Проект Prophetmaster Tierra - моноблоки 50 Вт в классе А

[Prophetmaster]

Строятся УПТ моноблоки в классе А, с планируемой выходной мощностью 50-70 Вт/4 Ом. Tierra, в переводе с испанского, означает Земля - навеяло это название, когда в каждом моноблоке скопилось по Фараде
Поставил себе задачу попытаться сконструировать и изготовить усилитель не хуже по звучанию, чем имеющийся на BUF634T, но с более высокой выходной мощностью.
Уже больше года прошло с момента начала разработки моноблоков, но ввиду сложности задуманного и в связи с малым количеством свободного времени, все двигается гораздо медленнее, чем хотелось бы.
Сначала были изготовлены блоки питания, потому что в данном проекте это самая трудоемкая часть и есть необходимость делать железный макет УМ, так как одним симулятором не обойдешься, а макет нужно питать от полноценного БП, для получения достоверных результатов.
Разводка плат БП для левого и правого канала симметричная в силовой части и в части стабилизаторов УН и УМ, но зеркальная в области первички, несигнальных цепей и выпрямителя УН. При такой разводке, получаются "правый" и "левый" моноблоки. Хочется, чтобы было еще и красиво
Проект некоммерческий, поэтому все схемы в полном объеме будут доступны для просмотра.
Схема БП во вложении.
Что представляет из себя БП одного канала - это полностью стабилизированный блок питания мощностью 600 Вт, который имеет:
1. Силовые двухполярные линии питания с напряжениями +\- 25 В, от мощного тороидального трансформатора (550 Вт). Стабы - LT1083 (7.5 А), 8 шт, соединены по 4 в параллель. Суммарная площадь радиаторов стабилизаторов каждого канала 3000 кв.см. Нагрузка на каждый стабилизатор не будет превышать 1 А, так как ток покоя усилителя планируется около 4 А.
2. Две линии питания с напряжениями +\- 27 В и +\- 15 В для усилителя напряжения от отдельного трансформатора (50 Вт). Стабы - LM317/LM337, по 2 шт. Напряжения +\- 15 В формируются из уже стабилизированного +\- 27 В.
3. Отдельный трансформатор для несигнальных цепей (50 Вт).
4. Отдельный трансформатор для дежурки (5 Вт).
5. Все трансформаторы, кроме дежурки, изготовлены по моему заказу компанией Audioinstrument Все трансформаторы сфазированы по первичным обмоткам.
6. Суммарная емкость конденсаторов фильтра силовых цепей около 1 Фарады на канал, большая часть которых, находится после стабилизаторов.
7. Емкость конденсаторов в цепях питания УН - 27000 мкФ/63 В на напряжение +\- 27 В и 40000 мкФ/25 В на +\- 15 В.
8. Софтстарт во вторичной цепи, с временем заряда конденсаторов около 1 минуты. Так как при выключении питания вторичные силовые цепи отключаются от платы УМ, то для разряда электролитов предусмотрены нагрузочные сопротивления, которые полностью разряжают емкости в течении 20 минут.
9. Оптоэлектронная защита АС от постоянного напряжения встроена в БП и выполняет две функции:
- подает или снимает напряжение со схемы управления реле защиты, которая находится на платах самого УМ.
- обесточивает все вторичные цепи силового питания, в случае появления постоянного напряжения (свыше 1 В) на выходе УМ. Восстановление выходных напряжений происходит через 1 минуту после срабатывания защиты.
То есть, в аварийном режиме, одновременно блокируется нагрузка УМ (как и в предыдущей конструкции, реле защиты будет закорачивать выход на землю) и отключается питание силовой части. Без отключения не обойтись: пока разрядится Фарада, на плате УМ может все успеть поджариться после выключения сети
10. БП имеет трехэтажную конструкцию, что практически дало возможность укоротить многие соединительные шины БП или практически свести их длину к нулю.
11. БП имеет каркасную конструкцию из алюминиевого профиля и алюминиевого бруска, поэтому платы практически не являются несущими элементами, если только чуть-чуть.
12. Силовая разводка в БП произведена плоской медной моножилой 4 кв.мм, разводка земли - плоской медной моножилой 6 кв.мм. Земля на послестабовых силовых емкостях выполнена из листовой меди толщиной 0.7 мм.
13. Первичные цепи 220 В имеют R-C фильтры.
14. Энергоемкость каждого БП составляет 450 Дж для силовых цепей и 20 Дж для питания усилителя напряжения.
15. Все силовые реле производства Finder промышленных серий на 12 В. Все слаботочные - Takamisawa RY12W, также на 12 В, кроме входа включения питания от 5 В, который реализован на слаботочном реле Finder.
Конструктивно БП выполнен на трех платах - нижняя несет на себе всю первичку, основную часть БП несигнальных цепей и защиту. На втором этаже расположены софтстарт и выпрямители сигнальных цепей с частью емкостей, а также остальные несигнальные цепи. На верхней плате расположены вторая часть достабовых емкостей, все стабилизаторы для аудиочасти и послестабовые емкости. Шунтирующих полипропиленовых конденсаторов тут немного - основные шунты будут расположены непосредственно вблизи потребителей - на платах УМ.

