L'amplificateur proposé est destiné à être utilisé avec des écouteurs ayant une résistance ≥ 25 Ohms. En tant que source signal sonore peut servir de carte son PC, de lecteurs CD/DVD, appareils portables. Permet de « décharger » la sortie de la source, ce qui a un effet positif sur la qualité sonore (réduction de la distorsion harmonique, élimination du « blocage » dans les basses fréquences lors de l'utilisation d'une source avec des condensateurs d'isolation en sortie).
Caractéristiques:
Niveau de sortie : 3 V (RMS) ;
Inégalité de la réponse en fréquence (dans la plage 40 Hz - 15 kHz), dB +0,09, -0,20
Niveau sonore, dB (A) -89,2
Plage dynamique, dB (A) 87,0
Distorsion harmonique, % 0,0015
Distorsion harmonique + bruit, dB(A) -80,8
Distorsion d'intermodulation + bruit, % 0,013
Interpénétration des canaux, dB -86,6
Intermodulation à 10 kHz, % 0,014
*Les mesures ont été effectuées à l'aide carte son SB Audigy (SB0507)
Circuit amplificateur et alimentation
L'étage de sortie de l'amplificateur est couvert par l'OOS local, et l'amplificateur dans son ensemble est couvert par l'OOS. Un filtre passe-bas est installé à l'entrée de l'amplificateur, un circuit Zobel et une self sont installés à la sortie. Des circuits RC sont introduits dans l'OOS pour réduire le gain RF. Le facteur de gain est de trois.
L'amplificateur utilise une alimentation bipolaire stabilisée ±6V. Des microcircuits LM317T ont été utilisés comme stabilisants.
Construction et détails
Structurellement, l'amplificateur est assemblé sur deux circuits imprimés. Le sous-module amplificateur est réalisé sur un circuit imprimé double face.
Ce sous-module est installé sur le principal unilatéral circuit imprimé, qui abrite également l'alimentation, les connecteurs et les commandes.
La plupart des composants utilisés sont conçus pour un montage en surface : résistances et condensateurs de taille 1206. L'alimentation utilise un transformateur HAHN BVUI 3020161 de type MKP. Condensateurs céramiques dans les circuits audio de type NP0. Contrôle de volume à double résistance variable ALPS RK09. Les selfs de sortie sont enroulées sur des résistances MLT-2 avec un fil PEV-2 de 0,5 mm jusqu'à ce qu'une couche soit remplie. Au lieu de AD8066, il est possible d'utiliser AD823, OPA2132, OPA2134. Le boîtier d'usine GAINTA G738A a été utilisé.
Le sujet a été créé par un certain nombre de questions posées sur ce design sur le forum.
De nombreux circuits composites utilisant divers types d'amplificateurs opérationnels puissants avec TOS ont été réalisés, mais je n'ai vu nulle part auparavant une discussion sur les appareils utilisant le LT1210, il a donc été décidé de s'appuyer sur celui-ci.
Dans la première copie, un ampli-op LME49710 a été utilisé comme « premier étage » ; je mène maintenant quelques expériences avec l'ampli-op d'entrée.
Dès le début, la conception a été conçue sur un circuit imprimé double face, dont l'une des couches est dédiée à la zone de masse pour garantir sa faible impédance, ce qui est important lors de l'utilisation d'amplis opérationnels à grande vitesse tels que le LT1210. Certaines chaînes ont quand même dû être placées sur le même calque, mais elles ne forment pas de grands espaces dans le polygone.
Une particularité du LT1210 est le courant de repos très élevé de l'étage de sortie - 35 mA, qui permet de rester en classe A à des niveaux d'écoute moyens.
Des stabilisateurs ont été utilisés M5230L fabriqués par Mitsubishi Electronics ; le transformateur a été commandé à l'usine avec quatre enroulements secondaires de 14 V chacun.
Déjà lors de la configuration, il est devenu clair que le condensateur de correction dans le circuit de rétroaction commun aux deux amplificateurs opérationnels conduit à une excitation à une fréquence d'environ 20 MHz d'une amplitude assez grande d'environ 300 mV. Par conséquent, il doit être installé au verso de la carte, entre la sortie et l'entrée inverseuse du premier ampli-op.
Aujourd'hui, j'ai décidé d'expérimenter différents types OU. La correction a été fixée à 10,22,33,47 pF. J'ai testé 3 amplis-op : OPA134, LME49710 et AD744.
Ce que j'ai vu sur l'écran de l'oscilloscope était quelque peu surprenant. L'ampli-op apparemment le plus lent du trio (OPA134) s'est comporté le moins bien dans le circuit composite, démontrant les surtensions les plus importantes sur les fronts méandriques. Je pensais qu'il y aurait plus de problèmes avec l'AD744.
La pièce jointe contient un schéma et un circuit imprimé au format DipTrace.
Un merci spécial à Alexey (alias Lexus) pour les consultations lors de la construction de cet amplificateur.
Fichiers joints :
Section : Amplificateurs pour casques
L'amplificateur est idéal pour fonctionner avec des écouteurs dynamiques de tout type et peut également être utilisé comme préamplificateur ou convertisseur courant/tension.
La plage de résistance de charge va de 16 Ohms lorsqu'il est alimenté par +-12 V, à partir de 8 Ohms lorsqu'il est alimenté par +-5 V. L'amplificateur dispose d'une protection de courant haute vitesse intégrée et d'une protection contre l'apparition d'un composant CC en sortie Indicateur LED. L'amplificateur doit être alimenté par une source d'alimentation stabilisée avec une tension nominale de +-12 V et une tension maximale autorisée de +-14 V. Dans la grande majorité des cas, un stabilisateur basé sur le couple LM317/LM337 fournira la qualité d'alimentation requise. La consommation de courant en mode repos est de 70 mA. "Quiet" est équipé d'un filtre de sortie de type LRCL, qui offre, d'une part, une bonne marge de stabilité en fonctionnement avec une charge complexe, et d'autre part, le minimum possible impédance de sortie, ne dépassant pas 0,1 Ohm.
