Автомобильный самоосциллирующий высококачественный стерео усилитель 2х100Вт

[sousmanster]

Развитие схемы началось в ветке "усилители класса D".
В основе модулятора - UCD ОС с дополнительным "интегратором".
Параметры последней версии с ОУ AD823.
С/Ш на 5 Вт, дБа: 105 RMAA
THD+N@1W,дБ:-97
Выходная мощность на 4 Ом, при КНИ 0,1%, 14,2В питания,КТ пн=2.2(31В),Вт: 80 DSSF
КНИ на 10% мощности, %: 0,0008% DSSF
ИНИ 19к, 20к, 4 к 1, на 7Вт, 4 Ом,не более,%: 0,0009% spectraplus
Диапазон воспроизводимых частот по уровню -3дБ, Гц-кГц: 5-45 модел.
Подавление соседнего канала, не менее, дБ: 68
Потребляемая мощность без сигнала, при 12,6В, Вт: 5,2
Частота преобразователя источника питания, кГц: 65
Частота несущей УМ, кГц: 510+/-25
Остаток несущей на выходе, мВ скз: 80
Постоянное напряжение на выходе макс+/-, мВ скз: 15.
Максимальное напряжение на выходе, Вамп (скз):28(20)
Минимальная частота при самых неблагоприятных условиях в клиппе, кГц:210

График КНИ от мощности снят в режиме ASIO в положении регуляторов 100%. Ку усилителя 16,4 раза, максимальное напряжение источника 2,08 Вскз.
0дБ=34Вскз(без учета ограничения)=298Вт на 3,9 Ом.
Для измерений использовалась внешняя USB карта E-MU0204, сопротивление 3,9Ом, делитель 1к10, ,пассивный RC фильтр 1k2 2n2 1k2 820p 1k2 820p 1k2 на NPO конденсаторах.

Текущие версии ПП:
Принципиальная схема 1.57.
Main 1.47
PWM DRV 1.21
MDR 3.3

Устройство по схеме двойного моно с общим трансформатором питания и гальванической развязкой между землями УМ и ИП. В БП реализована защита от сверхтоков (считывание тока с переходов транзисторов ПН)В УМ штатные защиты IRS20957.Кроме того полноценно реализован режим STBY по сигналу от магнитолы.
С версии схемы 1.57 реализована защита от постоянного напряжения на выходе каждого канала и защита от чрезмерного падения частоты осцилляции.

Текущая стоимость запчастей на комплект стерео усилителя около 65 у.е. включая корпус, но без учета ПП и пересылки.
Корпус доступен по Украине с "Космодрома" по цене 250грн.

Субъективное: на усилителе отчетливо слышны огрехи источника(если они есть), разница между примененными ОУ. Характер проявляется особо с хорошим ЦАП. Прекрасная локализация КИЗ.

03/04/15 Привел файл платы и файл схемы в соответствие. Добавил перечень компонентов. Ошибки в обозначениях могут быть, но платы 100% рабочие.
13/04/15 Внесены изменения в номиналы схемы защиты УМ. Настройка на 14А при 20С. В перечень пока изменения не внесены.
22/04/15 Исправлена мелкая ошибка на основной плате (С67)
14/05/15 внес изменение в схему включения диода VD1 на плате управления ПН (PWR DRV) и номинал резистора R2.
20/06/15 Исправлена ошибка в полярности диода VD10 в плате прошлой версии, в новой он обозначен как VD9. Удален диод VD1. Внесены незначительные изменения в трассировку ПП. Новые версии схема 1.55, основная плата 1.45, управление питанием 1.20, модулятор 3.28.
07/07/15 Изменена схема ограничения модулятора. Некоторые элементы принципиальной схемы. Новые версии схема 1.56, основная плата 1.46, управление питанием 1.20, модулятор 3.3.
08/11/15 Добавлена защита от постоянного напряжения на выходе, изменены номиналы на плате модуляторов, изменен КТР трансформатора до 2х2,5
19/03/16 Изменены номиналы некоторых деталей, убрана сквозная нумерация. Увеличен КТР трансформатора до 1к3, добавлены обмотки и выпрямители для питания модуляторов, снижена индуктивность фильтрующих дросселей в ПН, увелично время мягкого старта, увеличен рабочий цикл ПН. Версии схем выложены https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2188406. Старую схему из шапки не убираю пока. Версии схемы 1_58, плат : основной 1_48, модулятора 1_32, управления питанием 1_22.