Для включения БП не нужен мощный тумблер - достаточно слаботочного выключателя, который может коммутировать постоянное напряжение 12 В и ток 40 мА Как вариант, БП можно включать, подав на него 5 В - пятивольтовое реле может управляться с преда, например.

Во вложении: несколько фото БП, полная схема БП одного канала, РГ (http://khozmo.com/products_dale_shunt.html), трансформаторы для УН, изготовленные А. Воробьевым, пара фото первого из 4-х повторителей и схема повторителя.

[Semigor]

Уйдите уже от симметричных топологий, не
будут они прилично звучать никогда.

Кстати, согласен. А Зуевы разные есть

[nsk71]

Не иначе твои любимые Шиклаи

[nsk71]

Да... Интриган ты Вадя изрядный

[audiomun]

А что конкретно не так?

Если тебе так уж нравится принцип раскачки ВК по цепям питания ОУ, нужно это делать правильно, по крайней мере. Выбрасывай R1, эта ООС здесь не нужна. Схема Стоунколд(Гумеля) - в помощь.

[Prophetmaster]

Т.е., если полоса всей системы по - 3 дБ равна 10 МГц, то полоса для U2 + дискрет = примерно 30 МГц

Насколько я помню, даже больше получается.

R12\R1 - ОС, охватывающая выходной каскад U2 и весь дискрет.

полоса для ВК U2 + дискрет = 90 МГц

Насчет полосы до 90 МГц точно не могу сказать, но где-то близко должно быть, но R1 можно убрать и искажения практически не изменятся, разница в малых нюансах. А R12 нужен, при раскачке по шинам питания.

То, о чём тут рассуждают, рисуется на 6-ти (шести) транзисторах. Огроменное усиление (130-140дБ на 20-ти килогерцах) и бешеная скорость (ограничена будет только скоростными и токовыми возможностями применённого ВК). В симуляторе искажения на нановольтовой шкале.

Вадим, у меня на дискрете ничего подобного не получается. Если бы смог нарисовать такое, то выложил бы уже. Широкая полоса не проблема, но на импульсном сигнале мои схемы работали не так как надо.

За базар - отвечаю. Думайте.

Пытаюсь, но пока гениальные идеи не приходят, чего-то

---------- Добавлено в 15:17 ---------- Предыдущее сообщение в 15:15 ----------

Выбрасывай R1, эта ООС здесь не нужна.

но R1 можно убрать и искажения практически не изменятся

Ваяли посты одновременно

---------- Добавлено в 15:24 ---------- Предыдущее сообщение в 15:17 ----------

Совет Олегу. Сделай УН отдельным модулем, что бы можно было менять на разные варианты безболезненно и быстро.

Именно так и планирую, о чем написано уже в этой ветке где-то выше. Только эти разные варианты еще выбрать надо Наработки есть, но их немного пока.

[audiomun]

А R12 нужен, при раскачке по шинам питания.

Зачет! Да, только для правильности такой раскачки номинал R12 нужно уменьшить в 20 раз.

[Prophetmaster]

Да, только для правильности такой раскачки номинал R12 нужно уменьшить в 20 раз.

Да, видел схемы и с такими маленькими номиналами этого резистора, только я не понимаю, если честно, как это работает? И зачем так грузить выходной каскад? Понятно, что не с него сигнал снимается, но все же.