Principales caractéristiques :
- - Gain en connexion inverseuse 12 dB (4 fois)
- - Le coefficient de distorsion non linéaire est inférieur - 120 dB (charge de 100 Ohm, 20 V p-p), le spectre harmonique est court, atténué
- - Distorsion d'intermodulation inférieure à -120 dB
- - Impédance de sortie inférieure à 0,1 Ohm
- - Vitesse de montée/descente symétrique, pas inférieure à 200 V/µs
- - Rapport signal/bruit dans la bande de fréquence audio d'au moins 110 dB
- - Courant de sortie de crête (à court terme) d'au moins 1 A
Pour faciliter l'utilisation, le pas des broches Tikhoni est de 2,54 mm. Il peut donc être installé sur une pièce planche à pain, en y assemblant des redresseurs, des filtres et des stabilisateurs de tension.
« Quiet » est fourni uniquement sous forme d'appareil entièrement assemblé.
Cela est dû, tout d'abord, à la grande complexité technologique du circuit imprimé et à la grande sensibilité aux types et caractéristiques de certains composants, ainsi qu'à la qualité de l'installation. "Silencieux" ne pardonne pas les changements arbitraires et inconsidérés dans les valeurs des éléments (par exemple, modifier le gain en remplaçant une seule résistance), cependant, avec les valeurs recommandées et dans l'inclusion recommandée, il fournit un ultra- haute performance. Ces limitations sont associées à l'énorme vitesse d'une partie du circuit et à la subtilité de la recherche de la correction de fréquence optimale.
Cependant, sans être touché par un fer à souder, « Quiet » fonctionne parfaitement dans un « environnement » très médiocre - les aspects les plus importants et les plus critiques du fonctionnement ont été pris en compte. Un simple redresseur avec des stabilisateurs et des condensateurs bon marché fournira le minimum d'existence nécessaire.
Un article sur la création d'un amplificateur dont les circuits et la conception utilisent des solutions techniques non traditionnelles. Le projet est à but non lucratif.
J'ai commencé à m'intéresser aux équipements audio et à l'écoute de musique il y a très longtemps, à partir de la fin des années 80, et j'ai longtemps été fermement convaincu que toute sonorisation du label Sony, Technics, Revox, etc. bien mieux que les amplificateurs domestiques, et même mieux que les amplificateurs faits maison, car les marques occidentales disposent de la technologie, des pièces de la plus haute qualité et de l'expérience.
Tout a changé après l’article d’A.M. Likhnitsky dans le magazine Audiomagazin n° 4(9) 1996, qui parlait du développement et de la mise en production dans les années 70 de l'amplificateur Brig-001, dont il est l'auteur. Par hasard, peu de temps après, le Brig-001 défectueux des premiers numéros est tombé entre mes mains. En utilisant uniquement des pièces d'origine domestique des années 70 et 80, j'ai remis cette sonorisation dans son état d'origine afin que ses capacités sonores puissent être évaluées de la manière la plus fiable possible.
Connecter l'amplificateur Brig-001 au lieu du système audio domestique Technics SU-A700 m'a choqué - le Brig sonnait bien mieux, même si les paramètres étaient plus modestes et avaient 20 ans de plus. C'est à ce moment-là que l'idée est née de fabriquer un amplificateur. de mes propres mains, capable de remplacer celui standard du système audio, ce qui a été réalisé en 1998, principalement sur la base d'éléments nationaux d'acceptation militaire. Le nouvel appareil ne laissait aucune chance pour une écoute comparative avec des amplificateurs plus célèbres, tels que les modèles de milieu de gamme NAD et Rotel, et était assez convaincant même en comparaison avec leurs frères aînés. Le projet a été développé en 2000, sous la forme d'un PA à deux blocs selon le même schéma, mais avec une nouvelle conception et une intensité énergétique accrue de l'alimentation électrique. Il a déjà été comparé aux amplificateurs à transistors et à tubes de catégorie de prix jusqu'à plusieurs milliers de dollars américains et, dans de nombreux cas, les surpassaient en qualité sonore. Ensuite, j'ai réalisé encore une chose : la conception de l'amplificateur décide de presque tout.
En analysant les résultats des séances d'écoute, en particulier avec la participation de ces amplificateurs qui sonnaient mieux que mon système de sonorisation à deux unités, je suis arrivé à la conclusion que le plus souvent, soit de bonnes conceptions à lampes, soit celles à transistors sans OOS global, s'avéraient supérieures. . Parmi eux se trouvaient également des PA avec un OOOS profond, dont les spécifications présentaient souvent des valeurs très élevées de vitesse de montée de tension de sortie - 200 V/μs et plus. En règle générale, ces appareils étaient chers et leurs circuits n'étaient pas disponibles accès libre. Mon terminal avait également un OOOS assez profond, mais de faibles performances par rapport à eux - environ 50 V/µs, avec une tension de sortie comparable. Il lui manquait parfois la capacité de restituer pleinement le naturel des timbres instruments de musique et les voix des interprètes, les émotions des musiciens. Sur certaines compositions, la présentation de la musique était simplifiée, une partie de la richesse timbrale était cachée derrière une sorte de fin voile gris. C’est probablement ce qu’on appelle le « son transistor » inhérent à une sonorisation avec feedback.
