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

[Валет]

Так они и сделаны между + и - панель то китайская.

Чтойта не понял. Или это шутка?

PS. Искажения от размещения выходных терминалов на стали можно посмотреть https://disk.yandex.ru/d/K8R95lWTqrxqg > папка 6 > папка 2.

[MAXIM_A]

Вернул обратно стабы 18 В. Осциллограммы меандра перезалил в 1 посте - выброс исчез, но мне кажется, что у меня при прошлых измерениях подглючивал генератор. При питании 15 и 18 В все одинаково, только мощность разная. Так измениться из-за пропилов в стальной панели вряд ли могло

Так надо смотреть ограничение синуса, положительную полярность....

https://forum.vegalab.ru/attachment....6&d=1638355334

[сергей дроздов]

Чтойта не понял. Или это шутка?

PS. Искажения от размещения выходных терминалов на стали можно посмотреть https://disk.yandex.ru/d/K8R95lWTqrxqg > папка 6 > папка 2.

Вот ,что писал сам Олег(Обозначения акустических терминалов на панели не совпадают с фактическим расположением - у меня каналы расположены друг над другом, а корпус для другой компоновки, но по хорошему, если пользоваться этим корпусом, то тыловую панель лучше заказать где-нибудь отдельно и алюминиевую, потому что если акустические терминалы закреплены на магнитном материале, то между клеммами (+) и (-) нужно делать пропилы. Если не делать, то это вызывает некоторое увеличение Кг, небольшое, конечно, но все-таки. В данном случае, я не стал заморачиваться и оставил как есть. ).....

[Prophetmaster]

Так надо смотреть ограничение синуса, положительную полярность....

Стало чуть лучше, но от напряжения питания не зависит.

Чтойта не понял. Или это шутка?

Пропилы сделаны между + и -, как положено.

---------- Сообщение добавлено 13:37 ---------- Предыдущее сообщение было 13:35 ----------

Генератор не имеет информации о сигнале с выхода УМЗЧ, поэтому он не может подглючивать точно в моменты входа в клип и выхода из него. Невыясненная причина выбросов не есть хорошо, т.к. в будущем она может дать о себе знать и в других проявлениях.

Речь о прямоугольном сигнале.

[Dmitry2006]

Искажения от размещения выходных терминалов на стали

Там не только искажения. В реальной конструкции это еще точка входа магнитной помехи от трансформатора.
Чем хуже транс, тем больше эффект от пропилов. На макете этого не видно, естественно.

[Prophetmaster]

Искажения от размещения выходных терминалов на стали можно посмотреть https://disk.yandex.ru/d/K8R95lWTqrxqg > папка 6 > папка 2.

Макет Ваш не отражает действительности. Можно хоть 20 железок насадить на провода. Железка должна быть одна с двумя отверстиями, а не шайбы отдельные с одним отверстием.

[MAXIM_A]

https://www.chipdip.ru/product/tpk-2-15v
Олег такой трансик нужен?

[Валет]

Там не только искажения. В реальной конструкции это еще точка входа магнитной помехи от трансформатора.
Чем хуже транс, тем больше эффект от пропилов. На макете этого не видно, естественно.

В реальной конструкции стальная панель экранирует участок выходной цепи (пару мм) внутри нее от магнитных помех трансформатора. Магнитные силовые линии выбирают более легкую дорогу и идут по стали, а не по воздуху внутри отверстия, как и в случае экранирования головок мафонов. На остальную часть выходной цепи наличие/отсутствие пропилов практически не влияет.

Макет Ваш не отражает действительности. Можно хоть 20 железок насадить на провода. Железка должна быть одна с двумя отверстиями, а не шайбы отдельные с одним отверстием.

Магнитные силовые линии выбирают более легкую/короткую дорогу поэтому концентрируются большей частью вблизи краев отверстия и ослабляются по мере отдаления от них. Некоторая их часть достигает (при отсутствии пропила, понятно) второго отверстия на задней панели, что приводит к взаимной компенсации части магнитгого поля каждого из проводов выходной акустической цепи. Поэтому наиболее сильное влияние стали на искажения будет именно с одним отверстием, когда магнитное поле провода на ослабляется противотоком второго провода. При реальных расстояниях между выходными терминалами из взаимовлияние очень мало, но теоретически стальная панель наиболее сильно влияет на искажения именно с одним отверстием (и проводом).

[Prophetmaster]

Олег такой трансик нужен?

Да. В Митино они по 250 руб.

но теоретически стальная панель наиболее сильно влияет на искажения именно с одним отверстием (и проводом).

Акустические провода образуют виток вокруг стальной перемычки, которая является сердечником данной "катушки". А когда мы делаем пропил, то уничтожаем этот сердечник, входящий и выходящий провода оказываются в одном отверстии и тогда происходит взаимная компенсация их магнитных полей.

[Валет]

Акустические провода образуют виток вокруг стальной перемычки, которая является сердечником данной "катушки". А когда мы делаем пропил, то уничтожаем этот сердечник, входящий и выходящий провода оказываются в одном отверстии и тогда происходит взаимная компенсация их магнитных полей.

Так было бы, если у каждого провода не было бы своего сердечника.
Эквивалентная схема магнитной цепи при прохождении акустических проводов через стальную (магнитную) заднюю панель приведена на эскизе.


