Audiomaniac Amp No1 - автоверсия

[Alex-L]

Концепция. Схема 4.1 = 2 фронт + 2 тыл + сабвуфер. Аналоговая звуковая карта (склоняюсь к ASUS Xonar DX, т.к. давно использую её дома в связке с Audiomaniac Amp No1) + 5 моноблоков: на каждый канал усиления свой источник питания и усилитель мощности.
"Моноблок" конечно не самое экономичное в финансовом плане и в плане энергопотребления решение, но имеет и свои плюсы: абсолютное разделение каналов, полное исключение земляных петель, питание каждого канала от своего источника, удобство масштабирования системы.
За основу взят усилитель на LM3886 по мотивам Маньяка-Романова. Выбор обоснован тем, что данный усилитель давно и исправно трудится дома, очень хорошо себя зарекомендовал, как по надежности, так и по качеству звучания.
Конструктив.
Без ущерба феньшую и концепции авторов, все удалось уплющить на двустороннюю плату размером 222 х 47 мм. На плате нет входного LC-фильтра по питанию - он будет на отдельной плате, общий для всех каналов. На этой же плате будут располагаться выходные фильтры каналов.
При разработке платы особое внимание было уделено силовой части, разводке земляных проводников и слаботочных цепей. Входные разъемы и регулятор громкости также расположены на основной плате.
В финальной версии платы, в части преобразователя, немного нарушена симметрия из-за применения радиаторов ключей, т.к. при длительной работе на максимальной мощности они все же немного греются.
На плате предусмотрены места для установки элементов снаберов первичной и вторичной обмоток трансформатора, хотя они и не нужны.
Изображение платы, схемы узлов и расчетные данные трансформатора прилагаются.

На данный момент собран и тестируется прототип устройства.
Плата самодельная, односторонняя, с 5-ю перемычками. Радиаторов на ключах и диодах нет, снаберов в первичке и вторичке трансформатора нет, резисторов в затворах ключей нет.
Питаюсь от импульсного, нестабилизированного источника для светодиодных лент 12V/15A. Напряжение на входе преобразователя = 12.2v. Напряжения питания получились: для 3886 +/-27.5в, для ОУ +/-13.2в. Просадок, в т.ч. и под нагрузкой, не обнаружено.
Прямоугольнички на выходах ШИМ, на концах первички и вторички красивые и ровные, в т.ч. и под нагрузкой.
Постоянка на выходе -50мВ - грешу на самодельную, плохо промытую плату.
Ключи немного разогреваются при длительной (около 2-х часов) работе на максимальной мощности. Трансформатор, диоды, дросселя - холодные. Совсем немного греется микросхема ШИМ и резисторы со стабилитронами питания ОУ.

Несмотря на далеко не аудиофильские комплектующие, качество звучания отменное! Усилок уверенно тянет как широкополосную акустику Arslab AC-1, так и автомобильный сабвуфер DLS M110 in box. Частотный диапазон хороший, бас плотный и упругий. Гонял его целый день - звучание не утомляет.
Можно сказать - проект удался!

Прототип:


Трансик вторичка (первичку не сфоткал - увлекся):



Финал:




Фото галерея:
Все фото в хронологическом беспорядке
#1 5CH Для личного пользования
#2 5CH Заказ
#3 5CH Заказ

Отзывы:
Отзыв о прослушке прототипа
Не совсем отзыв - результаты участия в соревнованиях по автозвуку в категории SQ, с этим усилителем разумеется.

Обсуждение на PcCar

[Alex-L]

Платки сделались:

[Alex-L]

Процесс идет:

[dee-jan]

Зря не добавили/усилили дорожки под банками на другой стороне. Это же АБ класс, потребление непостоянное. требует низкой индуктивности дорожек питания.

[Alex-L]

За основу взят именно усилитель Ильи, как полностью устраивающий меня лично, и адаптирован к авто с минимальными изменениями. Часть платы относящаяся к усилителю практически полностью содрана с платы Романова, ну разве что чуть-чуть причесана.

