Усилитель Prophetmaster Audio MCA-100

[Prophetmaster]

Этот УМ является третьей модификацией бюджетного усилителя, который был создан по просьбе моего друга, под его проект восьмиканального УМ для построения четырехполосной активной АС. Не знаю, будет ли продолжение в виде 8-ми канального аппарата в одном корпусе (друг остыл к многополосному усилению, как мне кажется), но вариант стерео получился интересный. Для создания данного образца был сначала заказан корпус на Али, а потом, чисто под него, разведена плата. В данном случае это необходимое условие, потому что весь усилитель (кроме силового трансформатора, сетевых фильтров, БП для РГ ATT-6 и селектора входов Максима Волобуева ATT-6) интегрирован на основной плате. На ней выпрямитель, электролиты и шунты фильтра питания, оптронная защита АС с реле, два канала усилителя, селектор входов (разведен на плате, а РГ ставится вторым этажом). Корпус был выбран такой: https://aliexpress.ru/item/327927612...65d94aa68d3AQX - симпатичный, но оказался стальным. Алюминий только лицевая панель - между отверстиями под терминалы АС нужно делать пропилы, по идее. Но я поленился (Сейчас они уже сделаны) Да и некогда было: заканчивал сборку перед самым началом Выставки РосХайЭнд 2021, на который хотел взять его с собой. Из комплектации корпуса не подходят разъемы RCA - у них гайка внутри, а нужны с гайкой снаружи, да и качество этих гнез RCA так себе. Акустические терминалы тоже "не айс", но их оставил.



Основная особенность УМ - отсутствие проводов в сигнальных цепях и короткий путь сигнала от входа до выхода. Как видно из фотографий - плата одевается прямо на входные и выходные терминалы.



Схема усилителя очень простая - ОУ с плавающим питанием и обычная двойка на выходе. В оконечном каскаде две пары Санкенов. Все. Однако он играет и очень неплохо, поэтому решил поделиться разработкой - могу заказать платы для желающих собрать самостоятельно. Плат всего две - сам усилитель и БП для РГ Antecom с встроенными сетевыми фильтрами от помех, от постоянного напряжения в сети, а также реле софтстарта, которое тоже управляется от контроллера Максима Волобуева. Можно использовать вариант от Максима - на его плате БП тоже все необходимое есть. Полный бюджет усилителя (с корпусом и комплектом АТТ-6 с ДУ от Максима Волобуева) получился около 40000 руб, но это на платах Резонит (с медью 105 мкм) с очень хорошей оригинальной комплектацией из магазинов Терра Электроника и Промэлектроника: ОУ - AD843, резисторы Wishay, Firstronics, TE-connectivity, реле Finder, Shcrack, Fujitsu, электролиты Hitachi Aic, Nichicon KA, KZ Muse, PW, FW, транзисторы Toshiba и Sanken, тор 450 Вт от Аудиоинструмент, пленочные конденсаторы Wima MKP и т.д. Катушка на выходе намотана моножилой 1 мм в лаковой изоляции, 12 витков на оправке диаметром 6 мм.
С Али - корпус с акустическими терминалами, гнезда RCA с родиевым покрытием и стальной экран для тора. Есть одна трудность при повторении сего девайса: так как выходные транзисторы стоят на плате вертикально, то для сопряжения их с радиатором охлаждения нужно дополнительно изготавливать П-образную медную пластину, "ноги" которой входят между транзисторами, а "крыша" притягивается к радиатору. В принципе, из меди толщиной до 2 мм её можно сделать дома, если есть тиски и молоток Нашел фото усилителя второй версии (с одной парой Санкенов на выходе), где хорошо видно эту пластину, как раз из меди 2 мм толщиной:



Усилитель имеет только один подстроечник - ток покоя. Нужно выставить 70-80 мА на пару и если все остальное верно собрано из исправных деталей, то аппарат сразу работает. Время задержки подключения АС задают R8 и C2. При указанных номиналах задержка составляет 5-6 сек.
Спектры снимал Александр (And$er) только с первой версии и были выявлены искажения на 1 кГц около 0.001%, у этой версии должны быть меньше. Сделаем измерения попозже. Сам я смог посмотреть несколько параметров:
- выходная мощность - 70 Вт\4 Ом и 40 Вт\8 Ом
- коэффициент демпфирования - 500 (4 Ом)
- полоса пропускания - 0 Гц - 2.5 МГц
- скорость нарастания выходного напряжения - около 150 В\мкс
- отношение сигнал\шум - более 110 дБ
- вес 12.5 кг

