Усилитель низкой частоты на микросхеме LM1875

[slawx]

LM1875 _Integrator_pcb.zip

Печатная плата на чертежах - вид со стороны дорожек.

[slawx]

Усилитель низкой частоты на микросхеме LM1875 с применением интегратора для автобалансировки нуля выходного каскада .

Усилитель собран на одной плате с выпрямителем и конденсаторами фильтра.
Средняя точка конденсаторов фильтра образует точку массы – к ней подключается обратный (масса) провод подключения акустической системы, и точки опорного потенциала ООС - резистор R5, точка опорного потенциала входа усилителя – резистор R24, туда же подключаются остальные точки массы и провода от трансформатора.

Питание УНЧ : диоды выпрямительные SHOTTKI - SR5100 , конденсаторы 2x 10000 мкФ x 35v .

Питание ОУ интегратора : токоограничительные резисторы R10, R11, составные стабилитроны из
включенных последовательно светодиода и стабилитрона – для положительного плеча - HL1-красного цвета, VD3, для отрицательного плеча – HL2-зеленый, VD4. Суммарное напряжение каждого плеча +/- 15v. В каждом плече питания ОУ интегратора установлены электролиты 220 мкФ*25v .

Примененные детали .
Конденсаторы:
C1,C2 - стандартные HITANO или SAMWHA 100 мкФ * 25v
C3, C5 - полипропилен 470n * 100v
C5 - полипропилен 100n *100v
C6,C7 - стандартные HITANO или SAMWHA 220 мкФ * 25v
C8,C9 - стандартные HITANO или SAMWHA 10000 мкФ * 35v

Резисторы :
R1 - через этот резистор течет входной “звуковой” ток усилителя- резистор должен быть максимально высокого качества – лучше прецизионный С2-29, С2-14, С2-13 или металлопленочный МЛТ-0,5-1W (С2-23, С2-33). , в некоторых случаях допустимо не устанавливать этот резистор.
R2 – входной нагрузочный резистор – через него протекает входной ток а также этот резистор служит для обеспечения опорного потенциала на входе усилителя - резистор должен быть максимально высокого качества – лучше прецизионный С2-29, С2-14, С2-13 или металлопленочный МЛТ-0,5-1W (С2-23, С2-33).
R3 – резистор смещения нуля – стоит в цепи ООС, ток через него небольшой, мы применили металлопленочный МЛТ-0,25-0,5 (С2-23, С2-33), если есть возможность можно также применить прецизионный.
R4 – металлопленочный МЛТ-0,25-0,5 (С2-23, С2-33)
R5 – резистор нижнего плеча делителя ООС – максимально высокого качества – лучше прецизионный С2-29, С2-14, С2-13 или металлопленочный МЛТ-0,5-1W (С2-23, С2-33).
R6 – резистор верхнего плеча делителя ООС – максимально высокого качества – лучше прецизионный С2-29, С2-14, С2-13 или металлопленочный МЛТ-0,5-1W (С2-23, С2-33).
R7 - металлопленочный МЛТ-0,25-0,5 (С2-23, С2-33).
R8 - металлопленочный МЛТ-0,25-0,5 (С2-23, С2-33).
R9 - металлопленочный МЛТ-0,5-1W (С2-23, С2-33).
R10-R11 - цепи питания ОУ интегратора допустимы резисторы мощностью 0,25-0,5W применимы металлопленочные или карбоновые (с радиорынков или магазинов).

Проводники :
В усилителе высокого класса допустимо применять только одножильный медный провод достаточного диаметра. Для монтажа цепей питания и разводки массы мы применили одножильные медные провода диаметром 1-1,2 мм. Особенно следует отметить сигнальные цепи – это выходной провод подключения акустики, обратный провод подключения акустики – идущий на массу и проводники от массы (общей точки усилителя) к трансформатору питания – формально эти цепи также стоят в цепи прохождения звукового тока, и никоим образом не охвачены цепью ООС поэтому к ним предъявляются очень жесткие требования.
Масса усилителя должна подключаться к трансформатору двумя отдельными проводниками – каждый к своему выводу обмотки трансформатора.
Недопустимо применять любые многожильные провода – так как при прохождении через них звукового тока создается много очень хорошо слышимых фазовых искажений, которые невозможно обнаружить с использованием обычных приборов.
Из этого также следует что провода к акустике должны быть одножильные медные и разводка внутри АС должна быть также выполнена такими же проводами.
И точно такие же требования следует предъявлять к межблочным и любым проводам по которым течет звуковой ток.
При включении в такую систему кусочка стандартного акустического(многожильного) провода, длиной 10 – 20 см, его сразу становится хорошо слышно по характерному окрасу звука – наличию
ВЧ мусора на звуковом сигнале. Применение дорогих и очень дорогих многожильных проводов
принципиально не может изменить ситуацию вплоть до полного исключения таковых из аудиотракта и замены на хорошую медную жилу.
Включается усилитель после подачи питания мягко, с лёгким щелчком, при подключенном громкоговорителе, и выключается также тихо, по всей видимости интегратор очень быстро устанавливает ноль на выходе усилителя или же сказывается отсутствие емкостей в тракте.
Но на всякий случай всё же необходима защита от постоянного напряжения на выходе на основе какой-либо схемы с применением реле. Реле следует применить высокого качества и прослушать схему с наличием в тракте реле и при его отсутствии, чтобы убедиться что данный экземпляр реле не вносит искажения в звук.