[Alex-L]

Радиатор:


Трансики:


Как намотались/скоммутировались обмотки - мне не нравится Поначалу пытался перематывать, но получается все равно в большей, или меньшей степени криво.

Платки:

[Alex-L]

Сборка:


При установке платы перпендикулярно плоскости радиатора, у меня не получилось чтобы ЛМ-ка прижалась к радиатору всей плоскостью! Начинаю притягивать винтом - верх прижимается, а снизу (ближе к выводам) зазор ~0.3мм остается. Странно! Вроде отверстия под ЛМ-ку на плате строго по даташиту размечал. Сделал проставки из листового латуния. С обеих сторон промазал термопастой.




Собрал:




Ну, обо всем по порядку…

Трансформаторы получились как под копирку: питание 3886: +24, -23.9; питание операционников: +13, -12.9 – на всех пяти каналах. Сначала обиделся (предполагалось +/-27 на 3886), потом покурил даташит: при +/-24 выходная мощность 55Вт – нормально – цель не сорвать двери с петель, а получить качественный звук. Посмотрев еще раз внимательно собственные расчеты – понял, что +/-24 вольта – это норма при входном 12.2. Непонятно почему в прототипе +/-27! Транс конструктивно по-другому не намотаешь: 16 витков вторички в четыре провода – больше не влезет, меньше заметно будет, и 7 (фактически получается 7.5) витков первички в восемь проводов. Все пять трансов втыкал в прототип: +/-24, родной прототиповский транс: +/-27. Мистика…

Постоянка на выходах каналов: +1.9, -19.6, -12.8, -17.3, +2.9 мВ.
Все в норме, но не понятно, почему такая огромная разница между крайними и средними (условно) каналами! Все одинаково: детали, платы, технология сборки, качество/количество мойки…

Получился какой то класс А! Ток покоя пяти каналов 1.5А. При громкости (двух каналов) ближе к середине, ток потребления возрастает всего лишь до 2 … 2.5А. Больше увидеть не получилось – негде мне его на всю катушку включать, ибо соседи тоже человек, да и у меня башка не железная.

Основной радиатор, при половинной громкости двух каналов (остальные три канала неактивны: питание подано, входной сигнал отсутствует, нагрузка не подключена) теплый: китайский мультиметр с термопарой показывает 39-40 градусов. Стали греться трансформаторы: 36-37 градусов, такие же ключи (даже на радиаторах BLA). В прототипе все было холодное вообще без радиаторов – тоже не понятно. Диоды холодные. Дроссели по питанию на кросс-плате холодные. Чуть теплые стабилитроны и резисторы в питании операционников, но это нормально – и в прототипе и в «домашке» так же.
upd: Походу, все прогревается равномерно от основного радиатора: постепенно температуры всех компонентов становятся равны температуре основного радиатора: 38-40 градусов, при работе двух каналов на половину громкости. Прототип то «на улице» жил, а тут все в корпусе… Так что все нормально.

Звук хороший! Не умею описывать звучание, но просто приятно слушать! Все на месте: и высокие, и серединка, и басы присутствуют достойно даже без сабвуфера! И не утомительно!
Возвращаясь к выходной мощности. Не знаю, что там за цифры 120-210-300Вт на коробках от акустики и усилителей китайцы рисуют…, а этот усилок я НЕ МОГУ два канала одновременно на полную мощность выкрутить! Не то чтобы искажения, нет, а просто ОЧЕНЬ громко! А пять каналов…!

Очень интересно было бы его обмерять грамотно: RMAA (как нагрузить…?), спектры снять… Ну и вообще – чтоб все по науке… Может есть у кого опыт, желание, возможность?

Все фото в хронологическом беспорядке 5-ти канальной версии усилителя в моем исполнении.

