Re : [Terminé] Amplificateurs en classe B: et maintenant, la version Tropicalisée!
Deuxième challenge : ne peut-on dire que Visch, en 1975, avait suivi la même démarche, en l'étendant à un compound en sortie (sorte de Darlington), avec en plus une tentative d'instaurer un courant de repos ? Si dans le Visch, on déboulonne le condensateur de mémorisation (250 microfarad), est-ce que le circuit ne commencerait pas à commuter très rapidement et très proprement comme dans votre approche ? Noter que certaines simulations indiquent que le Vish conforme au schéma de 1975, a un comportement "intéressant" (c-à-d catastrophique) avec une inductance de 1mH en série avec la charge de 4 ohm.
Dans http://www.diyaudio.com/forums/solid...itching-2.html la question y semble résolue le 20 avril 2010 au post #15 via schematic #3 dans la pièce attachée du post.
Il s'agit d'un amplificateur issu du Kuroda 1982, que je tiens pour l'archétype des amplis de puissance analogiques du 21ème siècle, qui ici mesure le courant de repos via deux Schottky conformément à ce que kenpeter préconise, et qui dans ce cadre particulier, illustre trois modules de gestion du courant de repos. Le numéro #3 combine simplicité et efficacité.
J'appelle cet ampli le Kuroda-kenpeter-cnockaert.
Reste à tester sur des charges complexes, pour ne pas aller au-devant de la même désillusion que le Visch.
Ce steph_tsf, là-bas et ici, c'est bien évidemment le même, votre serviteur, Stéphane Cnockaert (Bruxelles 1000).
Le Kuroda 1982 précède de près de 8 ans le "Mark Alexander Current Feedback Amplifier" présenté en 1990, dont on se demande comment ce dernier a finalement pu obtenir un brevet US en 1992. Certains prétendront que le Kuroda 1982 n'est pas un vrai ampli "current feedback". Cela arrange tout le monde dans le cadre du lancement d'une production en série d'amplis dérivés du Kuroda 1982. Personnellement, je pense que le Kuroda 1982 est un ampli "current feedback" puisque l'étage de gain en tension (VAS) peut délivrer un courant instantané de 20mA, et plus encore si on diminue la résistance de 100 ohm sur l'émetteur du transistor régulateur 15V, ce qui est nettement plus que le double du courant de repos de cet étage.
J'aimerais bien rentrer en contact avec M. Kuroda, lui montrer tous les espoirs que sa réalisation de 1982 permet aujourd'hui, en 2010. Pouvez-vous m'aider en cela ?
Dans la première ligne je parle de challenge. Parce que si la solution Kuroda-kepeter-cnockaert réagit bien sur des charges complexes, compte tenu de sa simplicité, plus aucun designer ne prendra le risque de mettre le pied dans la classe AB native, où l'on prend le risque d'avoir un des deux transistors qui passe en mode déconnecté.
Tous les designers, même les plus conservateurs, aimeront l'idée qui consiste à diminuer la dissipation (à-partir de 1 ampère, une Schottky dissipe moins qu'une résistance de 0.47 ohm), et aimeront l'idée de tester différents contrôleurs de bias dans des amplis conventionnels dotés d'un Darlington ou d'un MOS vertical en sortie.
Je parle d'ampli conventionnel, mais vous l'aurez compris, le Kuroda 1982 a ma préférence car c'est le seul qui permette d'introduire les bienfaits d'un ampli op audio en entrée, utilisé dans sa plage nominale (gain en tension de 5 environ) pour que son condensateur de compensation interne travaille dans un contexte normal, et donc, pour que la signature acoustique de l'ampli op audio, une fois utilisé à cette sauce, reste celle qu'il a dans les applications de préamplis. C'est là qu'on réalise le pourquoi et le comment de la rétroaction locale, vers la sortie de l'ampli (390 ohm vers les 150 ohm de charge). Subtil mais fondamental ! C'est là qu'on réalise que Kuroda, au-delà de la stérile théologie voltage-feedback vs current-feedback, prend le bon train, celui qui mène tout droit au 21ème siècle.