[25602]

Тут в своей старой теме по ум Марка Александера цитата С. Агеева по пову раскачки по шинам питания ОУ

Усилитель МА (как и большинство построенных по подобной структуре) имеет большую динамическую нелинейность, вызванную в основном тем, что УН на большом сигнале переходит в режим AB: после обесточивания одного из токовых зеркал петлевое усиление скачком падает вдвое (выключается половина усиления). Соответственно, большой реальный спектр IMD. Приведенные в статье значения IMD/DIM искажений измерены не анализатором спектра, а сняты по методике, оценивающей лишь амплитудные искажения и не учитывающей практически полный переход их в фазовые в усилителях с ООС при угле петлевого усиления, близком к 90 градусам. Я об этом писал.
Именно по причине скромных реальных характеристик усилитель МА за почти 20 лет (с 1989) широкого повторения не нашел, несмотря на весь промоушн.
Единственный более-менее ценный материал в статье Александера - правила разводки силовых цепей УМ.
Примерно равный по сложности УМЗЧ Л.Зуева (сделанный во многом "по мотивам" упрощения моего "монстра" ) за счет лучшей линейности УН выигрывает у усилителя MA и по реальным характеристикам и по звучанию.

[SAPR]

только я не понимаю, если честно, как это работает? И зачем так грузить выходной каскад?

Да обычная токовая ось получается (ВК ОУ U2 + все что после на дискрете = тосник). И цепь ОС можно организовывать как угодно - хоть только резистивную, хоть с комбинацией резисторов-конденсаторов, хоть индуктивность туда вставить. Согласно требуемой глубины ОС и требуемой АЧХ.
Вопрос остается - зачем все это УНу, работающему в реж. А на линейную нагрузку. Это ведь не УМ с ВК в АВ, работающий на кабель и АС.

[Prophetmaster]

Вопрос остается - зачем все это УНу, работающему в реж. А на линейную нагрузку. Это ведь не УМ с ВК в АВ, работающий на кабель и АС.

R18 и R4 будут брать сигнал с выхода оконечного каскада. На схеме, параллельный повторитель на BD139\BD140 имитирует оконечный каскад, иначе, я бы не смог снизить номиналы резисторов ООС AD811.

[SAPR]

Да, только для правильности такой раскачки номинал R12 нужно уменьшить в 20 раз.

Почему в 20? и почему уменьшить?. Это просто просчитывается для конкретного случая.

---------- Добавлено в 16:01 ---------- Предыдущее сообщение в 15:58 ----------

На схеме, параллельный повторитель на BD139\BD140 имитирует оконечный каскад

Так с этого нужно было начинать

[audiomun]

И зачем так грузить выходной каскад?

Для того, чтобы протекающий по шинам питания, возросший, и условно линейный полезный ток ВК операционника многократно превышал суммарный, несимметричный и нелинейный, паразитный ток, потребляемый остальными каскадами ОУ. Только в этом случае можно говорить о какой-то линейности раскачки таким способом. Такая проблема здесь практически отсутствовала бы при условии раздельного питания ВК и предварительных каскадов в ОУ.

[SAPR]

при условии раздельного питания ВК и предварительных каскадов в ОУ.

Есть такая штука - HA-5002 называется.

[SAPR]

Тем более.

[audiomun]

Есть такая штука - HA-5002 называется.

Понятно, что не с него сигнал снимается

С точки зрения исходной линейности, грамотнее сделать именно так.

[SAPR]

Уже показано, как ей пользоваться.

или так

[audiomun]

Грамотеней сделать совсем по-другому.

Об этом и речь.....

Нет, так мы Хай-ЭндЪ никогда не построим.

Дык, сама мысль построить коллективный Hi-End является утопией по определению, его можно сделать только в одиночку, для себя. Это не пессимизм - просто представление о правильном звуке у каждого сугубо индивидуально. Данная тема - не исключение.

[SAPR]

Offтопик:

Невероятное количество, 11 транзисторов! Никаких идеальных источников тока и т.д. Транзисторная модель. Концептуальный УН. ВК - идеальный.

Рекламный ролик, что ли? Схему давай .

[SAPR]

Что, понравился УН с искажениями в виде шума? Концептуальная симуляция.

Я тебе почти такую же выложу - -140дБ 2-я гармоника, -160 дБ третья и т.д. Частота 1 кГц, 20 В. УН несимм., инверт., и тоже 6 транзисторов (ВК идеальный).

[dekko]

belka, SAPR, может покажите схемы из рекламных роликов? Жутко интересно!