На плате усилителя, в цепи питания оконечных каскадов, установлено электролитов 48800 мкФ

Несколько прямоугольных сигналов с осциллографа (сняты с готового усилителя - сигнал подавался на вход RCA и снимался с выходных терминалов, то есть, все фильтры и РГ включены в путь сигнала):

1. Меандр 1 кГц:
2. Меандр 20 кГц:
3. Меандр 100 кГц
4. Ограничение сигнала:

Ограничение симметричное, но не очень красивое - следствие плавающего питания. Кстати, если убрать плавающее питание (это легко реализуется прямо на этой плате - не устанавливать R11, R12 и стабилитроны посадить на землю), то получится усилитель меньшей мощности, но с более красивыми осциллограммами. Если оставить питание ОУ +\- 18 В, то получится быстродействующий усилитель мощностью 30 Вт\4 Ом. Можно снизить питание оконечного каскада и увеличить ток покоя - до 1 А точно, термостабильность у усилителя хорошая. Чтобы загнать его в чистый класс А, нужно медную пластину согнуть из меди 2.5 мм, я думаю, или сделать цельный фрезерованный радиатор на заказ нужной формы. Только тогда придется делать пропилы под винты крепления транзисторов, чтобы радиатор можно было одеть сверху на вставленные в транзисторы винты крепления, на которых уже висят изолирующие прокладки. Иначе, очень сложно будет собрать всю эту конструкцию. Из-за того, что я между транзисторами добавил 4 низкоимпедансных электролита по 2200 мкФ, и так сложно надеть и держать гайки, когда прикручиваешь транзисторы к пластине, а если будет еще и радиатор сразу, то подлезть будет еще сложнее. Можно сначала прикрутить транзисторы к пластине, а потом впаять их - как вариант. Немножко помощнее паяльник понадобится.

Собранный в указанном выше корпусе аппарат выглядит так:



В дизайне корпуса две ручки, поэтому установлено два энкодера с кнопкой. Левому отдано включение усилителя и выбор входа (их 4 шт.), а правому - регулировка громкости и режим Mute.

Есть один нюанс на тыловой панели: обозначения акустических терминалов не соответствуют фактическому положению клемм - можно переделать тыловую панель или сделать свои надписи. А можно оставить так, если не мешает

В общем, если кому нужны платы, то пишите тут или в личку, тему в толкучке создал.


Видео с Выставки: https://zen.yandex.ru/video/watch/61...4cff1017239084 Играет этот усилитель с немецкой акустикой Fischer&Fischer

[cshiuka]

Хотелось определенности: какое падение напряжения на резисторах R10/R11 блока защиты и при каком напряжении питания?

[Prophetmaster]

Хотелось определенности: какое падение напряжения на резисторах R10/R11 блока защиты и при каком напряжении питания?

В этой схеме нужно обеспечить правильные напряжения питания на двух имеющихся реле - около 12 В на Relay2 и 21-24 В на Relay1, что возможно менять подбором резисторов R9 и R4 соответственно (если понадобится). Падение напряжения на R10 и R11 ничего не определяет и резисторов 100 Ом\0.6 Вт там достаточно при широком диапазоне величины напряжения питания.

[cshiuka]

Падение напряжения на R10 и R11 ничего не определяет и резисторов 100 Ом\0.6 Вт там достаточно при широком диапазоне величины напряжения питания.

Олег, интересно потребление блоком.

---------- Сообщение добавлено 09:01 ---------- Предыдущее сообщение было 08:57 ----------

Со схемой все понятно. Половина резисторов являются "регулировочными".

[Prophetmaster]

Олег, интересно потребление блоком.

Потребление блока защиты, практически, сводится к сумме потребления Реле1+ Реле2, то есть миллиампер 50-60 максимум, вместе с остальными деталями.

