Возвращение к старой разработке.

[Alex Nikitin]

Примерно 12 лет назад, работая на Creek Audio, по заказу начальства я разработал усилитель А3 для Cambridge Audio (когда он пошёл в серию, то приобрёл название A3i). У серийного аппарата решением "сверху" увеличили выходную мощность с 40 до 60 Вт на канал (просто подняв питание), что привело к потенциальным проблемам с локальным перегревом на плате, особенно потому, что в целях экономии производитель отказался от использования стеклотекстолита. Поскольку мне регулярно приходится отвечать на вопросы по ремонту A3i, то я решил купить один из старых аппаратов, починить его и сделать маленькое руководство по ремонту и возможным модификациям. На самом деле 95% проблем с A3i сводятся к потере контакта в одном из светодиодов смещения или транзисторе УН (обычно один из BC640) - от перегрева. Замена транзистора и светодиода, как правило, возвращает усилитель в рабочее состояние.

Времени у меня на этот проект немного, поэтому я буду возвращаться к нему, периодически добавляя новую информацию. Начинаю я сегодня с измерений оригинального усилителя, без каких бы то ни было модификаций, после ремонта (замены светодиодов и одного BC640) .
Приборы в целом подтвердили то, что я помнил со времени разработки. Выходная мощность на 8 Ом - примерно 60 Вт, искажения на низких-средних частотах, измеренные при 20 В эфф на 8 Ом, составляли менее 0,003%. Искажения начинают расти после примерно 5 кГц и достигают 0,01% на 10кГц и 0,02% на 20кГц. Надо принять во внимание очень высокий для УМ Ку=57. При отключении нагрузки искажения на НЧ-СЧ падали до трудноизмеримых величин, практически на уровень собственных искажений моего генератора (0,0002%), что говорит о хорошей линейности УН. Разумеется, применение только "двойки" транзисторов на выходе сильно ограничило линейность всего усилителя под нагрузкой. Если к такому УН приспособить более линейный ВК, то общие искажения усилителя можно существенно снизить. Возможно, я попробую это сделать на своём экземпляре.

Ещё одна проблема со старым A3i - довольно существенное проникновения в сигнал пульсаций питания и, судя по всему, прямых наводок от переключения диодов выпрямителя. Я думаю, что эту сторону можно заметно улучшить простыми средствами.

Пока же я прикладываю несколько графиков и перерисованную мной схему УМ от A3i. Несколько примечаний к графикам:

-2 дБ соответствуют 20В эфф на выходе усилителя

помехи между 20 и 30 кГц - от управления вентилятором внутри компьютера со звуковой картой.

собственные искажения генератора и карты - примерно 0,0002% на средних частотах, чуть больше на 10 кГц.

Графики:

1) всё подключено, но питание усилителя выключено.

2) то же, но с включённым питанием. Видны помехи с гармониками выпрямителя.

3) 10 кГц, 20В эфф на 8 Ом (50 Вт)

4) 1 кГц, 20В эфф на 8 Ом

5) схема УМ

6) 2 кГц, 10В эфф, без нагрузки

Алексей

[Nikolav]

Offтопик:
Привет Игорь, помню было обсуждение (кажется ты и Анли) негативного влияния развязывающих диодов, но обоснования сия факта подзабылось. Ссылочкой не кинешься?

Alex Nikitin, скорость увеличивать будите?

[ИГВИН]

Привет Игорь, помню было обсуждение (кажется ты и Анли) негативного влияния развязывающих диодов, но обоснования сия факта подзабылось. Ссылочкой не кинешься?

Offтопик:
Привет, Олег! Вряд ли найду... Но вопрос интересен, для понимания как просадки в ВК лезут в УН.

[iRonin]

Offтопик:
Привет Игорь, помню было обсуждение (кажется ты и Анли) негативного влияния развязывающих диодов, но обоснования сия факта подзабылось. Ссылочкой не кинешься?

