Простая защита АС от постоянки на выходе усилителя мощности.

  В улучшенном усилителе Василича я отказался от блока питания с плавающей средней точкой, что позволило значительно улучшить качество воспроизведения низких частот. Вместе с тем, в случае каких-либо неисправностей на выходе усилителя может появиться постоянное напряжение, которое выведет из строя дорогостоящий низкочастотный динамик акустической системы.

     Для защиты АС была изготовлена следующая схема:

  

Намотка тороидального трансформатора для УМЗЧ

  Основным элементом блока питания является трансформатор. Иногда его можно приобрести в специализированных магазинах, на радиорынке либо через интернет. Но чаще всего трансформатор с необходимыми параметрами купить не удается. Для изготовления трансформатора самостоятельно вначале нужно определиться с типом железа. Наиболее распространены трансформаторы из Ш-образных пластин. Вместе с тем, трансформаторы на тороидальном железе (бублик из железной ленты) в сравнении с трансформаторами на броневых сердечниках из Ш-образных пластин имеют меньший вес и габариты. Также торы отличаются лучшими условиями охлаждения обмоток и повышенным КПД. При равномерном распределении обмоток по периметру тороидального сердечника практически отсутствует поле рассеяния и в большинстве случаев отпадает необходимость в экранировании трансформатора. Хотя при построении качественного усилителя экраном пренебрегать не стоит.

   

Блок питания УМЗЧ

     Изготовление источника питания для качественного усилителя мощности (УМЗЧ класса Hi-End) очень ответственная задача. От него зависит качество и стабильность работы всего устройства.

     При духполупериодной схеме выпрямления со средней точкой при наличии в потребляемом токе составляющих с частотой, кратной Fсети/2 (25 Гц) в обмотке трансформатора появляется постоянная составляющая. Подмагничивание сердечника наиболее неприятно для тороидального трансформатора. Разумный выход — применять отдельные мосты для положительного и отрицательного плеча. С учетом этого, для высококачественного усилителя мощности был разработан следующий блок питания:


      Особенностью данного блока питания УМЗЧ является использование отдельных трансформаторов для питания каждого из каналов стереофонического усилителя мощности звуковой частоты. Возможно использование одного более мощного трансформатора с 4-мя отдельными вторичными обмотками.

Керамические резисторы R3 и R4, мощностью 5 W, необходимы для гашения импульса тока, часто выводящего из строя сетевые предохранители, при включении усилителя мощности. 

     В качестве выпрямительных диодов могут использоваться диоды Шотки с предельным напряжением от 100 В и током более 10 А. Это значительно снизит нагрев диодов при работе усилителя на максимальной мощности. Неполярные конденсаторы С7, С8, а также С7b и С8b (во втором канале), стоящие сразу после диодного моста, гасят высокочастотные помехи. Сглаживающие конденсаторы С5, С6 (С5b и С6b) могут быть недорогие, типа CapXon/Jamicon, рассчитанные на напряжение, превышающее +V. За ними установлены RC-цепочки (R1 и C3,  R2 и C4, а также аналогичные во втором канале), значительно гасящие переменную составляющую питающего напряжения в плечах. Во многом качество блока питания зависит от конденсаторов С3 и С4. Поэтому в качестве этих конденсаторов целесообразно использовать высококачественные аудио конденсаторы. Конденсаторы С3 и С4 рекомендуется шунтировать пленочными (С1 и С2), что положительно сказывается на воспроизведении частот верхнего звукового диапазона.

 

Тороидальные трансформаторы

Индукция меньше 0.8 в торрах, насколько это необходимо

Чем меньше индукция, тем лучше. Даже на самом лучшем железе при индукции 15000Гс ток намагничивания имеет форму импульсов с пикфактором 5...50, что является источником мощных помех с довольно широким спектром. Более-менее синусоидальным ток хх. становится при индукции менее 6000Гс для стали 3410 и 8000...9000Гс для 3425. Правда, пониженная индукция заметно удорожает и утяжеляет трансформатор, что для серийной аппаратуры крайне нежелательно, но для единичных аппаратов идти на снижение индукции стоит.

Попробуй нарисовать токи, протекающие во вторичной обмотке транса при духполупериодной схеме выпрямления со средней точкой при наличии в потребляемом токе составляющих с частотой, кратной Fсети/2. В обмотке появится постоянная составляющая. Для тора это весьма плачевно. Единственный разумный выход — применять два отдельных моста для выпрямления плеч. Вообще, так лучше делать для любого транса, предназначенного для получения двуполярного питания, но для торов это особенно актуально и лечить очень даже желательно

Мощный усилитель на TDA7294, собранный по схеме ИТУН

Одним из первых мною был собран усилитель на TDA7294 по схеме предложенной производителем. 

Вместе с тем, качество воспроизведения звука особенно в области высоких частот меня не очень устраивало. В сети интернет мое внимание привлекла статья LINCOR, размещенная на сайте datagor.ru. Восторженные отзывы автора о звучании УМЗЧ на TDA7294, собранного по схеме источника тока, управляемого напряжением (ИТУН), меня заинтриговали. В результате мной был собран УМЗЧ по следующей схеме.