Перечень компонентов временно недоступен.


Изучается интерес к изготовлению заводских ПП. Отписывайтесь в личку, или тут. Проект открытый.
Сами платы вполне можно изготовить в домашних условиях.


Осциллограммы.
Ограничение. Так-как ИБП в питании был слабый, то снизил напряжение.
Шум на шине питания на мощности около 7Вт. Осциллограф 100МГц. (на ножках транзистора)
Тоже
Пульсации питания модулятора (+12В) на мощности 25Вт
Сигнал на входе "интегратора", ХХ.
Вход IRS20957 (прямо на ножках микросхемы)

Схема модулятора 3_32 https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=70258&p=2155875&viewfull=1#post2155875

Платы можно приобрести тут:https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=73930
---------- Сообщение добавлено 14.49 ---------- Предыдущее сообщение было 14.14 ----------
14.49 ----------

[mixa24]

R41 и C38, R45 и C37- бутербродики, как я понял?

[sousmanster]

да, конденсаторы это опция, по большому счету.

[ostashv-evgeniyy]

Сейчас послушал усилитель, правда слушал на простенькой акустике MISSION m32, источник- серьезно переделанный Denon DCD-755.
Скажу сразу, усилитель очень мне понравился, очень хороший усилитель .
Самое главное- он играет лучше моего ВП-2006, правильно собранный не на дешевой комплектухе. Мой ВП2006, мы сравнивали с разными не дешевыми серийными усями, ВП на их фоне звучал очень достойно.
Так вот, я начал сначала слушать усилитель Юры, он мне очень понравился. Бас не сильно глубокий, но в принципе глубины хватает. Естественно собранный и не имеющий ни какого намека на гудеж, бубнеж и прочую хрень. Сч диапазон- просто сказка! Мужской вокал наполненный, глубокий, как и женский, открытый, живой, в общем послушайте сами. По ВЧ явного завала- нет, звук не глухой, претензий к ВЧ пока нет, но точно будет понятно, что там с ВЧ, только после прослушки на хорошей акустике, а она у меня пока в ремонте, к сожалению. После того как послушал включил ( точнее включил я его за минут 20 до этого, что бы он прогрелся) свой ВП2006, через пару минут захотел его выключить. С басом в моем услителе все в порядке и глубины там больше, благодаря правильному БП. Но вот СЧ, по сравнению с усем Юры- просто ни о чем. Нет той открытости выразительности и наполненности, мужской вокал звучит гораздо легче (не хватает глубины и наполненности на нижней середине), чем на усе Юры.
Как только доделаю акустику, буду слушать усилитель Юры с ней и ЦАПом Хамелеон 2хAD1855 ( питание AD1855 - блек гейт Nx-HiQ 2х47мк по схеме super E-Cap + чуть изменил обвязку max6350, остальные эл.литы в обвязке ад1855 - блек гейт стандарт по 47мк, в питании оу выхлопа - ничикон кз).
Но, естественно, я не мог не залезть в него с паяльником и демонтажной станцией. Изменил схему выходного фильтра, уменьшил емкость до 0.47мк, в симуляторе с такой емкостью меандр на нагрузке красивее, без выбросов. Остатки несущей на нагрузке 4 ом, при напряжении на выходе 18в (40 вт)= 340мВ RMS (намерил своим Tektronix TDS350). В первичке 4700мк Хитано ESX + Oscon SP 270мк, во вторичке 8 по 2200мк 50в Хитано ESX. ОУ в модуляторе- мои любимые LT1361. Ну и, естественно, входные разделительные кондеры махнул на Ничикон ES 47мк 16в. Поставил гейн на входе.
Ах, да, подкорректировал скорость срабатывания защиты, она не давала запускать БП с такими емкостями во вторичке. После корректировки запитал усь от БП 14.2в 50А и коротнул отверткой вторичку, защита сработала, все живы

[sousmanster]

Рад что так)) Спасибо за отзыв.

---------- Сообщение добавлено 23.31 ---------- Предыдущее сообщение было 23.19 ----------

2200мк 50в Хитано ESX.

вошли по габаритам?
чьерт, никак не могу такие купить, чтоб 2200 на 50В и 16х32 макс были.