Bref, tout cela pour dire que dans le schéma que vous proposez, c'est un peu le contraire : on ne perçoit pas nettement et immédiatement comment on peut implanter le nouvel étage de sortie dans une structure classique comportant le différentiel en entrée, étage de gain en tension, étage de sortie. Et il y a ce souci : comment préserver les avantages de ce mode de fonctionnement avec un Darlington en sortie ?
Pour les derniers potins au sujet des étages de sortie Soft Non-Switching, voyez le thread où je suis tombé sur une usine à gaz combiné à un casse-tête : latchup au démarrage à cause d'une alimentation bootstrappée. http://www.diyaudio.com/forums/solid...itching-2.html - post #19 du 23 avril 2010. Tout est parti d'une suggestion de Paul Kemble, une suggestion très intéressante que je vous laisse découvrir, prometteuse. Il s'agit du circuit Renardson paru dans Electronics World en 1998. http://www.angelfire.com/ab3/mjramp/pagefour.html On établit séparément pour chaque moitié de l'étage de sortie (positif - négatif) une rétroaction locale, bien plus intelligente que le classique CFP (autrement appelé Darlington compound en français), car ici, en mimant Hawksford, on pourra arriver à démontrer que cela n'est pas de la rétroaction, mais du feedforward. Du feedforward double, puisqu'il y en a un par polarité, et de façon croisée de surcroit.
Assez sexy comme vous dites, de quoi donner des sensations à l'audiophile le plus blasé. D'où mon idée de baptiser cela "Ultralinear Soft Non-Switching". L'ampli devient alors un Kuroda-kenpeter-cnockaert-renardson.
Ce qui est encourageant là-dedans, c'est que effectivement, LTspiceIV donne une THD en diminution, avec ce feedback (ou feedforward) local à la Renardson.
Si cela tient la route, nous tenons là l'ampli analogique du 21è siècle. Il ne resterait qu'à passer une couche de Sidol en introduisant votre concept PPM, que j'apprécie beaucoup. Un très joli coup dans la fourmilière, de quoi tenir en respect les amplis en classe D.
Bienvenue au Club !
Steph
Dernière modification par steph_tsf ; 27/04/2010 à 08h42.
27/04/2010 - 09h33
Tropique
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Re : [Terminé] Amplificateurs en classe B: et maintenant, la version Tropicalisée!
Il serait intéressant de comparer les résultats de votre approche, et les résultats de Burr-Brown à-travers leur brevet US 5,019,789. L'approche est différente, mais mérite la comparaison il me semble.
L'approche me semble vraiment très différente, mais pourquoi pas.
Il y a quelque temps j'avais fait un état des lieux en ce qui concerne les étages de sortie. Pour compléter cet état des lieux, que proposeriez-vous comme nom pour votre solution, quelle date, quel auteur, et quelle réalisation pratique ?
J'ai utilisé deux dénominations dans cet article, B-Pure, et B-S(witching), qui font référence au fait que l'étage fonctionne exclusivement en classe B "dure", par opposition aux schémas plus classiques, basés sur une forme de classe AB.
B-Pure semble assez descriptif et a l'avantage de fonctionner aussi bien en français qu'en anglais.
La première date de publication est celle de ce fil, 04/2008. J'ai créé la topologie il y a près de 15 ans, et je l'ai incorporée dans certains équipements, en particulier l'étage de sortie de systèmes de signalisation 20Hz, mais ce sont des développements exclusivement internes, et il n'y a jamais eu d'applications à l'audio, excepté un ou deux protos que j'ai construits à usage privé.
Le seul exemple d'application pratique, en dehors des circuits illustrant ce fil, est l'ampli de sortie du générateur de fonction décrit ailleurs dans cette section "projets": http://forums.futura-sciences.com/at...or-outampoejpg
[\QUOTE]
Je connais dans les grandes lignes la plupart de ces brevets, et je ne pense pas qu'il y ait quoi que ce soit de même vaguement similaire qui y apparaisse.