Простой и качественный усилитель на LM3886 для начинающих радиолюбителей

При создании мультимедийного центра на базе персонального компьютера мною был изготовлен простой и качественный стереофонический усилитель на LM3886 (УМЗЧ для начинающих радиолюбителей) с выходной мощностью по 50 Вт на канал. Свой выбор на LM3886 я остановил, изучив описания и положительные отзывы радиолюбителей на форумах. LM3886 выпускается в двух вариантах: с минусом питания на корпусе (LM3886T) и с изолированным корпусом (LM3886TF). В первом случае желательна электрическая изоляция микросхемы от радиатора.

Эта микросхема обладает очень хорошими параметрами:

• диапазон питающих напряжений от 18 (+-9) до +-42 В;

• номинальная выходная мощность более 68 Вт при Кг 0.1%;

• пиковая выходная мощность до 135 Вт;

• внутреннее ограничение тока 7…11.5 А;

• коэффициент гармоник на мощности 60 Вт не более 0.03%;

• интермодуляционные искажения не более 0.01%;

• скорость нарастания выходного сигнала 8…19 В/мкс;

• полоса усиления 2…8 МГц;

• соотношение сигнал/шум до 110 дБ.

Выходная мощность этой микросхемы ограничена лишь тепловыделением. Безопасный для выходных транзисторов долговременный ток позволяет получить выходные мощности ~68 Вт, а внутреннее ограничение тока (не менее 7 А) защищает микросхему от короткого замыкания на выходе.

В результате макетирования УМЗЧ наиболее приятной на слух оказалась схема с инверсным включением LM3886.

Улучшенный усилитель Василича

    В отличие от предыдущей версии усилителя Василича с N-канальным выходным каскадом Никитина в новой схеме я отказался от блока питания с плавающей средней точкой. Это позволило значительно улучшить качество воспроизведения низкочастотного диапазона ЗЧ и исключить возможную генерацию на ультранизких частотах при сложной нагрузке. Также мною был модернизирован усилитель напряжения (я отказаться от токового зеркала Вилсона в пользу схемы с плавающим каскодом), что значительно увеличило скорость нарастания выходного напряжения. В связке с новым усилителем напряжения работает, хорошо себя зарекомендовавший, улучшенный N-канальный выходной каскад Алексея Никитина (Q9-Q14) В качестве выходных транзисторов использован IRLZ34N (N-канальный MOSFET с пороговым напряжением на затворе +1...+2В). Схема нового усилителя мощности звуковой частоты приведена ниже.

Простой ЦАП на AK4113 и AD1853

После прослушивания в дружеской компании "нового усилителя Василича" в связке с моим ЦАП на АК4399, меня попросили порекомендовать максимально простую, но прилично звучащую схему ЦАП с поддержкой hi-res для дальнейшей самостоятельной сборки. Подключение — оптика и коаксиал.

Я предложил собрать цап на связке AK4113 + AD1853 или АК4399. Вариант с АК4399 отпал по причине отсутствия в наличии свободных микросхем, а с первыми двумя я мог сразу помочь. Другие общедоступные и опробованные мной AD1955, PCM1794, PCM1798 хоть и имеют лучшие параметры, субъективно не позволили мне добиться более качественного звука чем с AD1853 и AK4399.

Ранее в процессе экспериментов с AD1853 было обнаружено несколько неприятных ее особенностей:

  1. несимметричность модуляторов;
  2. появление постоянки в 60-80 мВ на выходе выхлопа при отсутствии мастер клока,
  3. субъективное ухудшение качества звука в форматах отличных от RJ24/16

К сожалению большинство общедоступных схем на базе AD1853 страдают от этих недостатков и в добавок не могут похвастаться поддержкой частот дискретизации до 192 кГц. В новом ЦАП я решил устранить все эти недостатки.

В качестве цифроприемника была выбрана AK4113, так как обладает низким значением джиттера и поддерживает прием данных с частотой дискретизации до 216кГц. Также микросхема очень удобна и проста в управлении в режиме «parallel mode», что позволило выбрать оптимальный выходной формат (RJ24) для AD1853 и выставить 2 кратную интерполяцию при работе с частотами дискретизации более 48кГц (для 44.1 и 48кГц кратность — х8). На практике хоть AD1853 и заработала с кратностью х4 даже с частотами 176,4/192 кГц, но измерения показывают значительный рост шумовой полки и  искажений в таком режиме по сравнению с х2.

Схема ЦАП на AK4113 и AD1853

В итоге мной была предложена следующая схема:

ЦАП на AK4113 и AD1853

 В преобразователе ток-напряжения выбран OP42. В звене вычитателя использовал хорошо зарекомендовавшую себя связку AD744 c буфером Buf634.

Обзор SMSL X-USB XMOS USB to Spdif Converter

SMSL-X-USB

Конвертер SMSL X-USB предназначен для асинхронной передачи потокового аудио между компьютером, снабженным портом USB и ЦАП, с I2S или SPDIF интерфейсом. Поддерживает частоты дискретизации от 44,1 до 384 кГц (Coaxial/Optical до 192KHz, I2S до 384 KHz).

Электролитические конденсаторы в звуке

После серии статей по доработками аудио устройств столкнулся с большим количеством вопросов, какие же электролитические конденсаторы стоит использовать в питании аудио аппаратыры.

Ниже представлен список электролитических конденсаторов, составленный на основании личного опыта их использования и приведены собсвенных субъективные оценки их уровня качества.