Каждая обмотка в этом случае имеет один виток. Каждый из акустических проводов имеет свой сердечник, и прямая связь обмоток слаба, т.к. магнитные потоки от каждой обмотки проходят в основном через средний стержень, не создавая магнитного потока для другого провода, тем более учитывая стержня. При пропиле средний стержень отсутствует и тогда происходит взаимная компенсация их магнитных полей.
Но в реале потери на гистерезис в стали велики. Они сильно шунтируют индуктивное сопротивление обмоток, поэтому индуктивность акустических проводов при проходе через стальную панель увеличивается очень мало. Вот если бы задняя панель была бы изготовлена из шихтованной трансформаторной стали….
Каждый может исследовать это, если имеет трехфазный сердечник.

[LepekhinV]

1. Ссылка. 2. Заархивируй. 3. Преобразуй в .pdf .

[Seeker]

Каждый из акустических проводов имеет свой сердечник,

это как? что является сердечником для каждого отдельного провода при отсутствии среднего стержня?

[Валет]

это как? что является сердечником для каждого отдельного провода при отсутствии среднего стержня?

Каждый отдельный провод проходит сквозь отверстие в стальной плате как сквозь отверстие в кольцевом сердечнике, которым является в данном случае ближняя зона стальной платы. Такой проход эквивалентен одному витку на кольцевом сердечнике.

[Prophetmaster]

Каждый отдельный провод проходит сквозь отверстие в стальной плате как сквозь отверстие в кольцевом сердечнике, которым является в данном случае ближняя зона стальной платы. Такой проход эквивалентен одному витку на кольцевом сердечнике.

Изнутри провода соединены низким выходным сопротивлением усилителя, снаружи виток замыкается на импеданс АС - виток замкнут и вокруг общего для них сердечника. И эта индуктивность больше кольцевой.

---------- Сообщение добавлено 12:58 ---------- Предыдущее сообщение было 12:53 ----------

Защита и дежурка общая на два канала

Q1 пропал куда-то

[Валет]

Изнутри провода соединены низким выходным сопротивлением усилителя, снаружи виток замыкается на импеданс АС - виток замкнут и вокруг общего для них сердечника. И эта индуктивность больше кольцевой.

Вы считаете схему в эквиваленте как изображено на рис.1. На самом деле она соответствует рис.2. Только малая часть источников электромагнитной индукции является общей для акустических проводов, тем более учитывая расстояние между ними. Ее влияние практически нулевое.

[MAXIM_A]

АОД101 есть А и Б, можно заменить?

[cshiuka]

Q1 пропал куда-то

Олег, в спецификации по типу он всё равно есть - BC546, так что не критично. Нет ещё С2, R4, VR1... Резисторы на выходе усилителя 10 ом должны быть Metal Film или Wirewound Resistors? А весь этот перечень , наверное, нужно поднять в первый пост?..

---------- Сообщение добавлено 14:29 ---------- Предыдущее сообщение было 14:19 ----------

Вложение 411858Вложение 411859 Q01 BC546

Парт лист МСА-100 ДЕТАЛИ НА ОДИН КАНАЛ
Защита и дежурка общая на два канала
АОД101 лучше так искать...

Нет в перечне: Q1 -BC546, C2 - 220 mk х 25B Nichicon KW или PW, R4 = 11k, а не 1к, VR1 - 2k BURNS 3296W. Реле: Finder 41.52.9.024.0010/ Fujitsu FTA B4CA012/ Fujitsu FTA B4CB4.5z = 4шт/ Schrack RT 424012 -2 шт.

[MAXIM_A]

Парт. Лист R4=11kom c1-47 по 2 шт

---------- Сообщение добавлено 21:16 ---------- Предыдущее сообщение было 19:49 ----------

Поправил

[cshiuka]

Олег, что используется в качестве прокладок под выходные транзисторы?

---------- Сообщение добавлено 10:09 ---------- Предыдущее сообщение было 10:04 ----------

По поводу электролитических конденсаторов... В ранних вариантах усилителя используются разные вариации по типу и ёмкости конденсаторов. А по максимуму - какие типы и величины ёмкости лучше использовать?

[Prophetmaster]

АОД101 есть А и Б, можно заменить?

Б - точно нет, А - не знаю. Точно работают В,Г.

Резисторы на выходе усилителя 10 ом должны быть Metal Film или Wirewound Resistors? А весь этот перечень , наверное, нужно поднять в первый пост?..

Metal Film. Партлист разместил в 1 пост.

Олег, что используется в качестве прокладок под выходные транзисторы?

Под Тошибы - ничего, они изолированные, а под Санкены в этот раз запихал слюду, но лучше керамику тонкую или из оксида чего-нибудь

По поводу электролитических конденсаторов... В ранних вариантах усилителя используются разные вариации по типу и ёмкости конденсаторов. А по максимуму - какие типы и величины ёмкости лучше использовать?

Силовые Hitachi Aic (HP-3) и Nichicon KA - наилучший вариант из того, что пробовал. По номиналам - размер на плате ограничен, больше емкостью не влезут В идеале, я бы эту плату сделал бы под 22000 мкФ банки, но в такой корпус она не влезет тогда.

---------- Сообщение добавлено 20:04 ---------- Предыдущее сообщение было 13:30 ----------

Вы считаете схему в эквиваленте как изображено на рис.1. На самом деле она соответствует рис.2. Только малая часть источников электромагнитной индукции является общей для акустических проводов, тем более учитывая расстояние между ними. Ее влияние практически нулевое.

Я измерил изменение индуктивности провода пропущенного один раз через отверстие в стали и два раза, с возвратом в соседнее отверстие. В первом случае прибор (RLC Meter) на частоте 10 кГц практически не видит разницу, а во втором - увеличение индуктивности на 10%. На такую же величину увеличивается и импеданс кабеля. На частотах свыше 10 кГц влияние будет больше.