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Fab
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Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Sam 30 Jan 2016 - 9:43
Bonjour à tous

J'ai depuis longtemps l'idée de concevoir un ampli de type USSA ou F5 mais avec Mosfet de sortie Latéral étant donné leur bonne Linéarité parfaite pour l'audio.  Cependant, la faible transconductance des latéral rends difficile d'obtenir le damping factor minimum pour un résultat sonore optimal. Récemment, Nelson Pass a réalisé la version préliminaire d'un ampli F7 qui est une topologie F5 avec Mosfet latéral. Nelson explique que le F5 n'était pas complètement à son goût au niveau sonore et que l'utilisation du Mosfet latéral devait l'améliorer. Par contre, comme le damping factor était trop bas ( < 5 !!) il n'était pas satisfait du résultat sonore. Pour cette raison, il a utilisé le positive feed-back pour augmenter le damping factor. Pour ma part, quand j'ai commencé à regarder cela, j'ai constaté plusieurs embûches et aussi une perte de caractéristiques due au positive feed-back ( moins de puissance , plus de THD, risque d'instabilité, etc.).
Donc, pour cette raison, j'ai développé un circuit comme le F7/F5 mais avec un étage "driver" à Mosfet entre l'étage d'entrée et la sortie, l'utilisation de "double die" Mosfet et un choix approprié de courant de polarisation des étages de l'amplification. De cette façon, j'ai pu obtenir un damping factor de 30 avec latéral Mosfet (qui est plus élevé que le ussa-1 , ussa-2 et USSA-B qui utilise des "pseudo" vertical Mosfet ou bipolaire).

Étant donné les jfet à le l'entrée, le voltage d'alimentation maximal est de +/-28vdc donc une puissance max < 30wrms /8 ohms avant clipping.

Encore ici , j'utilise le même pcb de F5 où il faut encore faire quelques entourloupettes....pour tout monter dessus mais c'est en fin de compte assez facile. Aussi, Il n'y a pas de source de courant à monter sur autre pcb.

Schématics du circuit:



Photo du pcb avant installation des transistors de sortie :


Plus d'info à venir...

Fab
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Project16
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Sam 30 Jan 2016 - 10:40
Le menu est appétissant!
Ah tu déjà fait des tests d'écoute?
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modDIY
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Sam 30 Jan 2016 - 12:09
Salut Fab,

J'imagine que cet ampli vas être une autre réussite. Very Happy

J'ai deux petites questions de néophyte, comment calcul tu le damping d'un ampli, mesuré, calcul ou simulation?

La deuxième : utilise tu un simulateur de circuit pour valider un circuit?

Merci et félicitations pour ta nouvelle création, tu es un vrai passionné!
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pinnocchio
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Sam 30 Jan 2016 - 12:42
Nice! Very nice!! 

A première vue, ça semble plus facile à monter que le USSA1 et 2.

As-tu terminé le burn-in?

Mod, tu peux trouver le calcul du damping dans le manuel du USSA 1. Fab l'a simulé mais aussi testé avec un load de 8 ohms (résistance). La formule et instructions sont dans le manuel dans la section test.

A+
Do
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Fab
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Sam 30 Jan 2016 - 17:02
Merci les diyeux pour les encouragements
Merde mon texte est disparu en clic quant "envoyé " , il faut que je recommence.....EmbarassedRolling Eyes
On dirait qu'un émoticone autre que celui du forum ne passe pas...

Fab
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Fab
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Sam 30 Jan 2016 - 17:08
Bon on recommence ...

Oui je simule mes circuits mais je monte toujours pour valider les differençes avec la simulation avant de publier un circuit. 

Pour ceux qui n'ont pas le manuel , voici un extrait comment mesurer le damping factor pour une fréquence précise( ici 100 Hz) pour une load de 8 ohm:


Test Output Impedance and Damping Factor

  •   Equipment: Multimeter in Vac mode with >= 1mv resolution
  •   Procedure:

    1. Connect an (RL) 8 ohm 20W load to the amplifier then apply a 100Hz sinus waveform of 1Vac and measure the value with a multimeter. Record as VO.
    2. Disconnect the (RL) 8 ohm load and measure the value with a multimeter. Record as VL.
    3. Rout = (VL*RL)/VO – RL (ohm)
    4. DF = RL / Rout


      Pour le générateur de sinus, on trouve des applications pour téléphone intelligent soit gratuite ou pour quelques dollars seulement.


    5. Fab 


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Fab
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Sam 30 Jan 2016 - 17:16
Pour le burn-in, en fait je n'ai que le condo d'entrée car pas de condensateur de feed-back  et je vais re-utiliser un power supply existant , donc lorsque mes tests d'endurance seront terminés et board installés dans un ampli alors....

