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

[ДимычСф]

уважаемые, а что про стабилитроны? Олег использовал 18В 2%. С ними как-то очень печально. Нашёл КС509Б 5%... но у них разброс до 19,5В, при максимальном питающем для использованного ОУ - 18В (((( 200шт BZX85B18-TR в Терре или ЧиДе как-то не хочется заказывать... Да и со стабилитронами на 16В 1,3Вт как-то не сильно лучше ситуация (((
Использовать 2 КС482А последовательно?

[Prophetmaster]

Использовать 2 КС482А последовательно?

По мощности их хватит. Можно 2 КС482А последовательно, наверное.

[MAXIM_A]

По мощности их хватит. Можно 2 КС482А последовательно, наверное.

1N4745A, Стабилитрон 16В, 5%, 1Вт, [DO-41]А вот такие вполне можно поставить...+

["мир"]

BZX85C9V1-TAP в терре есть такие. Можно пару поставить.

[cshiuka]

А обязательно на 1 Вт стабилитроны? Есть BZX55B18-TAP...

[Prophetmaster]

А обязательно на 1 Вт стабилитроны? Есть BZX55B18-TAP...

Посмотрите даташит на AD843 - эти его просто не потянут.

[MAXIM_A]

Посмотрите даташит на AD843 - эти его просто не потянут.

Олег, рисковано ставить стабы на 18 вольт без проверки. Это напряжение предел, а попадаются стабы на 19 вольт....
Лучше на 16 в!

[Alex1961]

ОБР никто не отменял

[ДимычСф]

ОБР никто не отменял

WTF - ОБР?

Посмотрите даташит на AD843 - эти его просто не потянут.

почему? максимальный ток стабилизации - 120мА, что для использованного ОУ вполне достаточно. Вот только допуск 6% при напряжении стабилизации 9,1В, это уж совсем большой риск выскочить за 18В. Насколько я понимаю, снижение напряжения питания ОУ = снижение максимальной выходной мощности. Ну ладно, потеряем ватт 10-20 - не сильно критично, особенно если использовать питающий транс с хорошим запасом мощности.
Или я может что-то не так понимаю?

А вообще, уважаемые, а чем грозит перенапряжение при питании ОУ? Пробой выхода и возникновение постоянного тока на выходе усилка? и всё? Транзюки выживут? Ну и если это случится, то, по идее, это хлопнет при первом включении? или как?

[Prophetmaster]

максимальный ток стабилизации - 120мА,

Значит я не туда посмотрел - увидел 2,5 мА

Олег, рисковано ставить стабы на 18 вольт без проверки. Это напряжение предел, а попадаются стабы на 19 вольт....
Лучше на 16 в!

На моих в районе 18 В, даже чуть меньше. Со стабами 16 В выходная мощность будет 55 Вт, ориентировочно.

А вообще, уважаемые, а чем грозит перенапряжение при питании ОУ? Пробой выхода и возникновение постоянного тока на выходе усилка? и всё? Транзюки выживут? Ну и если это случится, то, по идее, это хлопнет при первом включении? или как?

Где-то читал, что ОУ с максимальным +\-18 В выдерживают перенапряжение до +\- 25 В. Сам не проверял, но в оконечнике Онкио 509 операционники интегратора питаются штатно +\-22 В, а по даташиту +\- 18 это предел.

[cshiuka]

Цитата Сообщение от ДимычСф Посмотреть сообщение
максимальный ток стабилизации - 120мА,
Значит я не туда посмотрел - увидел 2,5 мА

Олег, ДимычСф - вы про какие стабилитроны говорите? Похоже про разные!

---------- Сообщение добавлено 13:25 ---------- Предыдущее сообщение было 13:23 ----------

Олег, а какой ток потребления у реальных AD843, не измеряли? По даташиту при +/-18В - 15мА, вроде бы...

---------- Сообщение добавлено 13:40 ---------- Предыдущее сообщение было 13:25 ----------

Для BZX55B18-TAP по даташиту Vishay ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS: Iz=Ptot/Vz , т.е. 500мВт/18В = 27,78мА максимального тока стабилизации. Получается, вполне способен потянуть.

[MAXIM_A]

Где-то читал, что ОУ с максимальным +\-18 В выдерживают перенапряжение до +\- 25 В. Сам не проверял, но в оконечнике Онкио 509 операционники интегратора питаются штатно +\-22 В, а по даташиту +\- 18 это предел.

Самое интересное, что с увеличением питающих напряжений, неискажённое выходное почти не растёт. Как было при +/-15 вольтах, так и остаётся....

