iletkenli. Dolayısı ile hepsi de aynıdır.
Esasen transistörlü tekil elemanlarla yapılmış bir ampli iyi hesaplanır da tasarım prosedürleri ilmine göre yapılırsa oldukça geniş band yükselteçler yapılabilir.
Ben 1989 yılında böyle bir devre yapmıştım.
BD317-BD318 transistörlerle 80W RMS gibi bir çıkış gücü elde edilebiliyor ve 50 kHz e kadar sadece 1db lik frekans seviye farkı vardı.
O yıllarda en büyük sorun bu ampli için DUMMY LOAD temininin zorluğu idi.
Çünkü 100W ocak rezistanslarından bir iki kat parelel kullanmak zorunda idim. Buna rağmen rezistansların üzerinde çay demlenebilecek derece ısınma mevcut idi.

Genişletmek için tıkla ...

Selamlar
Çipin içinde de transistör var elbet. Bunu biliyorum. Amacım, STK 465 e denk olabilecek kalitede bir çıkış katı önermekti. Linkini verdiğim sitenin sahibi Rod Elliott adında bir yamyamdır. Bu siteyi biraz açıp bakarsanız boş yere yamyam demediğimi anlarsınız. ESP 03A sayfasına bakıp inceleme şansınız oldu mu? Görüşleriniz nelerdir?

Ben hala sizin LM 3886 denemenizi merak ediyorum. Nasıl bir olumsuz sonuçla karşılaştınız da, o kadar emek ve para harcadığınız çalışmayı rafa kaldırdınız?

olc technics' Alıntı:

Selamlar
Çipin içinde de transistör var elbet. Bunu biliyorum. Amacım, STK 465 e denk olabilecek kalitede bir çıkış katı önermekti. Linkini verdiğim sitenin sahibi Rod Elliott adında bir yamyamdır. Bu siteyi biraz açıp bakarsanız boş yere yamyam demediğimi anlarsınız. ESP 03A sayfasına bakıp inceleme şansınız oldu mu? Görüşleriniz nelerdir?

Ben hala sizin LM 3886 denemenizi merak ediyorum. Nasıl bir olumsuz sonuçla karşılaştınız da, o kadar emek ve para harcadığınız çalışmayı rafa kaldırdınız?

Genişletmek için tıkla ...

ROT'u bilirim. İyi yamyamdır.

STK nın karakteristiği ile bu amplinin karakteristiğini kıyaslarsak hemen hemen aynı gibi. (Çıkış gücü haricinde)
Bu videodaki ampliyi ET'li @serkan_48 bizzat dinlemiş ve gudurmuştur

LM3886 yı beğenmememdeki sebep giriş empedansındaki sorunlar.
İnsanlar bunu bilmedikleri için farklı farklı yorum yapıyorlar.
Bu youmlardan ilginç bir tanesi yukardaki resimlerde bulunuyor.
Bass ağırlıklı eserler dinleyeceksen şu ampli falan gibi
Üle her müzik türü için ayrı ampli mi alacaaz

Ton kontrol devreleri konusunda bu kadar kasmayıp lm 1035, 1036 falan kullansak? Bu tip entegreler Hifi için çok mu kötü olur? Sinyal/gürültü faktörü açısından veya daha başka açılardan. Lm 1035,1036 derken benzerlerini de kastediyorum tda1524, 1526, 4292, ta7630p vb.

Abi şu true rms voltmetre de aklım takıldı. Ölçüm yapabilmem için elimde tru rms voltmetre var ancak frekans işin içine girince nasıl ölçer emin değilim. Yani elimdeki ölçü aleti acaba tru rms özelliği kaç:hz e kadardır?

Bu genlik ölçümünü osiloskopla ilgili frekansta yapamaz mıyız? Sanki yaparız gibi geliyor bana. Osiloskopta nihayetinde o frekanstaki voltajı ve genliği bize söylüyor doğru değil mi?

olc technics' Alıntı:

Ton kontrol devreleri konusunda bu kadar kasmayıp lm 1035, 1036 falan kullansak? Bu tip entegreler Hifi için çok mu kötü olur? Sinyal/gürültü faktörü açısından veya daha başka açılardan. Lm 1035,1036 derken benzerlerini de kastediyorum tda1524, 1526, 4292, ta7630p vb.

Genişletmek için tıkla ...

Aynı mevzuyu @sasen1 10 yıl kadar önce DIYAUDIO tr de bana sormuştu.
O yıllarda pek köteklemesem de en azından bazı tekniklere değinmiş, en azından o devreyi sağlıklı çalıştırabilmesi için Sasen'in kulağını kuyruğunu çekmiştim. Kendisi gelirse daha detaylı bilgi verecektir.
O tür entegrelerin (VCA kontrollü) en babası TCA 730 TCA 740 entegreleridir ki ilk uygulamam 1988 yıllarında idi.
@olc technics Al bak da GUDUR emi
https://usermanual.wiki/Document/DCControlledPreAmp.1716490748.pdf

Alttaki resimde TCA serisi ile benim ton kontrolün kıyaslaması yapılmıştır.

serkan_48' Alıntı:

Abi şu true rms voltmetre de aklım takıldı. Ölçüm yapabilmem için elimde tru rms voltmetre var ancak frekans işin içine girince nasıl ölçer emin değilim. Yani elimdeki ölçü aleti acaba tru rms özelliği kaç:hz e kadardır?

Bu genlik ölçümünü osiloskopla ilgili frekansta yapamaz mıyız? Sanki yaparız gibi geliyor bana. Osiloskopta nihayetinde o frekanstaki voltajı ve genliği bize söylüyor doğru değil mi?

Genişletmek için tıkla ...

Elindeki true RMS aletin muhtemelen 8kHz e kadar ölçebiliyordur. Ayrıca db skalalı olması da gereklidir. Bu sebepten o alet ile ancak RELATİF ölçüm alabilirsin.
Osilaskop ile doğru ölçüm yapabilirsin. Ancak okuma hata payın yüksek olacaktır. (0.1-0.2db gibi ara ölçümleri yapamazsın)
Ama kullanırken frekansları sırayla girdiğinde genlik farklarını rahatlıkla görebilirsin. Sadece oranlamayı hesaplaman gerekecektir.
Benim videodaki TRUE RMS ölçü aleti HP marka olup, 300kHz band genişliği vardır. Üst ölçüm bölgelerinde neredeyse 0.1db gibi hassasiyeti de var.

NOT:
LM3886 ya karşı gibi olsam da şu devre ile üst seviye performans alabilirsiniz. Hatta devreyi hakkı ile yapabilirseniz çoğu STK lardan da güzel olacağını söyleyebilirim.

Yamyam hocam evde kendi halimde orta düzey müzik dinleyen birisiyim, vhm-314 bluetooth adaptörü ile oto amfisine ses vererek kullanım sağlıyorum, sorunum şu, amfiye sinyali orta üst düzey oto teybi ile girmek istiyorum lakin teypte sesi açtıkça dip ses artıyor, 3-4 farklı teyple denedim fayda etmedi.

Vhm-314 direkt teybe bağlı iken hiçbir dip ses gelmiyor çok keyifle dinliyorum, lakin sadece bu modülde dip ses gelmemesi çok ilginç, android multimedyalara gözüm kayıyor ama onlarda bu sorun olacağı aşikar, giriş kısmında ne tür bir çözüm önerirsiniz