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

[MAXIM_A]

Послушать удалось уже?

Играет чистинько, но что то перепутал в шлейфе, громкость регулируется не правильно...
Нашёл бяку. Теперь можно слушать и сравнивать...

[Smouse]

А может на платы тему в толкучке открыть ? Очень хоцца 😁

[MAXIM_A]

Обнаружил работу генератора процессора индикации и РГ на максимальном уровне.
Когда индикация затемнена. Ухо приложил к СЧ динамику с не подключенным входом.

[antecom]

Как вариант - попросить Антекома соорудить индикатор на МК.

Ответил здесь, что бы не засорять ветку Олега.

[Prophetmaster]

Обнаружил работу генератора процессора индикации и РГ на максимальном уровне.
Когда индикация затемнена. Ухо приложил к СЧ динамику с не подключенным входом.

Он же генерит только во время выполнения команд, а в остальное время тактовый генератор спит, вроде как.

А может на платы тему в толкучке открыть ? Очень хоцца

Нужно много их заказывать, иначе будет дороже. Я еще не смотрел - может, в Резоните уже повысили цены и так.

[Mishich]

Когда индикация затемнена.

Есть такое дело, ведь работает ШИМ по питанию индикаторов. Правда Максим предупреждал об этом где-то в теме.

[MAXIM_A]

Он же генерит только во время выполнения команд, а в остальное время тактовый генератор спит, вроде как.

Есть такое дело, ведь работает ШИМ по питанию индикаторов. Правда Максим предупреждал об этом где-то в теме.

Точно, Максим писал, что возможны слабые помехи при большой скважности генератора индикации. Но это слышно только при открытом входе селектора.

---------- Сообщение добавлено 12:43 ---------- Предыдущее сообщение было 09:23 ----------

Резюме: как выходим на плавающее питание резко растёт спектр искажений...

Индикатор на полную яркость! Помех намного меньше...

[Zvuk.]

Нет, не интересно.

странно, что не по вылетали выходные, возбуд
спасут - фейк из 140/139 (т.к. их нет или на Али, у пары магазинов), пересчитают и тормознут.
Декларировать и получить не одно и то же (и даже симка показала, что ВСЁ сырое, торзить и отпускать, но

Нет, не интересно.

т.к. Кг 0.01 на 20К и с ОС 1/22 ))

[Валет]

т.к. Кг 0.01 на 20К

Такая цифра мало с чем говорит с точки зрения качества звучания. Если она получена в усилителе кл.А (т.е. при наличии только НЧ гармоник), то она практически означает отсутствие слышимых искажений, т.е. высокое качество усиления. В таких усилителях многие считают приемлемым даже Кг до 1%.

Но такой Кг, если он определяется ВЧ гармониками (т.е. выше 100-200-500 кГц), что имеет место в усилителях кл.АВ, то их пагубное влияние на звучание вполне заметно. Так, например, усилитель ZD-50 (с «нулевыми искажениями») уступает по качеству звучания усилителям кл.А с вполне измеряемым Кг.

Когда говорят о Кг усилителя, то для определенности надо указывать и спектральный состав искажений.
ИМХО.

---------- Сообщение добавлено 16:44 ---------- Предыдущее сообщение было 14:10 ----------

В современных УМЗЧ с ООС на транзисторах, имеющих хорошие частотные свойства, легко достигается Кг на 20 кГц для НЧ гармоник (ниже 100 кГц), практически означающий отсутствие слышимости этих искажений (условно это 0,01%). В этом случае качество усиления определяется «транзисторностью» звучания, т.е. разборчивостью тихих звуков на фоне громких. Технически это зависит от уровня КИ, имеющих спектр выше 100-200-500 кГц. Используемые в радиолюбительстве методики измерения Кг, игнорируют эту компоненту искажения. Это приводит к встречающимся утверждениям о слышимости разницы в звучании УМЗЧ, имеющих измеренный Кг со многими нулями. Это происходит именно из-за разницы в уровне нерегистрируемых искажений от КИ, что активно замалчивается удифилами.

[ДимычСф]

не для качественного, с микродинамикой Звука.

чО, правда? Хмммм... Что при прослушивании живого экземпляра этого не было замечено.

[Prophetmaster]

странно, что не по вылетали выходные, возбуд

Модель была создана, как вспомогательный материал. Если бы Вы 1 пост читали и схему бы видели, то заметили бы, наверное, что транзисторы стоят другие в железе.

Меандр 20 кГц


Меандр 100 кГц


Это у экземпляра, который собрал несколько дней назад.

---------- Сообщение добавлено 10:24 ---------- Предыдущее сообщение было 10:23 ----------

спасут - фейк из 140/139 (т.к. их нет или на Али, у пары магазинов), пересчитают и тормознут.

Кого и где спасут? В усилителе нет таких транзисторов.