En attendant , voici quelques résultats de tests de caractérisation.

Signal de sortie avec aussi signal de THD à 1KHz, 10Wrms dans 8 ohms. On constate pas de haute harmoniques présente ( du moins pas visible par rapport aux basses harmoniques):


Clipping a 10KHz dans 8 ohms: comme c'est à 10KHz , ce n'est pas mauvais....


Onde carrée à 10KHz dans 8 ohms et puissance juste avant clipping:



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Fab
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Sam 30 Jan 2016 - 17:25
Le ussa-3 sous torture...
Un canal en test....:


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pjr3s
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Dim 31 Jan 2016 - 9:01
Comme j'ai pas encore commencé mon USSA (rien de soudé sur les board rouge) je vais peut-être me laisser tenté ! les driver sont ?(trouvable ailleur que sur bay) et les out trouvable où ?
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Fab
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Dim 31 Jan 2016 - 10:40
Kopjr3s a écrit:Comme j'ai pas encore commencé mon USSA (rien de soudé sur les board rouge) je vais peut-être me laisser tenté ! les driver sont ?(trouvable ailleur que sur bay) et les out trouvable où ?
Salut pjr3s

Les drivers sont effectivement discontinués mais dans cette position, une vulgaire paire de Irf610/9610 pourrait faire l'affaire ou sinon un autre type un peu meilleur ( je te revient là-dessus ). 
Les Mosfet de sortie était disponible chez le distributeur Farnel lorsque je les ai commandé il y a environ 2 ans. Ils sont encore en production par semelab.

Attention ici, aucune écoute n'a eu encore lieu avec le ussa-3.

Fab
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Fab
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Dim 31 Jan 2016 - 11:34
Contrôle de l'amortissement sur charge de 8 ohms en parallèle avec 1.2uF à 10KHz en onde carrée :


On voit ici qu'il n'y a pas à s'inquiéter.. Cool

Fab
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modDIY
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Dim 31 Jan 2016 - 13:35
Fab a écrit:Bon on recommence ...

Oui je simule mes circuits mais je monte toujours pour valider les differençes avec la simulation avant de publier un circuit. 

Pour ceux qui n'ont pas le manuel , voici un extrait comment mesurer le damping factor pour une fréquence précise( ici 100 Hz) pour une load de 8 ohm:


[size=42]Test Output Impedance and Damping Factor [/size]

  • [size=39]  [/size][size=39]Equipment: Multimeter in Vac mode with >= 1mv resolution [/size]
  • [size=39]  [/size][size=39]Procedure: [/size]

    1. [size=36]Connect an (RL) 8 ohm 20W load to the amplifier then apply a 100Hz sinus waveform of 1Vac and measure the value with a multimeter. Record as VO. [/size]
    2. [size=36]Disconnect the (RL) 8 ohm load and measure the value with a multimeter. Record as VL. [/size]
    3. [size=36]Rout = (VL*RL)/VO – RL (ohm) [/size]
    4. [size=36]DF = RL / Rout


      Pour le générateur de sinus, on trouve des applications pour téléphone intelligent soit gratuite ou pour quelques dollars seulement.[/size]

    5. [size=36]Fab 
      [/size]




Merci fab, c'est très facile à calcul. Pratique aussi un générateur de fréquence sur cell. Le mien est une antiquité qui marche à tube, par contre j'ai un compteur de fréquence de Texas Instruments, donc je peux ajuster le générateur. Ça date de 1950 +- de la marque allemand connu (pas devant moi), appartenait à l'Institut des sourds et muets.
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Fab
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Dim 31 Jan 2016 - 23:07
Petit update...

Le USSA-3 installé dans le boîtier du USSA-2:


Les boards du USSA-2 à côté du boîtier avec le USSA-3 a l'intérieur :


Comme on peut le constater, on peut faire plusieurs versions de USSA-xx qu'on peut interchanger facilement dans le même boîtier d'ampli....

Fab
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Fab
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Dim 7 Fév 2016 - 9:56
Autre petit update.

La valeur du damping factor obtenu a été de 34 ce qui est en plein de l'objectif original. J'ai commencé les écoutes avec les valeurs du circuits original et voici mes observations. Le USSA-3 est encore plus détaillé que les versions précédentes. La dynamique et le contrôle de la basse est aussi encore mieux sur mes haut-parleurs qui sont assez révélateurs à ce niveau.