Les raisons du son « transistor » dans une sonorisation avec OOOS ont été discutées à plusieurs reprises sur des forums, dans des livres sur la conception de circuits et dans des publications dans des magazines traitant de ce sujet. L'un des versions connues, à laquelle j'adhère également, c'est que la faible impédance de sortie des amplificateurs couverte par la boucle de rétroaction générale, mesurée sur un signal sinusoïdal et une charge active, ne le reste pas du tout lors de la lecture de musique sur des enceintes, ce qui permet de rétrograder. Les signaux EMF des têtes dynamiques pénètrent depuis la sortie de l'amplificateur le long des chaînes retourà son entrée. Ces signaux ne sont pas soustraits par l'OOOS, car ils diffèrent déjà par leur forme et ont un déphasage par rapport à ceux d'origine, ils sont donc amplifiés avec succès et retombent dans systèmes de haut-parleurs, provoquant une distorsion supplémentaire et sons parasites dans le chemin audio. Les méthodes permettant de lutter contre cet effet sont périodiquement discutées. Les exemples incluent les suivants :
1. « Faux » canal OOOS, lorsque son signal est prélevé sur l'un des éléments connectés en parallèle de l'étage final, qui n'est pas connecté aux haut-parleurs, mais est chargé sur une résistance d'une certaine valeur.
2. Réduire la résistance de sortie du PA avant même d'atteindre l'OOOS.
3. Augmenter la vitesse à l’intérieur de la boucle OOOS jusqu’à des vitesses « cosmiques ».
Naturellement, le plus moyen efficace combattre les artefacts OOOS signifie les exclure de la conception des circuits de l'UM, mais mes tentatives pour construire quelque chose de valable sans OOOS sur les transistors n'ont pas été couronnées de succès. Je considérais qu'il n'était plus pratique pour moi de repartir de zéro dans le domaine de la technologie audio à lampes. La méthode du point « 1 » a soulevé de nombreuses questions, j'ai donc commencé à expérimenter l'augmentation de la vitesse à l'intérieur de la boucle de rétroaction, en tenant compte du point « 2 ». Je voudrais immédiatement attirer l'attention sur le fait que le taux d'augmentation de la tension de sortie, suffisant pour que l'amplificateur reproduise correctement l'attaque du son des instruments de musique, est une valeur relativement faible, et ses valeurs ultra-élevées ne sont pertinents qu’en relation avec le fonctionnement de l’OOO.
Il est clair que dans les amplificateurs dotés d'une boucle de rétroaction générale, tous les problèmes ne sont pas résolus en augmentant la vitesse de balayage, mais l'idée principale était la suivante, tous les autres paramètres étant égaux : plus la vitesse à l'intérieur de la boucle de rétroaction est élevée, plus le signal est rapide. Les « queues » de signaux non compensées par le feedback s'estomperont et ce qui devrait être un certain seuil pour leur perceptibilité à l'oreille, en tenant compte de la diminution de la durée des artefacts avec l'augmentation des performances. En allant dans cette direction, j'ai très vite rencontré le problème d'approcher au moins la barre des 100 V/μs dans un PA utilisant des éléments discrets - s'il y avait des cascades sur des transistors puissants dans le circuit, tout s'avérait beaucoup plus difficile. Dans les amplificateurs avec retour de tension, les performances élevées n'étaient en aucun cas corrélées à la stabilité, et dans un PA avec TOS (avec retour de courant), il n'était pas possible, sans utiliser d'intégrateur, d'obtenir un niveau acceptable de tension constante en sortie , même si tout allait bien avec la vitesse en ordre et les problèmes de stabilité ont été résolus. L'intégrateur n'améliore pas le son, à mon avis, donc je voulais vraiment m'en passer.
La situation était pratiquement dans une impasse, et ce n'est pas la première fois que l'on a pensé que si vous créiez un amplificateur de puissance avec retour de tension, puis en utilisant la topologie d'un préamplificateur ou d'un amplificateur téléphonique, il serait beaucoup plus facile de le rendre élevé. -rapide, haut débit, stable et sans intégrateur, ce qui, à mon avis, devrait avoir un effet positif sur la qualité sonore. Il ne restait plus qu'à trouver comment le mettre en œuvre. Pendant près de 10 ans, il n'y avait pas de solution, mais pendant ce temps, des recherches à domicile ont été menées pour étudier l'influence du taux d'augmentation de la tension de sortie à l'intérieur de la boucle de rétroaction générale sur la qualité sonore, pour laquelle un prototype a été créé qui a permis de tester de divers amplificateurs composites utilisant des amplificateurs opérationnels.
Les résultats de mes « recherches » étaient les suivants :
1. La vitesse et la bande passante d'un amplificateur composite doivent augmenter de l'entrée à la sortie.
2. La correction est uniquement unipolaire. Aucun condensateur dans les circuits OOS.
3. Pour un amplificateur avec une tension de sortie maximale de 8,5 V RMS, avec une profondeur OOOS d'environ 60 dB, une augmentation notable de la qualité sonore apparaît quelque part dans la plage de 40 à 50 V/μs, puis plus proche de 200 V/μs. μs lorsque l'amplificateur cesse pratiquement d'être OOOS « audible ».
4. Au-dessus de 200 V/μs, aucune amélioration notable n'a été observée, mais pour un PA avec une tension de sortie de 20 V RMS par exemple, 500 V/μs sont déjà nécessaires pour obtenir le même résultat.
5. Les filtres d'entrée et de sortie qui limitent la bande PA ne sonnent pas de la meilleure façon, même si la fréquence de coupure est nettement supérieure à la limite supérieure de la plage audio.
