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

[locki]

Чет не спится, такой попроще наваял (а то хитрости с радиатором слишком большие и медь дорога) Если кому нужна - в архиве, но лучше перепроверить лишний раз. -)

[Prophetmaster]

Чет не спится, такой попроще наваял (а то хитрости с радиатором слишком большие и медь дорога)

Вся разница в том, что у меня на участке платы размером 100 мм х 77 мм разведены два канала усилителя, а тут 120 мм х 60 мм - один канал, плюс все провода на вход и на выход. Вертикальное расположение транзисторов позволило сократить все связи, а кусок меди такого размера стоит не так дорого.


Пленочные конденсаторы около ОУ не могут быть номиналом 0.1 мкФ - он них зависит АЧХ, с таким номиналом УМ будет задавлен по ВЧ. 470 pF максимум.

Еще, не совсем понятно, где входной полигон земли соединяется с силовой землей? Должен на том месте, по идее, которое соединяется с корпусом и туда же присоединяется зеля входных RCA разъемов. Иначе, трудно предугадать, какие емкости могут разряжаться через сигнальную землю.

[Ромыч]

Prophetmaster, у вас, я так понимаю, оба канала питаются от общего БП. Некоторым максималистам это может не понравиться.)))

locki, кандеры питания между силовыми транзисторами просятся, мм 10-15 можно сэкономить.

[Prophetmaster]

у вас, я так понимаю, оба канала питаются от общего БП. Некоторым максималистам это может не понравиться.)))

При желании, можно сделать и раздельно - не впаивать выпрямительные диоды и разрезать две дорожки. Вся топология питания каналов раздельная, соединено вместе только у выпрямителя.

[locki]

Так я и писал, не для перфекционистов ))... Так за пару часов налабал... да и лей-ка ж есть, править можно, как душе угодно.

[Ромыч]

.... править можно, как душе угодно.

Offтопик:
тогда уж проще с ноля Хотя в целом концепция нравится, у меня похоже сделано.

[ДимычСф]

При желании, можно сделать и раздельно - не впаивать выпрямительные диоды и разрезать две дорожки. Вся топология питания каналов раздельная, соединено вместе только у выпрямителя.

т.е. двойное моно получается "лёгким движением" резака и парой диодных мостов и трасформаторов? или я что-то ещё упускаю?

[Prophetmaster]

т.е. двойное моно получается "лёгким движением" резака и парой диодных мостов и трасформаторов? или я что-то ещё упускаю?

Именно так. Только выпрямители нужно ставить за пределами платы - для них места нет.

[Seeker]

Пленочные конденсаторы около ОУ не могут быть номиналом 0.1 мкФ - он них зависит АЧХ, с таким номиналом УМ будет задавлен по ВЧ. 470 pF максимум.

они же по питанию, а не в оос

Я бы еще для экспериментов добавил возможность распайки ИТ вместо r7,r8, два транзистора и сдвоенных диода много места не займут, а польза может быть )

[Prophetmaster]

они же по питанию, а не в оос

Да, по питанию, но питание плавающее.

Я бы еще для экспериментов добавил возможность распайки ИТ вместо r7,r8, два транзистора и сдвоенных диода много места не займут, а польза может быть )

Схему можно усложнять до бесконечности, а это было задумано, как простой усилитель.

---------- Сообщение добавлено 19:52 ---------- Предыдущее сообщение было 19:41 ----------

Сегодня решил провести эксперимент:
- заменил стабилитроны 18 В на 16 В
- сделал пропилы в задней панели между терминалами для АС

Мощность ожидаемо упала до 32 Вт\8 Ом и до 56 Вт на 4 Ом, клип остался такой же, как в 1 посте, но меандр стал совсем другим. Фотки выложу позже, могу только сказать, что выброс исчез. Интересно, это снижение питания или пропилы в стальной стенке? Склоняюсь к тому, что это пропилы.

[Валет]

Уверен, что дело в режиме ОУ. Влияние отсутствия пропилов я проверял. Оно очень мало.

[Alex1961]

Уверен, что дело в режиме ОУ. Влияние отсутствия пропилов я проверял. Оно очень мало.

[Seeker]

Да, по питанию, но питание плавающее.

в печатке Locki они стоят параллельно электролитам, а не одной ногой на землю )

[Prophetmaster]

в печатке Locki они стоят параллельно электролитам, а не одной ногой на землю )

Да, точно

---------- Сообщение добавлено 21:41 ---------- Предыдущее сообщение было 21:40 ----------

Уверен, что дело в режиме ОУ. Влияние отсутствия пропилов я проверял. Оно очень мало.

Думаю, может вернуть обратно стабы 18 В и посмотреть. Лениво, правда, разбирать УМ снова

[MAXIM_A]

Олег засунь отвёртку в пропил и посмотри...

[Валет]

Можно также в железной пластине проверлить два отверстия и пропустить через них провода к нагрузке. Или просто через две гайки.

[Alex1961]

Просится опер высоковольтнее, но шустрый.

[ДимычСф]

Именно так. Только выпрямители нужно ставить за пределами платы - для них места нет.

Олег, а с разводкой земли сигнала ничего менять не придётся? Ведь по идее у каждого канала теперь своя земля должна быть?

Ну и вообще - а что это может дать, кроме улучшения разделения каналов?

[Ромыч]

Геморрой с землей это может дать, учитывая что у каждого канала теперь своя земля. И еще неизвестно что субъективно будет лучше.

[locki]

Alex1961,

Просится опер высоковольтнее, но шустрый.

OPA828 ? 20в там, правда, как крайний случай указан...