[ostashv-evgeniyy]

Теперь немного дегтя добавлю. Нужно обязательно сделать гейн! Потому как у авто аппаратуры очень разное вых напряжение. Может быть 2в, в дешевых моделях, может 6в и даже 8в. Хотя обычно 4в.
ОБЯЗАТЕЛЬНО нужно сделать защиту от постоянки на выходе. Я спалил мидбас в своих MISSION m32, но уже починил и слушал на исправных АС.
Постоянка появилась из за того, что перетянул болты крепления платы, где прижимаются вых ключи (я так думаю).
Разобрал, усь, подключаю- все норм. Собрал в корпус, опять постоянка, открутил крышку с RCA разъемами, дотронулся до платы постоянка пропала, оставил так...
Постоянка- положительная шина питания, причем, когда она присутствовала, из модулятора не шел меандр на драйвер. Это все ерунда, надо просто разобраться, где что коротит на плате при затяжке.
Другое дело, если пробьет выходной ключ на шину питания, акустика ни как не защищена. А если акустика под сотку рэ стоит, может случиться неприятность.
Нужно завести защиту от постоянки на схему зажиты от перегрузки, я думаю это будет очень просто, но это нужно обязательно сделать.
резистор 0ом с балансного входа на массу, я убрал, из за него вся прелесть балансного входа- коту под хвост. я поставил 220 ом, чтобы вход не "болтало", но он теперь не притянут жестко к массе и не создает контура по питанию 12в и входу, соответственно не будет фона от работы генератора автомобиля (писк тон которого коррелирует с частотой вращения двигателя).
При приближении вых. напряжения к напряжению шин питания звук немного плохеет. Но т.к. в моем экземпляре, при питании 14в на вторичке около +-30в, плохеть начинает рановато, но я слушал на акустике 8 ом, может в этом дело, для 4 омной нужно напряжение по меньше. Но все же питание лучше поднять.
как-то так

---------- Сообщение добавлено 00.50 ---------- Предыдущее сообщение было 00.49 ----------

чьерт, никак не могу такие купить, чтоб 2200 на 50В и 16х32 макс были.

Да, как раз в притык.

---------- Сообщение добавлено 00.58 ---------- Предыдущее сообщение было 00.50 ----------

В общем, надо будет с тобой придумать защиту, собрать на отдельной платке и вкорячить в усь. После этого дам послушать нашим Питерским любителям премиум аппаратуры, я думаю их удивлю.

[sousmanster]

А если акустика под сотку рэ стоит, может случиться неприятность.

этот вопрос прорабатывается....
Все любят все перетягивать, это я уже заметил. Даже предупреждаю специально... Хорошо, что без последствий обошлось.
Защита от постоянки нужна конечно, но, в основном, от неисправности модулятора. Если пробивает ключ-автоматически пробивается и второй, в итоге Кз и шутдаун БП. Это в 95% случаев, ИМХО.
Гейн штука полезная, но требует буферный каскад. иначе он будет кривой.
А для защиты, очевидно, надо еще один субмодуль добавить.

[sousmanster]

Постоянка- положительная шина питания, причем, когда она присутствовала, из модулятора не шел меандр на драйвер.

постоянка может появится, когда нет земли на плате модулятора. ну и когда модулятор неисправен. По моим експериментам, в модулятор подходят не все ОУ. Чтобы это предотвратить, нужно увеличить номиналы резисторов R108, R109 до 80-100К.


Чуть позже выложу схему защиты. есть возможность чуть расширить плату управления питанием и туда защиту от постоянки добавить. Правда сколько времени на доводку пойдет неизвестно.

резистор 0ом с балансного входа на массу, я убрал,

у меня без резистора (перемычки) как раз прослушиваются помехи от генератора, правда с сопротивлением я не пробовал, но терзают смутные сомнения.

[ostashv-evgeniyy]

постоянка может появится, когда нет земли на плате модулятора. ну и когда модулятор неисправен. По моим експериментам, в модулятор подходят не все ОУ. Чтобы это предотвратить, нужно увеличить номиналы резисторов R108, R109 до 80-100К. .

Это было только в левом канале, в правом но каких проблем. И прошло после того, как потрогал плату. Тут дело не в ОУ, а в контакте или его отсутствии.

[sousmanster]

Это похоже на неисправность

Проще всего реализовать схему защиты "брига", так как она требует только однополярное питание.
Вот что ей гасить? Блок питания или переводить усилитель в стенд-бай?

[Dimonis]

переводить усилитель в стенд-бай?

И что это даст? Если вылетели ключи или издох драйвер .......