Offтопик:
вроде в ветке про еще один усилитель: https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=11328&page=8 (тоже Игорь)

[Melhior]

а главное - заменил диоды, развязывающие УН от ВК, на резисторы по 10 Ом

В данном случае лучше себя проявил пассивный RC фильтр.
Из каких соображений изначально было решено применить, модель выпрямитель-сглаживающая ёмкость?


Нельзя ли, для наглядности, привести принципиальную схему усилителя с которым вы экспериментируете?

Ещё вопрос: как насчёт, улучшения характеристики, работы тандема=драйвер+мосфет?

[Alex Nikitin]

По сигнальной земле шел ток защиты, в т.ч. реле?

Да, причём в самом конце её подключения к силовой "звезде" - пара сантиметров... .

А вот на схеме, которую раньше видел, диодов нет, а есть раздельное питание: +/-34 УН, +/-36 двухзвенный повторитель.
Другая модификация?

Нет, схема та же самая, просто диоды размещены на другом листе .

Какая часть выигрыша в снижении помех получилась при замене диодов на резисторы?

Заметная. Это связано с конкретной разводкой - помеха по сути проходила на сигнальную "землю" через конденсаторы питания УН (С216 и С217). Похоже, что так же проникали и нелинейные искажения . В то время, когда я его разрабатывал, у меня не было возможности измерять искажения ниже примерно 0,003%. Любопытно, что случилось со звучанием? Сегодня вечером попробую заслушать.

Добавлено через 10 минут

Из каких соображений изначально было решено применить, модель выпрямитель-сглаживающая ёмкость?

Так тогда понравилось. Это позволило немного увеличить мощность в пике. Позже я отказался от такого включения.

Нельзя ли, для наглядности, привести принципиальную схему усилителя с которым вы экспериментируете?

Она приведена в первом посте .

как насчёт, улучшения характеристики, работы тандема=драйвер+мосфет?

Какого тандема? Q7+Q8 ? Он и так неплохо работает. При повторении схемы полезно позаботиться о хорошем охлаждении драйверов Q8, Q10 (они рассеивают по 400 мВт при указанном питании) и термостабильности ВК (поставив предвыходные Q11, Q12 на теплоотвод выходных . В данный момент ток покоя гуляет при прогреве довольно заметно. Конструктивно я могу попробовать вынести Q11, Q12 с платы и привинтить их на теплоотводе. Позже попробую.

Алексей

[ИГВИН]

Любопытно, что случилось со звучанием?

Предположу, что оно стало спокойнее, уменьшились искажения шипящих звуков у солистов, тоньше стали звучать тарелочки, особенно в тихих местах. Возможно, яснее слышны звуки в глубине сцены.

[AudioKiller]

У серийного аппарата решением "сверху" увеличили выходную мощность с 40 до 60 Вт на канал (просто подняв питание), что привело к потенциальным проблемам с локальным перегревом на плате, особенно потому, что в целях экономии производитель отказался от использования стеклотекстолита.

Причем Cambridge Audio, это конечно не крутейшая Hi-End фирма, но... И такой интересный подход к конструированию, причем все рекламные простекты вещают типа: "...не едим, не пьем, ночи не спим - все думаем, как улучшить качество звука...".

Alex Nikitin, А не пробовали вообще откажаться от общего питания выходников и УН? От того же транса, только добавить отдельный маломощный выпрямитель. Что-то в последнее время мне такие решения начинают очень нравиться.

[Alex Nikitin]

такой интересный подход к конструированию

В 1996 году у них ещё просто не было своих разработчиков, всё делалось на стороне. Потом они собрали собственную команду, но довольно посредственную, поэтому и притянули позже Дугласа Селфа, как консультанта-разработчика. Звуку это сильно не помогло. Несмотря на проблемы, настроенный A3i звучал лучше, чем практически все более поздние аппараты от СА .

А не пробовали вообще откажаться от общего питания выходников и УН?

Разумеется, я так делал - это вполне стандартное решение, просто неприменимое в таком бюджетном аппарате.