 Par contre, le gain en détails à effecté la musicalité qui en est vraiment réduite comparée aux autres versions précédentes du USSA. Et ce dernier facteur est pour moi ce qui motive l'utilisation du USSA. Donc, j'ai remis le rouleau à la pâte et j'ai procédé à des modifications de la polarisation de la partie driver ainsi que celle de l'entrée. Pour cette dernière ce n'est pas facile car le circuit n'a pas de source des courant car c'est le IDSS des jfet qui impose la valeur du courant. Et ce IDSS doit être marché entre le canal N et P et les variations manufacturières sont très élevées. Aussi, le prix élevé et la faible disponibilité de la nouvelle production rends la chose difficile. Alors, j'ai fouillé dans tous mes jfet pour trouver le meilleur match selon mon nouvel IDSS et j'ai trouvé assez proche pour mes deux canaux. 

J'ai refait de nouvelles écoutes suite à ces modifications et voici les nouvelles observations. Le damping factor est descendu à environ de 10 à 13! Bon c'est plus bas qu'attendu. Pour le résultat sonore maintenant. Le niveau de présence des détails à diminué et c'est maintenant très "musical" Very Happy. Je dirais plus de présence de détails que les USSA précédents mais tout en restant musical.
Par contre, le contrôle des basse a diminué et la dynamique un peu aussi. 
Prochaine étape qui est un défi en soi est de  trouver les jfet matches avec le meilleur IDSS qui donne un compromis entre une bonne musicalité et  un bon contrôle des basses, et là ce serait possiblement le nirvâna....Laughing

Note: quand je dis plus de détails , je veux surtout dire une tonalité plus "clair " ( ou Bright) et ce n'est pas ce que je recherche. J'aime plutôt une tonalité équilibrée sur toute la gamme de fréquences.

Fab
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pinnocchio
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Dim 7 Fév 2016 - 12:00
Tu es capable Fab! Je crois en toi!! Very Happy

Moi je suis en train de terminer le burn in de mon deuxième module USSA2.

A+
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Fab
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Dim 7 Fév 2016 - 14:31
pinnocchio a écrit:Tu es capable Fab! Je crois en toi!! Very Happy

Moi je suis en train de terminer le burn in de mon deuxième module USSA2.

A+
Do
Salut Pinnocchio

Mais je suis déjà satisfait du résultat du ussa-3 comme il est. Je parle de pousser encore plus loin car la première version du ussa-3 avait une réponse en basse vraiment exceptionnelle comparé à tous mes autres amplificateurs.

Tiens nous au courant du ussa-2.

Fab
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Project16
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Dim 7 Fév 2016 - 15:30
Fab a écrit:Salut Pinnocchio

Mais je suis déjà satisfait du résultat du ussa-3 comme il est. Je parle de pousser encore plus loin car la première version du ussa-3 avait une réponse en basse vraiment exceptionnelle comparé à tous mes autres amplificateurs.

Tiens nous au courant du ussa-2.

Fab
Attends que j'ai finis la version 1 avant de d'annoncer que la version 3 la surpasse en tout point. lol!
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Fab
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Dim 7 Fév 2016 - 16:09
Project16 a écrit:
Fab a écrit:Salut Pinnocchio

Mais je suis déjà satisfait du résultat du ussa-3 comme il est. Je parle de pousser encore plus loin car la première version du ussa-3 avait une réponse en basse vraiment exceptionnelle comparé à tous mes autres amplificateurs.

Tiens nous au courant du ussa-2.

Fab
Attends que j'ai finis la version 1 avant de d'annoncer que la version 3 la surpasse en tout point. lol!
Hehehe, c'est pas çe que j'ai dit.............encore... Wink
En fait, les versions sont justes différentes et rendu là c'est une question de match avec le reste et aussi de goût....
Un facteur à ne pas négliger est le niveau de difficulté augmenté à réaliser la version 3 ( mesure, dèsoudage de pièces, résoudage, etc.) , qui utilise des composantes un peu difficile à trouver et matcher(jfet, D-mosfet). Aussi,  il faut ajuster des résistances pour réduire la THD et ça prends un minimum d'équipement....

La version 1 ou 2 sont encore d'actualité.Cool
Mais la version 3 demeure un beau défi pour ceux qui réussissent les versions précédentes...

Fab
nounouchet
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Lun 8 Fév 2016 - 4:20
Bonjour Fab,

la première version du ussa-3 avait une réponse en basse vraiment exceptionnelle comparé à tous mes autres amplificateurs.

Dans un système multi-amplifié, il peut s'avérer intéressant d'utiliser ces caractéristiques exceptionnelles.
En tout cas moi ça m'intéresse !
Je fais le USSA-1 pour mes voies medium et je retiens le USSA-3 version "basse" pour mes voies grave...

En tout cas merci pour tes travaux et le partage de tes avancées.

Henri
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Fab
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Lun 8 Fév 2016 - 23:08
nounouchet a écrit:Bonjour Fab,

la première version du ussa-3 avait une réponse en basse vraiment exceptionnelle comparé à tous mes autres amplificateurs.