---------- Сообщение добавлено 10:45 ---------- Предыдущее сообщение было 10:24 ----------

Декларировать и получить не одно и то же

Усилитель сначала был разработан, построено три модификации (разные ОУ на входе, менялась разводка плат, количество выходных пар и т.д.) с прослушиваниями и измерениями, УМ последней редакции поучаствовал в Выставке "Российский Хай-Энд 2021", а потом уже появилась эта статья. Достаточное количество форумчан Вегалаба усилитель уже слушали, поэтому и решили собирать.
Много всего было проверено и отслушано именно в железе, причем в системах стоимостью с квартиру в Москве, где все слышно и можно оценить любое изменение в звуке.
Вот несколько фото собранных плат и готовых устройств разных модификаций на основе схемы из 1-го поста.



В чем ценность Ваших стенаний в Мультисиме и почему мне это должно быть интересно? MS14 хорошая программа, но как дополнительный инструмент, не более того.

---------- Сообщение добавлено 10:49 ---------- Предыдущее сообщение было 10:45 ----------

Индикатор на полную яркость! Помех намного меньше...

Андрей Константинович, а Вы землю RCA соединили с корпусом? Радиатор заземлили на корпус?
Просто, у меня полная тишина, вне зависимости от громкости и яркости.

---------- Сообщение добавлено 10:56 ---------- Предыдущее сообщение было 10:49 ----------

и даже симка показала

Не засоряйте ветку.

[MAXIM_A]

Андрей Константинович, а Вы землю RCA соединили с корпусом? Радиатор заземлили на корпус?
Просто у меня полная тишина, вне зависимости от громкости и яркости.

Всё заземлил.
Попробуйте с не подключённым входом, на полной, ухо приложить к СЧ динамику, тогда слышно.
И на графиках ТНД видны помехи.

Меандр 100 кГц - какая амплитуда?

[Prophetmaster]

Меандр 100 кГц - какая амплитуда?

Сейчас точно не помню, но небольшая, около 1 В, наверное.

---------- Сообщение добавлено 11:10 ---------- Предыдущее сообщение было 11:05 ----------

И на графиках ТНД видны помехи.

Странно, РГ с процессором питается от отдельного транса и не тактуется непрерывно. Я на полной громкости слушал ухом, с АС 94 дБ чувствительностью - тишина. Правда, яркость экрана не трогал.

[MAXIM_A]

Странно, РГ с процессором питается от отдельного транса и не тактуется непрерывно.

Индикация динамическая, импульсная....

[Prophetmaster]

Индикатор на полную яркость! Помех намного меньше...

А первая картинка в каких условиях снята? Яркость индикатора, амплитуда, сопротивление нагрузки?

[MAXIM_A]

А первая картинка в каких условиях снята? Яркость индикатора, амплитуда, сопротивление нагрузки?

Яркость везде одинаковая, низкая, кроме последней картинки.
Первая картинка: 10 вольт, без нагрузки.
Вторая 15 вольт, третья под под нагрузкой 4 ома.

Я не сразу заметил, что яркость даёт помехи...
Надо посмотреть в других своих УНЧ влияние яркости индикации....

[Smouse]

По моему в ZD50 радиатор на индикаторе через ёмкость на землю прикручивал. А так были помехи.

[Prophetmaster]

третья под под нагрузкой 4 ома

А 8 Ом есть резистор?

[MAXIM_A]

А 8 Ом есть резистор?

Есть, у меня теперь, как в Греции... Померить на 8 омах?

[antecom]

Индикация динамическая, импульсная....

Внесу ясность.
Индикация статическая, но реглировка яркости сделана ШИМом (частотой 1.25кГц).
Т.е. на максимальной яркости или при погашенном индикаторе, ШИМа нет и индикация полностью статическая.
При яркости 50%, 25% и 12.5% присутствует ШИМ модуляция,которая может давать помеху.

Далее цитата из мануала:
"Некоторые режимы требуют работы внутреннего тактового генератора микроконтроллера или AЦП. Поэтому в ниже перечисленных режимах контроллер в простое не “засыпает”:
- при активированном таймере автоотключения
- при отслеживании напряжения питания (Pr.41 ≠ 0)
- при использовании входа ADC7 (Pr.42 ≠ 0)
- в режиме Mute
- при пониженной яркости индикатора
Впрочем, уровень помех от работы современного 8-ми разрядного микроконтроллера настолько низок, что позволяет полностью ими пренебречь.
Следует отдельно остановиться на регулировке яркости индикатора. Она осуществляется c помощью широтно-импульсной модуляции. Поэтому, при пониженной яркости, ток потребления платы контроллера, почти на 100% модулирован частотой ШИМ (1.25кГц), которая может наводиться на близлежащие цепи. Если Вы планируете снижать яркость индикатора, желательно дополнительно зашунтировать питание платы контроллера электролитическим конденсатором 1500-4700мк прямо на колодке питания XS1. В моем усилителе, помех при пониженной яркости обнаружить не удалось, даже без этого дополнительного конденсатора."