Алексей

[Melhior]

Она приведена в первом посте

Сударь, шутить изволили?
Если мне ни изменяет память, вы отдавали предпочтение ВК на мосфетах?

Какого тандема? Q7+Q8 ? Он и так неплохо работает.

Нет, имелось ввиду улучшенный N-канальный(она же модификация А52), т. е. тандема M1+M3

[Alex Nikitin]

имелось ввиду улучшенный N-канальный(она же модификация А52), т. е. тандема M1+M3

В этой ветке есть смысл обсуждать только данную конкретную схему . С ней я сейчас и экспериментирую. Как можно, кстати, заметить, линейность этой схемы УН похоже, не хуже, чем у новых драйверных микросхем от National - LM4702, например.

Алексей

P.S. - прикрепляю пару картинок выхода A3i при предельной скорости нарастания сигнала (сильная перегрузка меандром по входу, так как входной фильтр я не удалял, то это простейший способ). Как можно заметить, скорость нарастания примерно 40 В/мкс (измерялось на нагрузке 8 Ом).

[Walter]

Алекс, а почему ЗВП3306 ? С5, С3, Р11 это ведь из-за него.
Зачем было городить из простого повторителя такую архитектуру?

[Alex Nikitin]

Алекс, а почему ЗВП3306 ? С5, С3, Р11 это ведь из-за него.
Зачем было городить из простого повторителя такую архитектуру?

Затем, что в результате получается очень высокое усиление и линейность при простой схеме. Как можно заметить, искажения самого УН даже вблизи ограничения ниже моих возможностей измерения (которые составляют примерно -110 дБ) . Коррекция здесь в основном сделана под выходной каскад, без него УН может быть значительно быстрее.

Алексей

[Walter]

А с ВСххх соответствующей полярности сильно хуже?

[Alex Nikitin]

А с ВСххх соответствующей полярности сильно хуже?

С одним биполяром на месте полевика усиление упадёт в десятки раз, надо, как минимум, дарлингтон, но и с ним не так всё просто, изменится спектр искажений. Мне с полевиком больше понравилось в своё время. A52 (очень похожий УН, но с полевиками в дифкаскаде для честного балансного входа, и с N-канальным выходом) был лучшим серийным УМ из мной сделанных, я думаю.

Алексей

[Andrey Orloff]

Приветствую Алексей! А Вы не пробовали вместо R16, R18 использовать один резистор суммарного сопротивления, оторвав от земли? Мои эксперименты показывали, что в таком случае результат по звуку лучше. Но это справедливо только для нестабилизированного питания и связанно с тем, что помехи и пульсации в "+" и "-" ветвях питания разные (при работе под нагрузкой) и токи через резисторы получаются разными, а в предложенном варианте они выравниваются. Также и R8 желательно удвоить и подключить к "+U" , а не на землю (в итоге экономия - один резистор . Но это всё моя имха. Мне просто интересно, чем Вы руководствовались, подключив их таким образом, если не секрет?

[ИГВИН]

Мне просто интересно, чем Вы руководствовались, подключив их таким образом, если не секрет?

Возможно, не хотелось ставить двухваттные резисторы?
Мне предложенный Андреем вариант больше нравится.
Можно просто последовательно оставить те же два одноваттника, без земли.
Кстати, безземельные варианты вообще выглядят предпочтительней, потому что отвязаны от земли. Меньше проблем.

[митяич]

еще бы кто-нибудь не поленился бы плату развести...

[Александр Котов]

Так развели давно, читай первый пост, теперь улучшают.

[Alex Nikitin]

А Вы не пробовали вместо R16, R18 использовать один резистор суммарного сопротивления, оторвав от земли?

Разумеется, пробовал - во многих усилителях Creek было именно так и сделано. Здесь тоже можно было бы так сделать. Вполне возможно, что я сделаю переработанный вариант этого усилителя через какое-то время.

Алексей

[passat]

Чем можно заменить(если можно) этот ZVP3306?