Проще всего реализовать схему защиты "брига", так как она требует только однополярное питание.

Проще всего на двунаправленном оптроне ( или два обычных - встречно-параллельно) и вабще питание не потребует .
В бриговской много деталек и даже электролиты ! Вот стандарт :



Ну или у бруно в UcD2000 подсмотри , та защита и с мостом справляется.

[ostashv-evgeniyy]

Даже если в стенд бай переводить, то уже хорошо. За секунду мидбас не сгорит от 30 вольт.

---------- Сообщение добавлено 00.39 ---------- Предыдущее сообщение было 00.30 ----------

Все, понял о чем речь...
Я имею в виду встендбай переводить БП.

[sousmanster]

Dimonis, спс за пример. схему UcD2000 пока не встречал
На твоей схеме не правильно обозначены транзисторы. BC847 -npn, bc857-pnp

[ostashv-evgeniyy]

А если, просто взять 4 оптрона, сид-тиристор?
Светодиоды через резюки к выходам УМ, параллельно светодиодам стабилитроны для ограничения тока. Тиристоры запараллелить, что бы коротили ремоут на землю.

[sousmanster]

схема Dimonis мне нравится. бриг у меня в симуляции не работает как надо. Я сейчас развожу печатку.
Несколько проблем возникает. Во первых нужно стерео, во вторых развязка от земли ИПН.
Чувствительность вполне достаточна в 6В. От 6В ничего не сгорит.

если есть наметки-выкладывай сюда, сравним, что лучше.

[ostashv-evgeniyy]

Так вот оптроны- это просто и с развязкой, да и чуйка около 2 вольт.

---------- Сообщение добавлено 17.50 ---------- Предыдущее сообщение было 17.48 ----------

схема Dimonis мне нравится. бриг у меня в симуляции не работает как надо. Я сейчас развожу печатку.
Несколько проблем возникает. Во первых нужно стерео, во вторых развязка от земли ИПН.
Чувствительность вполне достаточна в 6В. От 6В ничего не сгорит.

если есть наметки-выкладывай сюда, сравним, что лучше.

Если использовать этот усь в поканальном усилении, то серединки или пищалки вполне могут погореть.

[sousmanster]

Я пробовал с оптронами. Входное сопротивление лимитирует. Больше 47к не поставить, тогда нужно увеличивать емкость, срез должен быть 0,3Гц минимум, это раз, во вторых с 47к минимальная сработка будет примерно от 8В, выходное напряжение оптронов нарастает не скачкообразно а плавно

[ostashv-evgeniyy]

Чего-то я затупил... Забыл про отсечку переменки.
Оптроны с тиристорами срабатывают скачкообразно. Я на них делаю защиту от перегрузки в автомобильном варианте Никитинского уся на полевиках.

[sousmanster]

таких не встречал. Кинь марку сюда.
хорошие схемы с использованием двухполярного питания, но для двойного моно очень много мороки с подводкой его к плате.

[ostashv-evgeniyy]

Кстати, посмотрел схему ПРО версии ВП2006, там стоит мощный тиристор, который коротит шины питания. Очень хорошая идея. Только нужен "суровый челябинский триак" , который не сдохнет сам в бою. Он будет мгновенно разряжать ёмкости питания, соответсвенно этот усь не сожжет даже пищалки.

[Dimonis]

Dimonis, спс за пример. схему UcD2000 пока не встречал
На твоей схеме не правильно обозначены транзисторы. BC847 -npn, bc857-pnp

На сайте Хипекса в апноуте есть фрагменты узлов.
Да точно .

---------- Сообщение добавлено 19.13 ---------- Предыдущее сообщение было 19.09 ----------

А если, просто взять 4 оптрона, сид-тиристор?
Светодиоды через резюки к выходам УМ, параллельно светодиодам стабилитроны для ограничения тока. Тиристоры запараллелить, что бы коротили ремоут на землю.

Зачем все удваивать ? И нахрена тиристоры городить ? Там у 494 два ОУ свободные , сделать на одном триггер-защелку.

---------- Сообщение добавлено 19.21 ---------- Предыдущее сообщение было 19.13 ----------

Во первых нужно стерео, во вторых развязка от земли ИПН.

Просто оба канала через резисторы суммировать , а земли ведь имеют один потенциал.......
Дабы не изобретать лисапет в очередной раз - возьми схему любого автоуся и глянь решение.