Deuxième challenge : ne peut-on dire que Visch, en 1975, avait suivi la même démarche, en l'étendant à un compound en sortie (sorte de Darlington), avec en plus une tentative d'instaurer un courant de repos ? Si dans le Visch, on déboulonne le condensateur de mémorisation (250 microfarad), est-ce que le circuit ne commencerait pas à commuter très rapidement et très proprement comme dans votre approche ? Noter que certaines simulations indiquent que le Vish conforme au schéma de 1975, a un comportement "intéressant" (c-à-d catastrophique) avec une inductance de 1mH en série avec la charge de 4 ohm.
La topologie de Visch est certainement très interéssante, mais dans son implémentation originale, elle posséde effectivement des défauts tout à fait rédhibitoires, et pas seulement le comportement sur charge inductive.
Mais il serait dommage de l'écarter pour si peu, ces défauts peuvent être éliminés relativement facilement, et je suis en train d'y travailler.
Au niveau simulation, je suis arrivé à d'excellents résultats et j'ai construit un proto, mais la réalité se laisse faire moins facilement et d'autres problèmes imprévus sont apparus. Je devrais arriver à les résoudre, et je présenterai le résultat final si j'y arrive.
Je n'ai pas essayé de voir ce qui se passerait sans le condensateur de mémorisation, mais je vais certainement faire le test, c'est facile et rapide.
Dernière modification par Tropique ; 28/06/2010 à 12h57.
Motif: Suppression de données perso
Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.
27/04/2010 - 13h35
Tropique
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Re : [Terminé] Amplificateurs en classe B: et maintenant, la version Tropicalisée!
Envoyé par steph_tsf
J'aimerais bien rentrer en contact avec M. Kuroda, lui montrer tous les espoirs que sa réalisation de 1982 permet aujourd'hui, en 2010. Pouvez-vous m'aider en cela ?
Je crains que non. Peut-être via l'AES, ou un journal dans lequel il a publié?
Bref, tout cela pour dire que dans le schéma que vous proposez, c'est un peu le contraire : on ne perçoit pas nettement et immédiatement comment on peut implanter le nouvel étage de sortie dans une structure classique comportant le différentiel en entrée, étage de gain en tension, étage de sortie. Et il y a ce souci : comment préserver les avantages de ce mode de fonctionnement avec un Darlington en sortie ?
Je suis tout à fait conscient que c'est un OVNI, ayant une valeur pratique limitée, notamment à cause de l'impossibilité de mettre des darlingtons, et je l'ai dit dans le post.
C'est un circuit assez étonnant, pouvant résoudre certains problèmes précis de façon simple et élégante, mais ses avantages ne sont pas transférables à des amplis en "vraie grandeur".
Ce n'est d'ailleurs pas un hasard si je l'ai publié sans beaucoup me soucier de propriété intellectuelle....
Pour les derniers potins au sujet des étages de sortie Soft Non-Switching, voyez le thread où je suis tombé sur une usine à gaz combiné à un casse-tête : latchup au démarrage à cause d'une alimentation bootstrappée. http://www.diyaudio.com/forums/solid...itching-2.html - post #19 du 23 avril 2010. Tout est parti d'une suggestion de Paul Kemble, une suggestion très intéressante que je vous laisse découvrir, prometteuse. Il s'agit du circuit Renardson paru dans Electronics World en 1998. http://www.angelfire.com/ab3/mjramp/pagefour.html On établit séparément pour chaque moitié de l'étage de sortie (positif - négatif) une rétroaction locale, bien plus intelligente que le classique CFP (autrement appelé Darlington compound en français), car ici, en mimant Hawksford, on pourra arriver à démontrer que cela n'est pas de la rétroaction, mais du feedforward. Du feedforward double, puisqu'il y en a un par polarité, et de façon croisée de surcroit.
Le circuit Renardson est incontestablement remarquable, et c'est clairement selon ces principes, et dans cette direction qu'il faut chercher. Ce que j'ai fait d'ailleurs.
Le SNS de Kenpeter est un bloc de construction très valable.
En ce qui me concerne, je trouve dommage son obsession à l'utiliser pour essayer de controler le courant dans des diodes schottky; je pense qu'il mérite mieux que cela.
Je comprends très bien pourquoi il le fait, et au fond sa démarche est un peu la même que celle poursuivie ici: éliminer toute résistance de dégénération d'émetteur pour obtenir une linéarité parfaite dans la région de cross-over, mais en réalité, conceptuellement, cela revient à vouloir faire un diamond buffer sans résistances d'émetteur.
