Schakeling: compacte 60 W versterker

Wat als een versterker ter grootte van een handpalm grotere en duurdere modules zou kunnen overtreffen en toch echt goede geluidskwaliteit levert? Deze compacte, betaalbare, discrete 60 W versterker uit 2015 bewijst dat indrukwekkende audioprestaties niet per se in een groot of duur jasje hoeven te zitten.

Wat als een versterker ter grootte van een handpalm grotere en duurdere modules zou kunnen overtreffen en tóch serieuze geluidskwaliteit levert? Deze compacte, betaalbare discrete 60 W versterker uit 2015 bewijst dat indrukwekkende audioprestaties niet per se in een groot of duur jasje hoeven te zitten.

De schakeling

Met een formaat van slechts 38 × 56 mm was Dr. Robert M. Carter’s compacte 60 W versterker kleiner én goedkoper dan veel vergelijkbare IC-modules, maar leverde hij toch een uitstekende geluidskwaliteit. Deze schakeling werd voor het eerst gepresenteerd in Elektor november/december 2015 en viel op door zijn efficiënte ontwerp en sterke prestaties. Daarmee was het een veelzijdige oplossing voor allerlei toepassingen: van car-audio en subwoofers voor thuis tot smartphone- of tabletluidsprekers en multikanaals AV-systemen.

60-w amplifer circuit — De compacte 60W-audioversterker.

De schakeling volgt een conventionele opzet met een volledig symmetrisch ontwerp en enkelvoudige frequentiecompensatie, al zijn er verschillende minder gebruikelijke keuzes gemaakt om het aantal onderdelen te beperken. In plaats van de typische niet-inverterende configuratie werkt de versterker inverterend. Dit vraagt om een omkering van de luidsprekerpolarisatie, maar inverterende versterkers vereisen meestal minder correctie van open-loop-faseverschuivingen dan niet-inverterende ontwerpen – een voordeel voor een vereenvoudigde schakeling. De ingangcondensator heeft bovendien meerdere functies: hij koppelt AC en reduceert tegelijk de DC-versterking tot één. Alle frequentie-afhankelijke filtering gebeurt buiten de terugkoppellus, waarbij het signaal volledig vooraf wordt geconditioneerd door het passieve ingangscircuit. Zo is het aantal benodigde onderdelen minimaal.

60-w amp projecct — Met slechts 38 × 56 mm is het discrete ontwerp goedkoper dan IC-modules met vergelijkbaar vermogen.

“De basisversterker werkt dus met een hoge versterking tot ver boven het audiobereik en het valt op dat, afgezien van de 39 pF frequentiecompensatiecondensatoren en wat basisontkoppeling, het ontwerp niet is overladen met mysterieuze RC-netwerken ‘voor stabiliteit’,” schrijft Dr. Carter. “Toch heeft de versterker een theoretische fasereserve van 40° en zorgt de compacte printlay-out voor minimale parasitaire effecten – beschouw het als een discrete vermogens-opamp.”

Let op: 60 W (65 W bij 10% THD) uit TO-220-uitgangstransistoren vraagt veel van deze onderdelen. Goede koeling is daarom belangrijk.

“In schakelingstermen betekent dit dat overstroombeveiliging hier geen luxe is,” merkt Dr. Carter op, eraan toevoegend dat conventionele single slope-circuits zijn gebruikt.