[enigmaxp]

Лёха, мои поздравления !
Очень здОрово смотрится. Уже в а/м слушал, как звук ?

[Alex-L]

Привет!
В авто таскал пока "на соплях" и подключал только два канала к бортовому выходу материнки DN2800MT (кодек ALC888S). Подключал естественно фронты: Morel Dotech Ovation 6 - ай красава!
Для окончательной установки нужно купить нормальную звуковуху и переделать под неё системник. Ибо в теперешний конструктив она никак не вписывается.
USB - не хочу.

[quinine]

При установке платы перпендикулярно плоскости радиатора, у меня не получилось чтобы ЛМ-ка прижалась к радиатору всей плоскостью! Начинаю притягивать винтом - верх прижимается, а снизу (ближе к выводам) зазор ~0.3мм остается. Странно! Вроде отверстия под ЛМ-ку на плате строго по даташиту размечал. Сделал проставки из листового латуния. С обеих сторон промазал термопастой.

А не получится сначала ЛМ-ки к радиатору прикрутить, а потому уже всё остальное над ними собрать? Вообще конечно известная тема что лучше брусочки использовать, но у меня и так трудятся на винтах.

Трансформаторы получились как под копирку: питание 3886: +24, -23.9; питание операционников: +13, -12.9 – на всех пяти каналах. Сначала обиделся (предполагалось +/-27 на 3886), потом покурил даташит: при +/-24 выходная мощность 55Вт – нормально – цель не сорвать двери с петель, а получить качественный звук. Посмотрев еще раз внимательно собственные расчеты – понял, что +/-24 вольта – это норма при входном 12.2. Непонятно почему в прототипе +/-27! Транс конструктивно по-другому не намотаешь: 16 витков вторички в четыре провода – больше не влезет, меньше заметно будет, и 7 (фактически получается 7.5) витков первички в восемь проводов. Все пять трансов втыкал в прототип: +/-24, родной прототиповский транс: +/-27. Мистика…

Если использовать стабилитроны 2%, то скорее всего будет +-13 В ровно на операх. Но это правда скорее всего ничего не даст
Мистики точно не должно быть, видимо как-то чуть не так намотал прототиповский транс?
+-24 для ЛМ-ки - очень хорошо, она в этом диапазоне напряжений минимальные искажения даст.

Постоянка на выходах каналов: +1.9, -19.6, -12.8, -17.3, +2.9 мВ.
Все в норме, но не понятно, почему такая огромная разница между крайними и средними (условно) каналами! Все одинаково: детали, платы, технология сборки, качество/количество мойки…

Разброс оффсета в пределах нормы, так что это всё зависит от допусков элементов внутри микросхемы, они же там планарные диффузионные, кароч всё в порядке.

Стали греться трансформаторы: 36-37 градусов, такие же ключи (даже на радиаторах BLA). В прототипе все было холодное вообще без радиаторов – тоже не понятно.

Так в итоге они греются сами по себе или от радиатора? Резисторов-то в затворах нет, вроде греться не должны... Ну и трансы тоже... Может от радиатора всё таки?

И не утомительно!

Это главный показатель (интермодов высоких порядков). И это хорошо!


Работа титаническая! Поздравляю и спасибо за такой проект, думаю что в магазине такой можно сейчас только за очень и очень дорого купить.

---------- Сообщение добавлено 22:21 ---------- Предыдущее сообщение было 22:17 ----------

Offтопик:

USB - не хочу.

А чо?

Может USB - SPdif конвертеры и ЦАПчик? Точнее три конвертера и три цапчика?

У меня использоваться будет вот такое: http://www.ebay.com/itm/CM6631A-24bi...0AAOSwxCxT71qt

и вот такое: http://s-audio.systems/catalog/dac-symphony

[Alex-L]

А не получится сначала ЛМ-ки к радиатору прикрутить, а потому уже всё остальное над ними собрать?...