Assez risqué.
Et toujours conceptuellement, on peut arriver au même résultat en économisant les schottky, avec un des circuits que j'ai créés vers la même époque que B-Pure: tant qu'à faire se battre deux transistors l'un contre l'autre, autant le faire directement, sans diodes, et exploiter directement les jonctions base/émetteur.
Voir exemple: moi je mets des résistances d'émetteur, mais Kenpeter les ferait se battre à mains nues.
Ce circuit ne fonctionne pas mal, mais je ne l'ai pas retenu, parce qu'il ne résout pas vraiment les problèmes de stabilisation thermique de manière satisfaisante: on doit compenser le Vbe d'un transistor soumis à une forte dissipation par celui d'un transistor en petits signaux, donc on ne sort pas réellement du même vieux problème.
Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.
27/04/2010 - 18h32
steph_tsf
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Re : [Terminé] Amplificateurs en classe B: et maintenant, la version Tropicalisée!
Envoyé par Tropique
Le SNS de Kenpeter est un bloc de construction très valable. En ce qui me concerne, je trouve dommage son obsession à l'utiliser pour essayer de controler le courant dans des diodes schottky; je pense qu'il mérite mieux que cela.
Le SNS de kenpeter : je ne vois pas bien de quel schéma on parle. Pourriez-vous préciser ?
27/04/2010 - 18h37
steph_tsf
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Re : [Terminé] Amplificateurs en classe B: et maintenant, la version Tropicalisée!
Envoyé par Tropique
Voir exemple: moi je mets des résistances d'émetteur, mais Kenpeter les ferait se battre à mains nues. Ce circuit ne fonctionne pas mal, mais je ne l'ai pas retenu, parce qu'il ne résout pas vraiment les problèmes de stabilisation thermique de manière satisfaisante: on doit compenser le Vbe d'un transistor soumis à une forte dissipation par celui d'un transistor en petits signaux, donc on ne sort pas réellement du même vieux problème.
Rôle des diodes Schottky ?
27/04/2010 - 19h22
steph_tsf
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Re : [Terminé] Amplificateurs en classe B: et maintenant, la version Tropicalisée!
En toute généralité, quelle est votre avis sur les MOSFETs latéraux combinés NMOS + PMOS que Semelab-Magnatec-Alfet s'apprète à mettre sur le marché, permettant de constituer un étage de sortie au moyen d'un seul boîtier TO-247 ? Notez bien que le composant ne comporte que 5 pattes, avec les sources réunies en direct ou via des résistances de dégénération, mais auxquelles de toutes façons on n'a plus accès.
Quel serait dans ce cas là le contrôleur SNS qui irait dans le sens de l'histoire :
- polarisation des MOSFETs à environ 2 fois 0,8 volt qui correspond au seuil habituel des MOSFETs latéraux style 2SK 2SJ,
- cette tension est trop faible pour alimenter la circuiterie interne du contrôleur SNS, s'il lui faut une alimentation,
- si une alimentation est nécessaire pour le contrôleur SNS, une solution est l'alimentation boostrappée à-partir du signal de sortie,
- perte de l'accès indépendant aux sources des MOSFETs, ce qui empêche de mesurer le courant via les classiques résistance de dégénération ou via des diodes Schottky à la kenpeter
Vers quoi allons-nous, en ce qui concerne les amplis de puissance analogiques ? Les fabricants de semiconducteurs n'inciteraient-ils pas à désaméliorer les amplis analogiques en classe AB, pour mieux ouvrir le marché aux amplis en classe D ?
Que donnerait un tel composant dans un classe D auto-oscillant avec étage de puissance en drain commun (sortie sur les sources, donc) , un peu comme certains amplificateurs expérimentaux en classe D de Elektor, à la grande époque ? Outre la robustesse des nouveaux MOSFETs latéraux, qu'est ce qui a changé au niveau des composants, qui en 2010 permettrait une centaine de watts sur 4 ohm avec une alim de +42V -42V, un rendement de l'ordre de 85%, une dissipation au repos de moins de 5 watt, et moins de 0,1% de distorsion à la louche ?