---------- Сообщение добавлено 14:09 ---------- Предыдущее сообщение было 14:03 ----------

1N4745A, Стабилитрон 16В, 5%, 1Вт,
Технические параметры
Мощность рассеяния,Вт 1
Минимальное напряжение стабилизации,В 15.2
Номинальное напряжение стабилизации,В 16
Максимальное напряжение стабилизации,В 16.8
Статическое сопротивление Rст.,Ом 16
при токе I ст,мА 15.5
Температурный коэффициент напряжения стабилизации аUст.,%/С 0.09
Минимальный ток стабилизации Iст.мин.,мА 15.5
Максимальный ток стабилизации Iст.макс.,мА 57
Рабочая температура,С -55…200
Способ монтажа в отверстие
Корпус do41

Дёшево и сердито

[cshiuka]

Самое интересное, что с увеличением питающих напряжений, неискажённое выходное почти не растёт. Как было при +/-15 вольтах, так и остаётся....

---------- Сообщение добавлено 14:09 ---------- Предыдущее сообщение было 14:03 ----------

1N4745A,
Дёшево и сердито

Андрей Константинович, т.е. не рвемся в 18В, ставим 16-17В и не паримся?

[msgkras]

Есть ли смысл конденсаторы питания ОУ С2/С3 шунтировать пленкой ?

[MAXIM_A]

Андрей Константинович, т.е. не рвемся в 18В, ставим 16-17В и не паримся?

Надёжность выше.
Я проверял ОУ по напряжению, увеличивал питание 3 вольта, а выход только на 1 вольт.

---------- Сообщение добавлено 19:13 ---------- Предыдущее сообщение было 16:59 ----------

Есть ли смысл конденсаторы питания ОУ С2/С3 шунтировать пленкой ?

Я бы повесил плёнку между коллекторами ВК транзисторов.
Там на плате есть, но она далеко.
Когда соберу, то проверю, есть ли улучшение...

[msgkras]

Надёжность выше.
Я проверял ОУ по напряжению, увеличивал питание 3 вольта, а выход только на 1 вольт.

---------- Сообщение добавлено 19:13 ---------- Предыдущее сообщение было 16:59 ----------


Я бы повесил плёнку между коллекторами ВК транзисторов.
Там на плате есть, но она далеко.
Когда соберу, то проверю, есть ли улучшение...

Хорошо, но про питание ОУ ? Насколько ему нужна пленка, в схеме без нее. Во всех Yes шунтировалось питание.

[MAXIM_A]

Хорошо, но про питание ОУ ? Насколько ему нужна пленка, в схеме без нее. Во всех Yes шунтировалось питание.

Надо проверить, может будет лучше.
Только довешивать надо на ноги, а не на электролиты.
Но, ещё вопрос, здесь плавающее питание.

[Prophetmaster]

Есть ли смысл конденсаторы питания ОУ С2/С3 шунтировать пленкой ?

Думаю, что нет. Просто поставить хорошие электролиты.

Самое интересное, что с увеличением питающих напряжений, неискажённое выходное почти не растёт. Как было при +/-15 вольтах, так и остаётся....

Это у каких ОУ? У меня в композите AD843+AD811+BUF634T при питании 15 В выход 20 Вт\4 Ом, а при 18 В - 30 Вт. Это выходное напряжение 9 В или 11 В.

[msgkras]

Померял претендентов на C2/C3:
- Panasonic FR 220x50В: ESR = 0.05 Ом, Vloss = 0.6%
- Panasonic FM 220x50В: ESR = 0.04 Ом, Vloss = 0.9%
- Panasonic FM 220x25В: ESR = 0.04 Ом, Vloss = 0.9%
- Panasonic FM 820x25В: ESR = 0.03 Ом, Vloss = 0.9%
- Panasonic FC 100x50В: ESR = 0.18 Ом, Vloss = 0.8%
- Panasonic FC 680x35В: ESR = 0.06 Ом, Vloss = 1.2%
- Panasonic FC 2200x50В: ESR = 0.04 Ом, Vloss = 1.2% (это для C7/C8)
- Panasonic NHG 470x25В: ESR = 0.32 Ом, Vloss = 1.3%
- Silmic Elna II 100x35В: ESR = 0.16 Ом, Vloss = 0.9%

Для кучи:
- Yageo SK 100x50В: ESR = 0.27 Ом, Vloss = 1.1%
- Jamicon SK 100x160В: ESR = 0.24 Ом, Vloss = 0.8%
- Elzet TK 470x63В: ESR = 0.03 Ом, Vloss = 2.0%
- Epcos B41851 100x50В: ESR = 0.53 Ом, Vloss = 1.8%
- Nippon Chemi-con 100x50В: ESR = 0.58 Ом, Vloss = 0.9%

Остановился на Panasonic FR. Серия FM стабильно хороша, а FC бывают разные. Silmic Elna II...ничем особо не выделяется.

[Olegyurich]

Silmic Elna II...ничем особо не выделяется.

Кроме звука.