Après des expériences infructueuses avec des amplificateurs de puissance basés sur des éléments discrets, mon regard s'est tourné vers les amplificateurs opérationnels à grande vitesse et les tampons intégrés offrant le courant de sortie le plus élevé. Les résultats de la recherche ont été décevants : tous les appareils avec un courant de sortie élevé sont désespérément « lents » et les appareils à grande vitesse ont une faible tension d'alimentation autorisée et un courant de sortie pas très élevé.
En 2008, par hasard, un ajout à la spécification du tampon intégré BUF634T a été trouvé sur Internet, où les développeurs eux-mêmes ont présenté un circuit d'amplificateur composite avec trois tampons de sortie connectés en parallèle (Fig. 1) - c'était alors que l'idée est venue de concevoir une sonorisation avec un grand nombre de tels tampons dans l'étage de sortie.
Le BUF634T est un répéteur tampon parallèle large bande (jusqu'à 180 MHz) ultra-rapide (2 000 V/µs) avec un courant de sortie de 250 mA et un courant de repos jusqu'à 20 mA. Son seul inconvénient, pourrait-on dire, est basse tension alimentation (+\- 15 V nominal et +\- 18 V – maximum admissible), ce qui impose certaines restrictions sur l'amplitude de la tension de sortie.
J'ai finalement opté pour le BUF634T, après avoir accepté la faible tension de sortie, car j'étais entièrement satisfait de toutes les autres caractéristiques du tampon et de ses propriétés sonores, et j'ai commencé à concevoir une sonorisation avec une puissance de sortie maximale de 20 W/4 Ohm.
Figure 1 Le choix du nombre d'éléments de l'étage de sortie se résumait à obtenir un PA fonctionnant en pure classe A sous une charge de 8 Ohm et à garantir que les modes de courant des éléments de l'étage de sortie soient loin des modes limitants. La quantité requise a été déterminée à 40+1. Pour le 41ème tampon supplémentaire, le courant de repos minimum a été fixé - seulement 1,5 mA, et il était destiné à être utilisé pour effectuer le premier lancement de la conception avant même d'installer les radiateurs, ainsi que pour effectuer quelques ajustements et expérimentations dans des conditions plus confortables. Il s’est avéré plus tard que c’était une très bonne idée.
Comme on le sait, la connexion en parallèle des circuits intégrés n'entraîne pas une augmentation du niveau de bruit global et du Kg, mais elle diminue impédance d'entrée un tel module et sa capacité d'entrée augmente. La première n'est pas critique : l'impédance d'entrée du BUF634T est de 8 MOhm et, par conséquent, le total ne sera pas inférieur à 195 kOhm, ce qui est plus qu'acceptable. Avec la capacité d'entrée, la situation n'est pas si rose : 8 pF par tampon donnent 328 pF de la capacité d'entrée totale, ce qui est déjà une valeur notable et affectera négativement le fonctionnement de l'ampli-op swing (Fig. 1). Pour réduire globalement l'impédance de sortie du pilote de l'étage final, un autre ampli opérationnel a été introduit devant celui-ci, couvert par sa propre boucle OOS. Ainsi, le circuit est devenu un triple amplificateur composite, mais dans lequel tous les points des résultats de mon « travail de recherche » ont été remplis. Après de nombreuses expériences, la composition de l'amplificateur composite a été déterminée : l'AD843 a remplacé l'ampli-op d'entrée, et le puissant ampli-op à grande vitesse AD811, avec retour de courant, a été appelé à servir de tampon de sortie du étape du conducteur. Pour garantir les performances requises du PA (au-dessus de 200 V/μs), le gain de l'AD811 a été choisi égal à deux, ce qui double idéalement les 250 V/μs disponibles de l'AD843 et permet d'espérer qu'avec le circuit approprié et une conception réussie, il serait possible de maintenir la valeur requise de la tension de vitesse de montée de sortie pour l'ensemble du circuit PA. Pour l'avenir, je constate que les attentes étaient justifiées - la valeur réelle de ce paramètre avec les tampons de sortie s'est avérée supérieure à 250 V/µs.
Le circuit général de l'amplificateur a subi de nombreuses modifications lors de l'installation et de la mise au point, je présenterai donc immédiatement la version finale, qui comprend toutes les corrections et améliorations (Fig. 2).
Riz. 2 La structure est simple - un sélecteur d'entrée, un contrôle de volume, un amplificateur de tension, un amplificateur tampon pour l'enregistrement sur un magnétophone, un étage final et un relais de protection, qui est contrôlé par un circuit optoélectronique pour retarder la connexion des haut-parleurs et protéger à partir d'une tension continue (Fig. 3). Pour des raisons de compacité, les tampons et les résistances qui les accompagnent sont regroupés en 10 pièces, mais la numérotation des pièces est conservée dans son intégralité. Comme on peut le voir sur la Fig. 2, le groupe de contacts du relais de protection UM (K6) n'est pas inclus dans le circuit de transmission du son et ferme la sortie à la terre pendant les processus transitoires ou possibles situations d'urgence.
Riz. 3 Pour le BUF634T, une telle inclusion n'est pas dangereuse, d'autant plus que tous les buffers ont une résistance de 10 Ohm en sortie. Afin d'éviter la perte de stabilité de l'amplificateur, due au court-circuit à la masse de la résistance OOOS (R15), simultanément au fonctionnement du relais K6, le relais K5 se ferme également, formant un circuit OOOS temporaire de l'étage pilote à travers la résistance. R14. Si les valeurs des résistances R14 et R15 sont égales, alors il n'y a pas de clics parasites dans les haut-parleurs pendant le fonctionnement de la protection, même s'ils sont plus sensibles à 100 dB.