[Юрий К]

Добрый день всем.
Вот тоже собрал свой усилитель. Процесс шел не быстро..., результатом доволен. Главное - звук, меня он даже удивил своей сбалансированностью и какой то естественностью что ли, рука не тянется к "тембрам" (которых здесь и нет). Выставил только ток покоя.Слушаю на АС 8ом, пока не понял есть ли 40 ВТ выходной, по ощущению меньше...пока померить не чем. Очень помогало обсуждение темы всеми участниками ветки, всем большое спасибо,Олегу особенно - за терпение, опыт и подробные фото. Получил большое удовольствие от процесса.Усилитель мне кажется удался. Попутный вопрос - R9, R10 греются весьма сильно, насколько это нормально? это у всех так?
С уважением.

[Carter]

Попутный вопрос - R9, R10 греются весьма сильно, насколько это нормально? это у всех так?

Ну конечно же должны греться аццке (при ±45V) - замерь падение напруги на резисторе, возведи результат в квдрат и подели на его сопротивление (в Ом-ах), получишь выделяемую мощу.

[hippo64]

замерь падение напруги на них, подели на их сопротивление, получишь выделяемую мощу.

квадрат

[Carter]

квадрат

Мой косяк. Подкорректировал.

P.S.
Может ещё один стаб после резистора воткнуть?

[Юрий К]

Спасибо. Вообщем и без расчетов понятно, что должны греться исходя из того где они стоят, просто несколько смутила их мощность 0.6w и на сколько они горячие... подумал может у меня где косяк.

[Carter]

Спасибо. Вообщем и без расчетов понятно, что должны греться исходя из того где они стоят, просто несколько смутила их мощность 0.6w и на сколько они горячие... подумал может у меня где косяк.

Может вот так и туда их - на общий радиатор.

[ДимычСф]

Спасибо. Вообщем и без расчетов понятно, что должны греться исходя из того где они стоят, просто несколько смутила их мощность 0.6w и на сколько они горячие... подумал может у меня где косяк.

меня их нагрев тоже смутил. во прям ща, по совету Олега, меняю на более мощные в процессе замены того, что спалил при неудачной сборке

[Юрий К]

Может вот так и туда их - на общий радиатор.

..Эт прямо буйство конструкторской мысли). А кто кого больше будет греть, резисторы радиатор или радиатор эти резисторы?, радиатор у меня после часа работы тоже весьма горячий, думаю в корпусе под и над ним насверлить дырок для лучшего отвода горячего воздуха. Если бы на отдельный радиатор их повесить так места для него нет, еще раз спасибо за мысль. А так то Олег собирает уже не первый экземпляр и ничего не меняет, вероятно на стабильность параметров это не влияет. Спасибо.

---------- Сообщение добавлено 22:35 ---------- Предыдущее сообщение было 22:33 ----------

меня их нагрев тоже смутил. во прям ща, по совету Олега, меняю на более мощные в процессе замены того, что спалил при неудачной сборке

Я после Вашего того поста поставил 1Вт а Вы какие хотите?

---------- Сообщение добавлено 22:45 ---------- Предыдущее сообщение было 22:35 ----------

Подкорректировал.

P.S.
Может ещё один стаб после резистора воткнуть?

- так может вообще от них ( R9,R10) отказаться? и питать U1 от отдельного источника? или нарушим плавающее питание? Что то меня эта мысль гложет...

[ДимычСф]

1Вт и ставлю, как Олег советовал. Вполне нормально встали. Но, чессгря, это перфекционизм. ))) мтеллоплёнка при такой температуре вполне долговечна и стабильна, если я всё правильно понимаю

[Carter]

..Эт прямо буйство конструкторской мысли)

Прикольно, а раскалённые резисторы в конструкции вы значит буйством конструктора не считаете. Вангую - одноватники ситуацию не изменят.
Я вот свои усилители сутками не выключаю - просто забываю, да и нужды особой нет. Вот прикинь, что будет с температурой этой конструкциии в этой реализации в корпусе через сутки, если усь не выключить?

[Злой]

одноватники ситуацию не изменят.

Два по 0.5w последовательно ситуацию изменят, площадь охлаждения будет сильно больше.

[Юрий К]

Прикольно, а раскалённые резисторы в конструкции вы значит буйством конструктора не считаете. Вангую - одноватники ситуацию не изменят.
Я вот свои усилители сутками не выключаю - просто забываю, да и нужды особой нет. Вот прикинь, что будет с температурой этой конструкциии в этой реализации в корпусе через сутки, если усь не выключить?