Et si on tentait l'opération en partant du Kuroda 1982 ? Le faire auto-osciller vers les 500 kHz ?
Utiliser une alim flottante pour éviter que le VAS ne se coltine les 100V d'amplitude ?
A cause de l'alim flottante, inverser la polarité de la rétroaction.
Mais alors on perd l'effet Kuroda (la 390 ohm dans la 150 Ohm) qui fait travailler l'ampli-op dans sa plage de gain nominale (x5 environ).
Rajouter un ampli-op audio inverseur dans ce tracé.
De préférence débarrassé du contenu HF.
Tenter de séparer la rétroaction HF de la rétroaction audio.
Voudriez-vous, avec moi, travailler sur le Kuroda 1982/D ?
Est-ce que LTspiceIV est fiable pour estimer la distorsion d'un classe D ?
Re : [Terminé] Amplificateurs en classe B: et maintenant, la version Tropicalisée!
Envoyé par steph_tsf
Le SNS de kenpeter : je ne vois pas bien de quel schéma on parle. Pourriez-vous préciser ?
Par exemple Q3 Q9 R2 et D1 à 4 sur ce schéma:
Rôle des diodes Schottky ?
Antisaturation des transistors.
Au fait, le circuit Visch sans son condensateur se comporte à peu près comme un redresseur simple alternance, ce n'est pas viable.
Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.
27/04/2010 - 23h31
steph_tsf
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Re : [Terminé] Amplificateurs en classe B: et maintenant, la version Tropicalisée!
les courants dans R1 et dans R2 n'ont pas la même forme, je suppose que c'est à cause de l'attaque asymétrique, par en bas ? En cas d'attaque symétrique, je suppose que les courants dans R1 et R2 ont la même forme ?
28/04/2010 - 14h36
Tropique
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Re : [Terminé] Amplificateurs en classe B: et maintenant, la version Tropicalisée!
Envoyé par steph_tsf
En toute généralité, quelle est votre avis sur les MOSFETs latéraux combinés NMOS + PMOS que Semelab-Magnatec-Alfet s'apprète à mettre sur le marché, permettant de constituer un étage de sortie au moyen d'un seul boîtier TO-247 ? Notez bien que le composant ne comporte que 5 pattes, avec les sources réunies en direct ou via des résistances de dégénération, mais auxquelles de toutes façons on n'a plus accès.
Quel serait dans ce cas là le contrôleur SNS qui irait dans le sens de l'histoire :
- polarisation des MOSFETs à environ 2 fois 0,8 volt qui correspond au seuil habituel des MOSFETs latéraux style 2SK 2SJ,
- cette tension est trop faible pour alimenter la circuiterie interne du contrôleur SNS, s'il lui faut une alimentation,
- si une alimentation est nécessaire pour le contrôleur SNS, une solution est l'alimentation boostrappée à-partir du signal de sortie,
- perte de l'accès indépendant aux sources des MOSFETs, ce qui empêche de mesurer le courant via les classiques résistance de dégénération ou via des diodes Schottky à la kenpeter
Vers quoi allons-nous, en ce qui concerne les amplis de puissance analogiques ? Les fabricants de semiconducteurs n'inciteraient-ils pas à désaméliorer les amplis analogiques en classe AB, pour mieux ouvrir le marché aux amplis en classe D ?
Avant tout, que les choses soient claires: je ne suis qu'un designer audio du dimanche et professionellement, je n'ai pratiquement eu à traiter de l'audio que sous forme de téléphonie, public adress, EOW, etc, càd des cas où la linéarité ultime est vraiment un souci très secondaire.
Je ne m'intéresse aux topologies de sortie que sous forme de challenge intellectuel, parmi d'autre choses.
Mes avis sur les nouveautés technico-commerciales présentées par les fondeurs ne sont donc pas très informés.
J'imagine que si des paires complémentaires sont proposées, elles doivent (un minimum) tenir la route, et être polarisables et stables sans circuit externe évolué.