Il convient de noter que pendant la première année de fonctionnement, l'amplificateur a fonctionné de manière fiable à la fois sans relais K5 et sans circuit OOS temporaire avec R14, mais j'étais hanté par la possibilité même d'une auto-excitation se produisant pendant le fonctionnement de la protection, donc ces éléments supplémentaires ont été introduits. À propos, l'amplificateur fonctionne très bien sans couvrir l'étage final avec un circuit OOOS. Vous pouvez retirer la résistance R15, le relais K5 et utiliser la résistance R14 pour fermer le retour dans l'ONU, ce que j'ai fait à titre expérimental. J'ai moins aimé le son - c'est peut-être une option où nous obtenons plus d'avantages que d'inconvénients en utilisant un retour ultra-rapide.
Le schéma montre également que l'une des 4 entrées (entrée CD) fait passer le PA en mode amplificateur CC(UPT), et à partir de l'entrée LP (lecteur de disque vinyle), la fonction « Tape Monitor » est implémentée, sans groupes de contacts supplémentaires dans le chemin du signal. Je suis un fan de l'enregistrement analogique, alors je l'ai fait pour moi-même. Si le système audio ne dispose pas de dispositifs d'enregistrement sonore analogiques, le blocage sur l'ampli-op IC1 peut être éliminé.
Le schéma ne montre pas les condensateurs de blocage de l'alimentation - pour plus de commodité, ils seront affichés sur le schéma d'alimentation.
L'idéologie de cet amplificateur est très différente de celle classique et repose sur le principe de séparation du courant - chaque élément de l'étage final fonctionne avec un faible courant, dans un mode très confortable, mais un nombre suffisant de ces éléments, connectés en En parallèle, peut fournir à cet amplificateur de 20 watts un courant de charge maximum supérieur à 10 A en continu et jusqu'à 16 A par impulsion. Ainsi, les étages de sortie ne sont chargés pendant l'écoute qu'en moyenne de 5 à 7 % maximum. Le seul endroit dans l'amplificateur où des courants importants peuvent circuler sont les deux barres omnibus en cuivre de la carte PA menant aux bornes des haut-parleurs, où les sorties de tous les BUF634T de chaque canal convergent ensemble.
Dans le cadre de la même idéologie, l'alimentation PA a également été développée (Fig. 4) - dans celle-ci, tous les éléments de puissance fonctionnent également avec des courants relativement faibles, mais il y en a aussi beaucoup et, par conséquent, le total la puissance de l'alimentation est 4 fois supérieure au maximum consommé par l'amplificateur. L'alimentation électrique est l'une des parties les plus importantes de l'amplificateur qui, de mon point de vue, mérite d'être examinée plus en détail. L'amplificateur est construit selon la technologie « dual mono » et contient donc à bord deux alimentations indépendantes pour les circuits de signaux, entièrement stabilisées, d'une puissance de 150 W chacune, des stabilisateurs séparés pour l'amplificateur de tension, ainsi qu'une alimentation pour fournir le service. fonctions, alimenté par un transformateur réseau séparé de 20 W. Tous les transformateurs du réseau d'alimentation sont mis en phase les uns avec les autres - lors de la fabrication des transformateurs, les conducteurs du début et de la fin des enroulements primaires ont été marqués.
Riz. 4 La partie puissance de chaque canal est divisée en 4 lignes bipolaires, ce qui a permis de réduire le courant de charge de chaque stabilisateur à une valeur de seulement 200 mA, et d'augmenter la chute de tension à leurs bornes à 10 V. Dans ce mode, même simple les stabilisateurs intégrés tels que LM7815 et LM7915 se sont révélés excellents pour alimenter les chaînes audio. Il était possible d'utiliser des microcircuits LT317 et LT337 plus « avancés », mais il existait de nombreux LM7815C et LM7915C originaux de Texas Instruments, avec une sortie de 1,5 A, qui ont déterminé le choix. Au total, l'alimentation des circuits de signal de l'amplificateur est fournie à l'aide de vingt de ces stabilisateurs intégrés - 4 pour UN et 16 pour VK (Fig. 4). Chaque paire de stabilisateurs de section de puissance alimente 10 pièces. BUF634T. Une paire de stabilisateurs pour UN est chargée d'une combinaison AD843+AD811 d'un canal. Le circuit RC (R51, C137, par exemple) devant les stabilisateurs UN a un double objectif : il protège le redresseur d'un courant d'appel lors de la mise sous tension de l'alimentation PA et forme un filtre avec une fréquence de coupure en dessous du bord du plage audio (environ 18 Hz), qui réduit sensiblement l'amplitude des ondulations de tension redressées et le niveau des autres interférences, ce qui est important pour les étages d'entrée.
Une autre caractéristique de l'alimentation est que la majeure partie de tous les condensateurs de filtrage (160 000 µF sur 220 000 µF) est située après les stabilisateurs, ce qui permet de fournir un courant élevé à la charge, si nécessaire. Cependant, cela a nécessité l'introduction d'un système de démarrage progressif «Soft Start» pour protéger les stabilisateurs lors de la mise sous tension de l'amplificateur et lors de la charge initiale de la batterie des capacités. Comme on peut le voir sur la Fig. 4, Soft Start est mis en œuvre assez simplement, sur un transistor (VT1), qui, avec un retard (environ 9 s), connecte le relais à faible courant K10, qui, à son tour, comprend 4 relais à courant élevé K11-K14, avec quatre groupes de contacts dans chacun, fermant 16 résistances de limitation de courant d'une valeur nominale de 10 Ohms (R20, R21, par exemple). Autrement dit, lorsque l'amplificateur est allumé, le courant de crête maximum de chaque stabilisateur est strictement limité à 1,5 A, ce qui correspond à son mode de fonctionnement normal. Je n'utilise pas de "Soft Start" dans le circuit primaire 220 V - en cas de rupture de la résistance de limitation de courant ou de perte de contact aux points de soudure de ses fils, des conséquences graves pour l'ensemble du PA sont possibles.