Испытывались три экземпляра этого усилителя – один собранный на TDA2040 – мне лично не понравился хотя может быть дело было в простейшем выпрямительном мостике на обычных кремниевых диодах, может чуть-чуть другая разводка печатной платы или все-таки микросхема недостаточно высокого класса.
Два других усилителя на LM1875 питаемых от одного трансформатора с двумя обмотками на ток
примерно 5 ампер, подключенных собственными проводами каждый к трансформатору, произвели
очень хорошее впечатление на всех слушателей. Отличный объём звучания хорошая передача инструментов и голосов исполнителей, хорошая передача сложной оркестровой музыки, динамика
отлично передающая рок музыку. Слышымые искажения минимальны или незаметны.
При использовании четырёх отдельных обмоток трансформатора или что лучше двух отдельных трансформаторов с двумя обмотками на каждом результаты должны быть ещё лучше.
Испытания проводились с использованием в качестве источника звука компьютера с подключенным по SPDIF ЦАП на AK4396 c каскадом на ОУ AD8065 и буферным повторителем на BC858 с источником тока на BF245B. Акустическая система довольно сложная – трёхполосный лабиринт нч – 30ГД2 , сч – 20ГД вч – VIFA.

Вячеслав Любимов г Евпатория июль 2013 г

[msgkras]

А печатка есть ?

[anatol0]

Совершенно не нужны одновременно кондёры С1 и С2 и интегратор.

[slawx]

C1 и C2 срезают переменную составляющую с цепи ООС на выход ОУ DA1.

[Михаил45]

А можно про фазовые искажения в многожильных проводах подробнее?

[Nikolay_Po]

slawx, поздравляю с публикацией!

На счёт конденсаторов C1 и C2 - их бесполезность не бесспорна, но очевидно мала. Для ОУ интегратора опорным является вход "+". Несмотря на высокое сопротивление между этим входом и землёй по постоянному току, по переменному току вход "+" притянут к земле хорошей ёмкостью в 0.47мкФ. Это достаточно много, чтобы шум на выходе ОУ был совсем небольшим. Учитывая ослабление сигнала с выхода ОУ интегратора, относительный уровень шума интегратора в выходном сигнале усилителя ожидается пренебрежимо малым. Таким образом с точки зрения шумов интегратора цепь C1C2 практически бесполезна.
То же самое онтосительно переменной составляющей сигнала - ток этой переменной составляющей на несколько порядков меньше тока покоя ОУ - в худшем случае ток сигнала на входе интегратора будет порядка 0.015мА. Эта переменная составляющая будет "срезана" выходным сопротивлением ОУ, даже без учёта интегрирующего конденсатора.
По моему мнению, такие конденсаторы стоит ставить лишь если их полезность подтверждается "слепым тестом".

[.Васильев]

если честно плата не понравилась.Идея с интегратором тоже.

[Nikolay_Po]

Offтопик:

А можно про фазовые искажения в многожильных проводах подробнее?

Не буду вдаваться в полемику и оффтоп, просто соглашусь с slawx. Причём мне попадалась публикация про движение носителей заряда в проводнике и влияние конфигурации проводника на это движение, с осциллограммами, подтверждающими, что влияние это проявляется даже на частотах порядка 1 кГц. Кроме того, разницу между многожильным, комбинированным и одножильным проводником я сам слышал. Поэтому сторонник моножил. Правда, считаю степень влияния конфигурации провдника не настолько важной, чтобы в своих конструкциях нарочно применять исключительно моножилу или ленту в цепи сигнала.

