Prof.Dr.Godfried-Willem Raes

Kursus Experimentele Muziek: Boekdeel 2: live electronics - klankonderzoek

Hogeschool Gent: Departement Muziek en Drama


Vermogensversterker 150Watt met LM12 chip

De LM12 is een ‘reuze’ op amp die maar liefst in staat is tot het afleveren van een vermogen van 150Watt. Om daartoe in staat te zijn, leeft hij verpakt in een gemodificeerde TO3 behuizing en dient hij op een behoorlijke koelvin te worden aangebracht. De op-amp wordt zoals gebruikelijk gevoed uit een symmetrische voedingsspanning, maar een die in dit geval wel oploopt tot 80Vpp (dus + 40V en -40V). De vervorming blijft ook bij volle uitsturing over een belasting van 4 Ohm beperkt tot 0.01%.

Het opbouwen van een dergelijke power audio-opamp met behulp van deze chip is, afgezien van de mechanika die onvermijdelijk gepaard gaat met het boren en maken van de nodige koelvinnen en het chassis, een fluitje van een cent.

We ontwierpen een handzame en gemakkelijk na te bouwen printplaat in het eurokaartformaat (100mm X 160mm) waarop alle onderdelen plaats vinden behalve de voedingstransformator. Hiervoor neem je best een exemplaar dat sekondair twee maal 25Volt bij 6A (AC) kan leveren. Het transformatorvermogen dient zo’n 50% groter te worden genomen dan het te verwachten te leveren vermogen aan de belasting van de versterker. Bij gebruik van 8 Ohm luidsprekers volstaat een 150Watt transfo ruimschoots. Voor 4 Ohm kies je beter een 200Watt exemplaar. De primaire spanning dient vanzelfsprekend overeen te komen met de gebruikelijke netspanning (230 of 240V)

Merk op dat deze versterker niet is voorzien van enige vorm van high-pass filtering: zijn frekwentiekarakteristiek begint dus werkelijk bij 0 Hz (het is m.a.w. een zuivere gelijkspanningsversterker!) en loopt in de hoogte tot voorbij het audiobereik.

Om het ontwerp in een professionele audiokontekst inzetbaar te maken, werd een symmetrische ingangstrap toegevoegd, zodat we de versterker kunnen uitsturen met een gebalanceerd line-level (0dB/600 Ohm) signaal afkomstig van een professionele mixer bvb. Het uitsturen met een assymmetrisch signaal behoort natuurlijk ook tot de mogelijkheden, maar dan verzaken we wel aan de voordelen verbonden aan het gebruik van symmetrische lijnen (cfr. Boekdeel 4: audiotechnologie!).

Voor de realisatie van deze symmetrische ingangstrap maken we gebruik van een speciaal type opamp, nml. De SSM2141, geoptimaliseerd voor gebruik in professionele audio-schakelingen. Deze opamp heeft een eigen vervorming van slechts 0.001% (d.i.-100dB) en een bandbreedte tot 3 MHz. Wanneer de standaard bufferkonfiguratie niet wordt gebruikt, dienen de weerstanden waarmee de versterkingsfaktor wordt ingesteld in elk geval hoge precisieweerstanden te zijn! (0.01%). Niet hun absolute waarde is daarbij van groot belang, maar wel hun onderlinge gelijkheid.

Voor wie het ontwerp wil narekenen:

Een hele goede toepassing voor dit ontwerp bestaat erin de print en de voedingstransfo in te bouwen in de luidsprekerbehuizingen van een aktief luidsprekersysteem. Door de korte verbindingen naar de speakers, zijn de resistieve verliezen en de in koncertzalen relatief grote uitgaven voor navenant dikke kabels daarbij overbodig. Bovendien kunnen diverse speakers/amps nu via symmetrische signaallijnen vanuit een centraal (in de technische kabine of bij het mengpaneel opgesteld) aktief filtersysteem worden gestuurd.

Voor een stereofonisch tweewegsysteem met gemeenschappelijke subwoofers, hebben we dan 5 exemplaren van de versterker nodig.

Maar, ook in het niet-audio gebied bestaan er talloze toepassingsmogelijkheden voor dit versterkerontwerp:

Verdere literatuur en te konsulteren data-sheets:

SSM2141: Analog Devices, Amplifier reference manual, p.4-201

link naar de datasheet

LM12: National, Linear Databook, Volume 2, p.272


Filedate:921205 / 9709 / 0112/ 2014-05-12

Terug naar inhoudstafel: Index kursus

Naar Bouw een Kraakdoos

Naar homepage dr.Godfried-Willem RAES