Pour les fonctions de service, le bloc d'alimentation est responsable de la connexion de la tension secteur aux transformateurs principaux (relais K8), de l'alimentation des composants du système Soft Start et du relais sélecteur d'entrée, dont la tension d'alimentation est d'ailleurs également stabilisée. . Une sortie +5 V est également implémentée, connectée au connecteur sur le panneau arrière du PA - c'est déjà une sorte de standard dans mes amplificateurs pour allumer simultanément n'importe quelle unité externe. Cet amplificateur pourrait très bien fonctionner comme un dispositif de commutation d'amplification (préamplificateur) pour des monoblocs plus puissants, par exemple, qui s'allumera lorsqu'une tension de commande de +5 V leur sera appliquée.
L'alimentation de l'amplificateur a été construite en premier, car l'avancement du processus de développement nécessitait la présence d'une alimentation à part entière, afin que les premiers démarrages, expériences et configurations puissent être effectués dans un mode proche des conditions de fonctionnement réelles. Après le lancement réussi de tous les circuits d'alimentation, un sélecteur d'entrée, un retardateur d'allumage et une unité de protection des haut-parleurs, ainsi qu'un amplificateur composite avec un BUF634T (BUF41) en sortie comme étage final ont été assemblés sur la carte PA. Comme mentionné ci-dessus, ce 41ème tampon a un faible courant de repos et ne nécessite pas d'installation sur un radiateur, mais des écouteurs étaient désormais facilement connectés à la sortie de l'amplificateur, ce qui permettait un contrôle auditif, ainsi que des mesures. Après avoir terminé le débogage du circuit avec un tampon de sortie dans chaque canal, il ne restait plus qu'à souder les 80 pièces restantes. et on verra ce qu'il en résulte. Je n'avais aucune garantie d'un résultat positif, et il ne pouvait y en avoir aucune - il n'y avait aucune information sur des projets similaires mis en œuvre avec succès par d'autres développeurs. Pour autant que je sache, il n'existe pas encore de conceptions basées sur des amplis opérationnels parallèles avec des performances similaires, ni en Russie ni à l'étranger.
Le résultat était toujours positif. L'amplificateur étant monté sur un châssis rigide constitué de barres d'aluminium, où étaient fixés tous les connecteurs de commutation (photo 1), il était possible de le connecter au système audio sans boîtier. Les premières auditions ont commencé, mais nous y reviendrons un peu plus tard - je vais d'abord donner quelques paramètres :
Photo 1 Puissance de sortie : 20 W/4 ohm, 10 W/8 ohm (classe A)
Bande passante : 0 Hz – 5 MHz (entrée CD)
1,25 Hz - 5 MHz (entrées AUX, Tape, LP)
Vitesse de montée de tension de sortie : supérieure à 250 V/µs
Gain : 26 dB
Impédance de sortie : 0,004 ohm
Impédance d'entrée : 47 kOhm
Sensibilité d'entrée : 500 mV
Rapport signal sur bruit : 113,4 dB
Consommation électrique : 75 W
Puissance d'alimentation : 320 W
Dimensions hors tout, mm : 450x132x390 (hors hauteur des pieds)
Poids : 18 kg
Sur la base des paramètres, sans même regarder le circuit, il est évident que l'amplificateur ne dispose pas de filtres d'entrée et de sortie, ni de circuits de correction de fréquence externes. Mais il convient de noter qu’il est stable et fonctionne parfaitement même avec des câbles d’interconnexion non blindés. L'oscillogramme d'une onde carrée de 2 kHz 5 V/div sous une charge de 8 Ohms à un niveau de tension de sortie presque maximum est très informatif à cet égard (Photo 2).
Photo 2 De mon point de vue, cela est dû au câblage correct des conducteurs « de terre », ainsi qu'à leur grande section transversale : à partir de 4 mm². jusqu'à 10 mm². (y compris les pistes sur les circuits imprimés).
Il existe des oscillogrammes pris à des fréquences de 10 kHz, 20 kHz et 100 kHz, mais vérifie hautes fréquences ont été réalisés avec un niveau de signal faible, donc la présence d'un contrôle de volume à haute Ohm à l'entrée, ainsi que le circuit R-C Zobel à la sortie PA, qui était encore présent à cette époque, affectaient déjà (100 kHz carré onde 50 mV/div - photo 3).
Photo 3 Dès la première écoute dans un système audio domestique, il est devenu clair que l'appareil sonnait et qu'il était temps de commander un étui pour pouvoir partir en tournée avec lui :) Plus de 5 ans se sont écoulés depuis l'achèvement des travaux sur le projet et la première écoute. Pendant ce temps, des dizaines (plus de 70, selon des estimations approximatives) de tests d'écoute comparatifs de l'amplificateur avec des sonorisations exclusives à tubes et à transistors de fabricants renommés, ainsi qu'avec des conceptions propriétaires de haut niveau, ont été réalisés. Sur la base des évaluations d'experts reçues, nous pouvons dire que l'amplificateur n'est pas inférieur en termes de naturel sonore à la plupart des amplificateurs à tubes et transistors push-pull et asymétriques écoutés, construits sans l'utilisation de rétroaction négative, mais les surpasse souvent de manière significative en termes musicaux. résolution. De nombreux amateurs de son à lampes et adeptes des sonorisations à cycle unique sans OOS ont remarqué que dans cette conception, le fonctionnement de la rétroaction négative n'est pratiquement pas « audible » et la présence d'étages de sortie push-pull dans le circuit « ne donne aucune indication ». .