---------- Добавлено в 12:13 ---------- Предыдущее сообщение в 12:08 ----------

если честно плата не понравилась.Идея с интегратором тоже.

Интегратор практически бесполезен - от "постоянки" с источника не защитит - слишком мал диапазон компенсации. А при таких сопротивлениях в цепях ОС "постоянки" сама схема не даст.
И плата не тянет на "усилитель высокого класса" - разводка неоптимальна с точки зрения больших токов и взаимных наводок проводников. Так, на земле интегратора гаратнированно будет прсутствовать наводка "+" шины питаня. Нельзя разводить сигнальную землю аппендиксами. Дорожки питания и пути тока выхода слишком длинны и имеют большую площадь, подвергая наводкам большинство цепей усилителя.

Отмечу, что несмотря на явные "теоретические" недостатки, то, что усилитель понравился автору и его экспертам - уже очень хороший результат. Есть и прогресс, и возможность роста. Автору мои поздравления и наилучшие пожелания, несмотря на "кривость" конструкции. Лучше делать так, чем ничего не делать.

[Alexander]

А нужен-ли DA1? Сколько мне попадалось нормальных ЛМок илиТДАшек,у всех на выходе было не более 0.05в а как правило 0.01в.

[slawx]

Интегратор установлен для исключения конденсатора в цепи ООС и исключения разделительного конденсатора по входу.
С фазовыми искажениями не всё ясно, но слышно их очень хорошо.

[.Васильев]

Offтопик:
Лучше TL071/OPA134 на вход LM1875 поставить .Или буфером или композитом. И плату на двухсторонке

[slawx]

Интегратор практически не вносит искажений, операционник на входе их внесёт обязательно после чего LM их усилит в 10-30 раз.

---------- Добавлено в 11:31 ---------- Предыдущее сообщение в 11:28 ----------

Плата для такого усилителя - это ну очень большой компромисс, как ни крути в мелкой микросхеме всё рядом и питание и входы и выход. По звуку данный вариант очень неплохой, это главное.

[SAPR]

Offтопик:

Интегратор практически не вносит искажений, операционник на входе их внесёт обязательно после чего LM их усилит в 10-30 раз.

Все понятно. (зато моножила, ненужные "звезды" на ПП, полипропилен в цобеле - все в наличии).

[slawx]

Разница между полипропиленом и лавсаном в цобеле слышна очень хорошо.

[.Васильев]

Интегратор практически не вносит искажений, операционник на входе их внесёт обязательно после чего LM их усилит в 10-30 раз.

---------- Добавлено в 11:31 ---------- Предыдущее сообщение в 11:28 ----------

Плата для такого усилителя - это ну очень большой компромисс, как ни крути в мелкой микросхеме всё рядом и питание и входы и выход. По звуку данный вариант очень неплохой, это главное.

Да нет тут никакого компромисса,двухсторонку только и все.Вот к примеру с виртуальной землей по Акулиничеву,плюс в отсутствии необходимости защиты от постоянки и минимум проводов
http://s017.radikal.ru/i425/1306/8e/ce192186db5c.jpg
по поводу ОУ на входе, углублядься не буду,тут флейм это.

[locki]

"сделано не по заветам..." (с) кто то там

[SAPR]

Разница между полипропиленом и лавсаном в цобеле слышна очень хорошо.

А отсуствие шунтирующей пленки (либо керамики) по питанию прямо у ног LM слышно или нет?

[slawx]

Да нет тут никакого компромисса,двухсторонку только и все.Вот к примеру с виртуальной землей по Акулиничеву,плюс в отсутствии необходимости защиты от постоянки и минимум проводов
http://s017.radikal.ru/i425/1306/8e/ce192186db5c.jpg
по поводу ОУ на входе, углублядься не буду,тут флейм это.

Чертеж интересный очень. Спасибо.

---------- Добавлено в 12:12 ---------- Предыдущее сообщение в 12:03 ----------

Отсутствие шунтирующих конденсаторов у ног LM не слышно, нормально отрабатывается весь звуковой диапазон. Самовозбуждения нет. Микросхема не перегревается.

[Slava!!!]

Чертеж интересный очень. Спасибо.

---------- Добавлено в 12:12 ---------- Предыдущее сообщение в 12:03 ----------

Отсутствие шунтирующих конденсаторов у ног LM не слышно.

Проверялось установкой таковых?