LM3886T/NOPB. Мощный одноканальный усилитель НЧ, 68Вт


 
Технические параметры LM3886T

 

 Количество каналов                     — 1

Выходная мощность, Вт               — 68

Напряжение питания, В                — ±20…84

Тип корпуса                                 — TO220-11

Напряжение на нагрузке, В           — 28

Сопротивление нагрузки, Ом        — 4

Вид напряжения питания               — двухполярное

Усилитель для наушников с ТОС.

При проектирование усилителя для наушников я стремился достичь максимального качества при минимальном количестве усилительных элементов. В основу схемы положена схемотехника усилителей с так назваемомой токовой ООС.

схема качественного усилителя для наушников с ТОС

Как видно, усилитель состоит из двух симметрично-комплементарных плеч. Усилитель не имеет разделительных конденсаторов на входе, выходе и в цепи ООС и фактически является усилителем постоянного тока. В области ВЧ полоса пропускания ограничивается только частотными свойствами примененных транзисторов.

Качественный дискретный выхлоп для ЦАП

Еще давно для сборки качественного ЦАПа мною была приобретена микросхема PCM1794. К сожалению, в экспериментах с ней мне не удалось добиться желаемого звука, заметно превосходящего звук твикнутого мной Asus Xonar ONE. Поэтому макет с PCM-кой был отправлен пылиться на полку. И вот недавно я решил опробовать дискретный выхлоп. Первым делом на макете был собран выхлоп по мотивам Семигора. Результат мне понравился, с дискретным выхлопом ЦАП звучал весьма приятно, появилось желание переслушать старые записи, чего я не замечал с старым выхлопом на операционниках.  

В ходе дальнейшего совершенствования было решено применить jet-полевики 2sk117/2sk170 в дифкаскаде. Субъективно, с полевыми транзисторами звук стал еще более ровным и легким.

Дискретный выхлоп для PCM1794 / PCM1796

Дальнейшие эксперименты привели меня к следующей схеме дискретного выхлопа для PCM1794:

Преобразователь ток-напряжение выполнен на резисторе (R1 и R2),  cумматор на дискретных элементах.

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 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).