L'amplificateur était connecté à diverses enceintes acoustiques, notamment des haut-parleurs de fabricants russes renommés : Alexander Klyachin (modèles : MBV (MBS), PM-2, N-1, Y-1), des haut-parleurs à pavillon d'Alexander Knyazev, des haut-parleurs d'étagère sur enceintes professionnelles de Tulip Acoustics, enceintes de marques étrangères de catégories de prix moyens et élevés : Klipsh, Jamo, Cerwin Vega, PBN Audio, Monitor Audio, Cabasse et bien d'autres, avec sensibilité et impédance d'entrée différentes, multibandes avec filtres crossover complexes et simples, haut débit sans filtres croisés, haut-parleurs avec différents conception acoustique. Aucune préférence particulière n'a été identifiée, mais le PA est mieux révélé sur une acoustique au sol avec une gamme complète de basses fréquences et, de préférence, une sensibilité plus élevée, car puissance de sortie petit.
Au stade initial, les auditions n'étaient pas organisées dans un but d'intérêt « sportif » : leur tâche principale était d'identifier tous les artefacts sonores qu'il était possible de tenter de corriger. Des séances d'écoute très informatives et utiles de ce point de vue ont eu lieu dans le système audio d'Alexander Klyachin, où il y avait une occasion unique d'évaluer le son de l'amplificateur immédiatement sur 4 divers modèles Haut-parleurs, et j'ai tellement aimé l'un de ces haut-parleurs (Y-1) qu'ils sont rapidement devenus des composants de mon système audio domestique (Photo 4). Bien entendu, il a été très agréable de recevoir une évaluation élevée de mon produit et quelques commentaires d'un expert audio possédant une vaste expérience.
Photo 4 Le système audio du célèbre maître du Hi-End russe Yuri Anatolyevich Makarov (photo 5, PA pendant l'écoute), construit dans une salle d'écoute spécialement équipée et faisant référence à tous égards, a apporté des ajustements majeurs à la conception de cet amplificateur : le Le circuit Zobel a été retiré de la sortie PA et l'entrée principale a été réalisée en contournant le condensateur d'isolation. Dans ce système audio, vous pouvez tout entendre et même plus, il est donc difficile de surestimer sa contribution et les conseils de Yuri Anatolyevich dans le processus de réglage fin du son de l'amplificateur. La composition de son système audio : source - transport et DAC avec alimentation séparée Mark Levinson 30.6, haut-parleurs Montana WAS de PBN Audio, asymétrique sans compromis amplificateur à tubes"Empereur" et tous les câbles antiphase conçus par Yu.A. Makarova. La fréquence limite inférieure du haut-parleur Montana WAS de 16 Hz (-3 dB) a permis d'évaluer la « contribution » d'un condensateur de couplage, et d'assez bonne qualité en plus (MKP Intertechnik Audyn CAP KP-SN), à la distorsion de la gamme des basses fréquences du signal musical et à la résolution musicale la plus élevée du système audio - pour entendre impact négatif filtre de sortie, sous la forme Circuits RC Tsobel, qui n'a eu aucun effet sur la stabilité de l'amplificateur et a été rapidement retiré du conseil d'administration. La connexion de commandes de volume externes à faible ohm de 100 ohms à 600 ohms (le RG standard était réglé sur la position maximale) m'a fait comprendre que même le régulateur discret DACT 50 kOhm de haute qualité utilisé dans mon amplificateur serait bien à remplacer par une valeur inférieure (par rapport aux externes connectés à moi). Le 600 Ohm RG semblait être le meilleur), mais pour cela il aurait fallu refaire pas mal de choses et il a été décidé de mettre en œuvre cette amélioration et d'autres accumulées dans un nouveau projet.
Photo 5 Il convient probablement de mentionner la participation de l'amplificateur à l'exposition de 2011 (photo 6), comme le seul projet non commercial, dont les informations ont été publiées dans la revue Stereo&Video en janvier 2012, où l'amplificateur a été qualifié de « découverte de l'année ». La démonstration a été réalisée avec des enceintes Tulip Acoustics, qui ont une sensibilité de 93 dB avec une résistance de 8 Ohms et, curieusement, les 10 W/8 Ohms disponibles se sont avérés suffisants dans une grande salle avec haut niveau bruit de fond. 10 W d'un amplificateur de classe A, dans lequel chaque Watt de puissance de sortie est suffisamment fourni par la capacité énergétique de l'alimentation, est perçu subjectivement plus fort, selon mes observations, que le son d'un amplificateur avec une puissance de sortie plus élevée, mais avec des étapes finales contenues sur une soudure nue.
Photo 6 Après l'Exposition, faites-moi des demandes via e-mail et des messages personnels des forums de ceux qui voulaient répéter le projet, mais certaines difficultés sont survenues - aide à l'information a été présenté à tout le monde, mais mes planches étaient dessinées sur du papier millimétré, recto-verso, et n'étaient pas adaptées à une numérisation dans un fichier, car le papier était visible à travers, et le résultat était un dessin presque illisible. Sans un circuit imprimé fini, répéter le design est devenu très difficile et l'enthousiasme s'est estompé. Maintenant, sur le forum du portail Végalab. ru, disponible version électronique carte, dont l'auteur est Vladimir Lepekhin, un spécialiste bien connu de la mise en page de circuits imprimés dans les forums en langue russe, de Riazan. La carte est disponible gratuitement, un lien vers celle-ci se trouve dans le premier post du sujet sur cet amplificateur. Trouver le sujet est très simple : tapez simplement l'expression « Amplificateur Prophetmaster » dans la barre de recherche de Yandex ou d'un autre programme de recherche. C'est sur ce forum qu'un des participants au forum Végalab- Sergey de Gomel (Serg138) a réussi à répéter ce projet et à obtenir un très bon résultat. Des informations sur cette implémentation du PA et des photos de sa conception peuvent également être trouvées dans la rubrique correspondante, en suivant les liens du premier post.