Dans un système multi-amplifié, il peut s'avérer intéressant d'utiliser ces caractéristiques exceptionnelles.
En tout cas moi ça m'intéresse !
Je fais le USSA-1 pour mes voies medium et je retiens le USSA-3 version "basse" pour mes voies grave...

En tout cas merci pour tes travaux et le partage de tes avancées.

Henri
Bonjour nounouchet 

Oui la multi amplification peut te permettre d'excellent résultats. Pour le ussa-3 , que ce soit le 3.0 (1iere version ou "basse" comme tu dis) ou le 3.1 ( celle en cours), n'oublie pas les difficultés comparé au ussa-1...

Ça fait plaisir de savoir qu'on apprécie mes messages, merci Cool

Fab
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Fab
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Lun 15 Fév 2016 - 20:50
Petite correction sur un post précédent. Mon damping factor est autour de 30 et non pas 10 ou 13. Je çrois que j'avais fait l'erreur de demander trop de courant à mon power supply de mon bench qui est très limité comparé au power supply de l'ampli. La leçon ici est d'utiliser un signal de plus bas niveau pour éviter que le power supply "écrase" sous la demande en courant.... 

 Chose certaine, la balance tonale est assez différente de celle du USSA-1 ou 2. Le son est plus "crispy" et intense tout en restant musical, je crois. Par contre, les défauts d'enregistrements sont plus évident....

Je fais encore des petites modifications et je vous tiens au courant.

Fab
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pinnocchio
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Lun 15 Fév 2016 - 22:29
hmmmm.... J'ai bien hâte de l'entendre celui-là!! Very Happy
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pinnocchio
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Dim 28 Fév 2016 - 18:07
Wow!!

J'ai entendu le USSA3 aujourd'hui et il n'y a rien pour être déçu de cet amplificateur. Le volume des voix et la chaleur des timbres est remarquable. Il y a beaucoup de trait en commun avec les autres version mais celle-ci est plus détaillé et une basse plus en contrôle, probablement du fait que le damping est plus élevé. Le fait d'être plus détaillé est aussi plus révélateur de la source et les albums mal enregistrés ne seront pas mis en évidence c'est certain. Le USSA1 et USSA2 pardonnent légèrement plus mais sont tous deux très détaillés. Ce que j'aime dans tout ça est la musicalité à travers tous les modèles, que ce soit du USSA1 jusqu'au USSA3, l'âme de ces amplis nous fait bouger du pied en écoutant de la musique!

J'ai été très heureux d'entendre le timbre de violoncelle qui me fait avoir la chair de poule. Sous l'album Dix de Jorane la pièce "Le Chant du Cygne (Mesrine; L'Instinct de Mort)", le timbre du violoncelle est pour moi celui que j'aime, comme dirait ma soeur "c'est sua coche!". Bien que le violoncelle sonne superbement bien sur le Telos, NX, USSA1 et 2, il me donne la chair de poule avec cet ampli, Fab pourra confirmer! Je dis pas qu'il est plus juste, mais plutôt qu'il déclanche en moi cette émotion. Le tout sera différent pour chaque personne. C'est vraiment un coup de coeur pour moi! J'adore mon USSA2, c'est un keeper mais j'ai de la place pour le futur proche pour un USSA3, oui monsieur! Very Happy

Félicitations Fab, tu le mérites!!

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AV_Freak
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Dim 28 Fév 2016 - 19:11
Salut,

J'ai eu le plaisir et l'honneur d'écouter le USSA-2 et -3 cet après midi en presence de son concepteur et Do, en résumé ces 2 amplis sont vraiment exceptionnels. 

Le USSA-2 semble un peu moins chaleureux que le -3 en ce qui concerne les voix donc comme moi si vous avez des full ranges avec leur fameuse réponse en fréquence qui augmente je crois que le USSA-3 serait un meilleur match.

Je n'ai pas eu la chance d'entendre le USSA-1 mais c'est quand même celui que je vais construire dès que j'aurai un peu de temps libre.

Félicitations Fab, ces amplis sont de suberbes réalisations !!

AV_Freak
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Fab
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

le Dim 28 Fév 2016 - 20:00
Merci Pinnocchio et AV_Freak  pour vos impressions.
C'est toujours agréable de savoir que les efforts qu'on a mis donnent des résultats aussi appréciés par d'autres Laughing

Et un grand merci à Pinnocchio pour nous permettre de se servir de son excellent système ( Dac Mirand audio, preamp LDR3x, haut-parleur Sagwee ) pour faire nos écoutes dans sa superbe salle d'écoute.

J'ai fait de belles écoutes et j'ai été agréablement surpris par les Sagwee de ModDiy...

Fab
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Re: Amplificateur USSA-3: version Latéral et "all Fets "- conception

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