Ну может быть и можно как-то извратиться... А как мыть, тестировать... Не. Я просто как-то об этом не задумывался когда паял: и засадил их глубоко - можно было бы и повыше (тогда и подогнуть можно было бы), и плату можно было бы (пока голая) подпилить на эти 0.3мм.

...Если использовать стабилитроны 2%, то скорее всего будет +-13 В ровно на операх. Но это правда скорее всего ничего не даст... ...Мистики точно не должно быть, видимо как-то чуть не так намотал прототиповский транс?......+-24 для ЛМ-ки - очень хорошо, она в этом диапазоне напряжений минимальные искажения даст......Разброс оффсета в пределах нормы, так что это всё зависит от допусков элементов внутри микросхемы, они же там планарные диффузионные, кароч всё в порядке.

Согласен по всем пунктам!

...Так в итоге они греются сами по себе или от радиатора? Резисторов-то в затворах нет, вроде греться не должны... Ну и трансы тоже... Может от радиатора всё таки?...

От радиатора в замкнутом пространстве корпуса все равномерно прогревается. Пробовал пару каналов, по отдельности конечно, на другой радиатор (от прототипа) без корпуса вешать - все холодное. Вот как оно в багажнике жить будет...? Специально датчик температуры повесил - хоть наблюдать можно будет в реальном времени...

Это главный показатель (интермодов высоких порядков). И это хорошо!Работа титаническая! Поздравляю и спасибо за такой проект, думаю что в магазине такой можно сейчас только за очень и очень дорого купить.

Спасибо!

[quinine]

Очень интересно было бы его обмерять грамотно: RMAA (как нагрузить…?), спектры снять… Ну и вообще – чтоб все по науке… Может есть у кого опыт, желание, возможность?

Нужно проверить на устойчивость и линейность:

Устойчивость:

1. Нагружаем выход "безиндукционным" проволочным резистором 4 Ом 70 - 100 Вт.

2. Подключаем ко входу усилителя генератор прямоугольного сигнала с минимальным вых. напряжением. и частотой 50 - 100 кГц (фнч R12 C16 вроде не помешает, так как он на 700 кГц).

3. Подключаем осциллограф к + и - С5 на выходном фильтре (то есть на входе вых. фильтра).

Устанавливаем на выходе напряжение 1 В и смотрим форму волны. Она должна быть гладкая без ВЧ переходных процессов, без искривления фронтов. Наверху на полке могут быть выбросы, одиночные величиной не более 5% от общей амплитуды, но без колебательных процессов!

Затем повышаем уровень на генераторе и доводим сигнал на выходе почти что до ограничения, и без ограничения измеряем заново.

Форма сигнала должна остаться такой же. Может только появиться утолщение линии в момент изменения сигнала (переход к и от полки), это маленькая по амплитуде волна и это нормально. Это измерение желательно сделать без особых задержек (не длительно), так как усилителю при нём не сладко.

Далее, точно также подать на вход усилителя синус 50 - 100 кГц. Увеличивать амплитуду на выходе усилителя от 1 В до ограничения, затем увеличить амплитуду на входе ещё на 20 - 40% после захода усилителя в ограничение.

Плоские, обрезанные верхушки сигнала и выход из ограничения должны быть чистыми без ВЧ колебательных процессов. Допустим только коротки колеб. процесс содержащий не более 1 колебания (периода).

Более гладкой формы переходных процессов можно добиться подбором ёмкости С21 и установкой ёмкости параллельно резистору R21, и между входами + и - LM3886, но скорее всего этого не потребуется.

Линейность:

Линейность лучше всего проверить по методике, которую описал Леонид Зуев в файле по наладке усилителя версии 2008 года. Он во вложении. Там многабукаф,поэтому переписывать не хочется. В целом проверка линейности одинакова для всех усилителей.