Quelques conseils :
Lors du choix des condensateurs électrolytiques, j'ai été guidé par mes propres mesures d'ESR et de courant de fuite, c'est pourquoi j'ai utilisé le Jamicon d'origine. J'ai spécifiquement inséré le mot « original » car ils sont très souvent contrefaits et beaucoup ont probablement déjà rencontré des produits de mauvaise qualité sous la marque de ce fabricant. Mais en réalité, ce sont quelques-uns des meilleurs condensateurs à utiliser pour alimenter les circuits audio.
Le contrôle du volume est réglé sur DACT 50 kOhm. Maintenant, je choisirais leur valeur la plus basse - 10 kOhms ou j'utiliserais un régulateur à relais Nikitin avec une résistance d'entrée et de sortie constante de 600 Ohms. Le type RG ALPS RK-27 sera bien pire et son utilisation n'est pas recommandée.
Au total, plus de 90 μF de condensateurs à film sont installés dans les shunts électrolytiques. Mes planches ont des Evox « vintage » des années 70, que j'ai eu par hasard, mais le polypropylène Rifa PEH426, Wima MKP4, WimaMKP10 ne sera pas pire.
Je recommande Finder pour les relais dans la section de puissance, la protection AC et le démarrage progressif, et pour le sélecteur d'entrée, vous devez utiliser uniquement des relais qui ont un courant commuté minimum dans leurs paramètres. Il existe peu de modèles de tels relais, mais ils existent.
Les diodes de redressement domestiques à grande vitesse KD213 (10 A) ou KD2989 (20 A) pour alimenter l'étage final seront meilleures que la plupart des diodes importées.
Je voudrais noter que le circuit de l'amplificateur est assez simple, mais pour travailler avec des microcircuits aussi rapides et à large bande, vous avez besoin des compétences et des instruments de mesure appropriés - générateur de fonctions, un oscilloscope avec une bande passante d'au moins 30 MHz (mieux - 50 MHz).
En conclusion, je voudrais dire que les conclusions que j'ai tirées sur la base des résultats des expériences, ainsi que lors des travaux sur ce projet et de son perfectionnement ultérieur, ne prétendent pas être la vérité absolue. Moyens d'atteindre l'objectif, qui dans ce cas est son de haute qualité, beaucoup et chacune d'elles implique un ensemble de mesures qui peuvent ne pas donner un résultat positif individuellement. Il n’existe donc pas de recettes simples dans ce domaine.
Photos de l'amplificateur sur le site de la société danoise DACT :
Cordialement, Oleg Shamankov ( Maître Prophète)
L'amplificateur proposé est destiné à être utilisé avec des écouteurs ayant une résistance ≥ 25 Ohms. La source sonore peut être une carte son de PC, des lecteurs CD/DVD ou des appareils portables. Permet de « décharger » la sortie de la source, ce qui a un effet positif sur la qualité sonore (réduction de la distorsion harmonique, élimination du « blocage » dans les basses fréquences lors de l'utilisation d'une source avec des condensateurs d'isolation en sortie).
Caractéristiques:
Niveau de sortie : 3 V (RMS) ;
Inégalité de la réponse en fréquence (dans la plage 40 Hz - 15 kHz), dB +0,09, -0,20
Niveau sonore, dB (A) -89,2
Plage dynamique, dB (A) 87,0
Distorsion harmonique, % 0,0015
Distorsion harmonique + bruit, dB(A) -80,8
Distorsion d'intermodulation + bruit, % 0,013
Interpénétration des canaux, dB -86,6
Intermodulation à 10 kHz, % 0,014
*Les mesures ont été réalisées à l'aide d'une carte son SB Audigy (SB0507)
Circuit amplificateur et alimentation
L'étage de sortie de l'amplificateur est couvert par l'OOS local, et l'amplificateur dans son ensemble est couvert par l'OOS. Un filtre passe-bas est installé à l'entrée de l'amplificateur, un circuit Zobel et une self sont installés à la sortie. Des circuits RC sont introduits dans l'OOS pour réduire le gain RF. Le facteur de gain est de trois.
L'amplificateur utilise une alimentation bipolaire stabilisée ±6V. Des microcircuits LM317T ont été utilisés comme stabilisants.
Construction et détails
Structurellement, l'amplificateur est assemblé sur deux circuits imprimés. Le sous-module amplificateur est réalisé sur un circuit imprimé double face.
Ce sous-module est installé sur le circuit imprimé principal simple face, qui abrite également l'alimentation, les connecteurs et les commandes.
La plupart des composants utilisés sont conçus pour un montage en surface : résistances et condensateurs de taille 1206. L'alimentation utilise un transformateur HAHN BVUI 3020161 de type MKP. Condensateurs céramiques dans les circuits audio de type NP0. Contrôle de volume à double résistance variable ALPS RK09. Les selfs de sortie sont enroulées sur des résistances MLT-2 avec un fil PEV-2 de 0,5 mm jusqu'à ce qu'une couche soit remplie. Au lieu de AD8066, il est possible d'utiliser AD823, OPA2132, OPA2134. Le boîtier d'usine GAINTA G738A a été utilisé.