Le fait que les sources ne soient pas accessibles ne m'inquièterait pas excessivement, même si on veut conserver un circuit de gestion de crossover sophistiqué: ce que l'on mettait au potentiel de sortie peut normalement aussi être référencé aux rails d'alimentation.
Je ne pense pas que la plupart des fabricants aient pour agenda d'essayer d'imposer la classe D: ils font peut-être des expériences, mais dans l'ensemble, ils vont dans la direction du vent, càd des profits, et donc des ventes. Tant qu'il y a un marché, il y aura quelqu'un pour l'alimenter.
Ce qui m'ennuie avec les paires "complémentaires" en MOS, c'est qu'elles ne le sont pas: avec le silicium, il est impossible d'éviter les disparités sévères des N et P en MOS, bien plus qu'en bipolaire.
Pour cette raison, j'aurais tendance à préférer les topologies de type "circlo", qui permettent une pseudo-complémentarité bien plus parfaite.
Que donnerait un tel composant dans un classe D auto-oscillant avec étage de puissance en drain commun (sortie sur les sources, donc) , un peu comme certains amplificateurs expérimentaux en classe D de Elektor, à la grande époque ? Outre la robustesse des nouveaux MOSFETs latéraux, qu'est ce qui a changé au niveau des composants, qui en 2010 permettrait une centaine de watts sur 4 ohm avec une alim de +42V -42V, un rendement de l'ordre de 85%, une dissipation au repos de moins de 5 watt, et moins de 0,1% de distorsion à la louche ?
Et si on tentait l'opération en partant du Kuroda 1982 ? Le faire auto-osciller vers les 500 kHz ?
Utiliser une alim flottante pour éviter que le VAS ne se coltine les 100V d'amplitude ?
A cause de l'alim flottante, inverser la polarité de la rétroaction.
Mais alors on perd l'effet Kuroda (la 390 ohm dans la 150 Ohm) qui fait travailler l'ampli-op dans sa plage de gain nominale (x5 environ).
Rajouter un ampli-op audio inverseur dans ce tracé.
De préférence débarrassé du contenu HF.
Tenter de séparer la rétroaction HF de la rétroaction audio.
Je ne suis pas sûr que ces paires soient bien adaptées au fonctionnement en commutation. Dans la datasheet, on parle "d'impédance d'entrée élevée", ce qui me semble de mauvais augure.
De même, faire travailler un ampli linéaire en commutation ne semble à priori pas une bonne idée: tous les efforts qui ont été mis dans la linéarisation de la fonction de transfert sont perdus, mais d'un autre côté, le slew rate, même s'il est exceptionnel pour un ampli linéaire risque d'être très faible pour une classe D efficace.
Voudriez-vous, avec moi, travailler sur le Kuroda 1982/D ?
Je ne peux pas m'y engager, je n'ai pas suffisamment de temps à y consacrer.
Pourquoi par contre ne pas créer un fil sur le sujet, que tout le monde, y compris moi pourrait enrichir et alimenter, et qui déboucherait sur un projet réalisable.
Il y a certainement une demande pour un ampli qui serait à la fois exceptionnel et facilement réalisable, et des bonnes volontés se manifesteraient pour faire des PCB, comme ça a été le cas pour d'autres projets.
Est-ce que LTspiceIV est fiable pour estimer la distorsion d'un classe D ?
C'est une chose à laquelle je n'avais jusqu'à présent pas beaucoup réfléchi, mais à priori, je dirais que oui: les causes de non-linéarité vont provenir de l'imperfection du modulateur, des temps morts dans la commutation de l'étage de sortie (l'équivalent en D de la distorsion de croisement), de la modulation de la conductivité, et du gain de boucle fini (si je n'oublie rien).
Or, tous ces effets sont en principe modélisables avec une bonne précision, je serais donc assez optimiste.
les courants dans R1 et dans R2 n'ont pas la même forme, je suppose que c'est à cause de l'attaque asymétrique, par en bas ? En cas d'attaque symétrique, je suppose que les courants dans R1 et R2 ont la même forme ?
A cause de l'attaque asymétrique, et un peu du fait que les transistors ne sont pas parfaitement complémentaires et que ce set-up de test est en boucle ouverte et ne les symétrise donc pas.
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