[Alex-L]

Если в качестве генератора использовать звуковую карту с соответствующим ПО?
Вот с нагрузкой то обычно проблемы... Вот такая канитель есть: 50Вт 4.7Ом - картинко
А как для RMAA правильно нагрузку сделать?

[quinine]

Да, забыл добавить.

Во всём диапазоне частот уровень искажений для LM3886 должен быть чуть выше чем для усилителя Зуева конечно. Не выше -95 дБ.

Хотя Илья там в своих экземплярах какие-то вообще нереальные уровни искажений демонстрирует, так что возможно должен быть и лучше сильно. -95 дБ это стандартное включение из даташита, с даташитной платой.

---------- Сообщение добавлено 23:15 ---------- Предыдущее сообщение было 23:13 ----------

От радиатора в замкнутом пространстве корпуса все равномерно прогревается. Пробовал пару каналов, по отдельности конечно, на другой радиатор (от прототипа) без корпуса вешать - все холодное. Вот как оно в багажнике жить будет...? Специально датчик температуры повесил - хоть наблюдать можно будет в реальном времени...

3886 слабо греется, думаю нормально в багажнике будет даже летом. В конце концов "услышишь" как заработает Spike

---------- Сообщение добавлено 23:18 ---------- Предыдущее сообщение было 23:15 ----------

Вот с нагрузкой то обычно проблемы... Вот такая канитель есть: 50Вт 4.7Ом - картинко
А как для RMAA ?
Миниатюры

У меня такие же. Думаю что нормально будет вполне. Если сильно индуктивные то можешь на них музыку сначала пустить, они высокие частоты будут играть Если нет то будут слабо играть высокие.


Лучше мерить спектраплюсом. RMAA вроде менее достоверная, очень давно про это где-то читал, скорее всего где-то тут на форуме.

[Traktorist3d]

Привет!
В авто таскал пока "на соплях" и подключал только два канала к бортовому выходу материнки DN2800MT (кодек ALC888S). Подключал естественно фронты: Morel Dotech Ovation 6 - ай красава!
Для окончательной установки нужно купить нормальную звуковуху и переделать под неё системник. Ибо в теперешний конструктив она никак не вписывается.
USB - не хочу.

Алексей приветствую, смотрится классно, надеюсь звучит так-же)
КИТы не планируете?

Насчет ЗК в системник, у меня тоже не влазит, выручила такая штука http://ali.pub/729kb
ЗК подальше от всего остального и расположить можно как душе угодно

[Alex-L]

Про киты пока не думал. Надо сначала довести проект до состояния готового устройства, установить и опробовать в машине - в боевых условиях, так сказать. Процесс идет Что хотелось бы видеть в китах? Само собой платы, а еще: полный кит для сборки основной платы, выходных фильтров, фильтра питания; или какие-то конкретные компоненты?

[Traktorist3d]

Ну например корпус для вариантов под 2, 4,5 каналов, и платы БП соответственно под разное кол-во каналов.
Может еще если схема усилителя позволяет варианты КИТ с разной по уровню комплектухой подороже и звучание соответственно поинтересней, или наоборот может кому-то попроще надо будет.

Самое востребованное мне кажется это платы и катушки.

[LampCos]

Думаю платы и корпус.

[Dart.sh]

Тоже бы интересно было бы посмотреть на киты.
А 5 каналов если не секрет зачем, 5 канал на сабик? и какой потянет ЛМка?

[quinine]

А 5 каналов если не секрет зачем, 5 канал на сабик? и какой потянет ЛМка?

Видимо для поканалки, в машине это наиболее удобно для настройки.

Любой сабик с нормальной чувствительностью (90 дБ/Вт/м например) на 4 Ом потянет 1 шт. ЛМка так, что будут "кишки дрожать".

[Alex-L]

Порекомендуйте провода на межблоки: 3 штуки; от звуковухи Asus Xonar-DX (Jack3.5 стерео) к усилителю (2 RCA); длина 0.7-1м.