Про буйство мысли это был легкий сарказм, извините если что, а Ваша мысль о резисторе на радиатор мне нравиться. Расчет теплорежима этих резисторов врятли при разработке схемы серьезно учитывали, основа этой схемы весьма не нова, кто был ее конструктор я не знаю, да и не важно уже. Ваша правда, одноваттники ( у меня они и стоят) ситуацию не меняют , греются заразы. Ну, а что там будет через сутки работы с температурой внутри корпуса,так нужно поставить его включенным на суточный прогон, как это делали раньше со всеми серийными приборами, потом и посмотреть. Мне правда не хочется этого делать, т.к. ночью музыку не слушаю да и расходовать лишнюю эл.энергию тоже, но ради уверенности в надежности наверно придется, скоро отпуск, время найду.

[MAXIM_A]

меня их нагрев тоже смутил. во прям ща, по совету Олега, меняю на более мощные в процессе замены того, что спалил при неудачной сборке

У меня при питании +/-40 вольт горячие, но терпимо, градусов 45-50.
Я сразу поставил по 1 ватту.

[Prophetmaster]

Попутный вопрос - R9, R10 греются весьма сильно, насколько это нормально? это у всех так?

Сколько Вольт напряжение питания?

Прикольно, а раскалённые резисторы в конструкции вы значит буйством конструктора не считаете.

В промышленных усилителях полно резисторов и транзисторов до которых не дотронуться, все в пределах ОБР. Резисторы 0.6 Вт, рассеивают около 0.4 Вт, температура резисторов около 70 градусов.

Вангую - одноватники ситуацию не изменят.

Одноваттники не сильно греются, градусов 50.

Я вот свои усилители сутками не выключаю - просто забываю, да и нужды особой нет. Вот прикинь, что будет с температурой этой конструкции в этой реализации в корпусе через сутки, если усь не выключить?

И сутки работали в корпусе, и больше, с резисторами 0.6 Вт - все нормально.

---------- Сообщение добавлено 18:37 ---------- Предыдущее сообщение было 18:30 ----------

Вот тоже собрал свой усилитель. Процесс шел не быстро..., результатом доволен. Главное - звук, меня он даже удивил своей сбалансированностью и какой то естественностью что ли, рука не тянется к "тембрам"

Поздравляю! А фото будут?

пока не понял есть ли 40 ВТ выходной, по ощущению меньше

Если ОУ питается +\-18 В, то может быть и 42 Вт\8 Ом

[Юрий К]

Сколько Вольт напряжение питания?



---------- Сообщение добавлено 18:37 ---------- Предыдущее сообщение было 18:30 ----------


Поздравляю! А фото будут?

Если ОУ питается +\-18 В, то может быть и 42 Вт\8 Ом

Олег Добрый вечер. Питающее +/- 42 В, на ОУ +/- 18 В.
А какие есть резервы увеличит выходную мощность? новый транс ватт на 400, увеличить емкость в БП, поднять ток покоя до 100-150 мА. А в ВК транзисторы выдержат?

....Фото есть, пробую вставить но пока не получается.

---------- Сообщение добавлено 22:10 ---------- Предыдущее сообщение было 22:09 ----------

вот и фотки приклеились.

---------- Сообщение добавлено 22:16 ---------- Предыдущее сообщение было 22:10 ----------

[Prophetmaster]

Приветствую! Собрано отлично, с моей точки зрения

Олег Добрый вечер. Питающее +/- 42 В

Для +/- 42 В 0.6 Вт это впритык, лучше 1 Вт. Судя по фото, резисторы похожи на 1 Вт по размеру? Или это другой тип?

А какие есть резервы увеличит выходную мощность? новый транс ватт на 400, увеличить емкость в БП, поднять ток покоя до 100-150 мА. А в ВК транзисторы выдержат?

В этой схеме все усиление идет в ОУ и выходное напряжение ограничено питанием ОУ с плавающим источником, то есть, резервов увеличения выходного напряжения нет. Ток покоя оптимальный около 70 мА на пару. Транзисторы выдержат и больше, но на звучание увеличение тока покоя не повлияет.