Toyota 

Самодельный ламповый усилитель. Транзисторный усилитель класса а своими руками Схемы самодельных hi fi усилителей

Вступление

И это реально! Усилитель, несмотря на относительную простоту, обеспечивает довольно высокие параметры. Вообще-то, по правде говоря, у "микросхемных" усилителей есть ряд ограничений, поэтому усилители на "рассыпухе" могут обеспечить более высокие показатели. В защиту микросхемы (а иначе почему я и сам ее использую, и другим рекомендую?) можно сказать:

  • схема очень простая
  • и очень дешевая
  • и практически не нуждается в наладке
  • и собрать ее можно за один вечер
  • а качество превосходит многие усилители 70-х... 80-х годов, и вполне достаточно для большинства применений (да и современные системы до 300 долларов могут ей уступить)
  • таким образом, усилитель подойдет и начинающему, и опытному радиолюбителю (мне, например, как-то понадобился многоканальный усилитель проверить одну идейку. Угадайте, как я поступил?).

В любом случае, плохо сделаный и неправильно настроенный усилитель на "рассыпухе" будет звучать хуже микросхемного. А наша задача - сделать очень хороший усилитель. Надо отметить, что звучание усилителя очень хорошее (если его правильно сделать и правильно питать), есть информация, что какая-то фирма выпускала Hi-End усилители на микросхеме TDA7294 ! И наш усилитель ничуть не хуже!!!

Основные параметры

Я специально проведу замеры параметров микросхемы и опубликую отдельно. Здесь же скажу, что микросхема устойчиво работала на активную нагрузку 2...24 ома, на активное сопротивление 4 ома плюс либо емкость ~15 мкФ, либо индуктивность ~1,5 мГн. Причем на емкостной и индуктивной нагрузках (не таких сильных, как описано выше) искажения оставались малыми. Нужно отметить, что величина искажений сильно зависит от источника питания, особенно на емкостной нагрузке.

Схема


Схема этого усилителя - это практически повторение схемы включения, предлагаемой производителем. И это неслучайно - уж кто лучше знает, как ее включать. И наверняка не будет никаких неожиданностей из-за нестандартного включения или режима работы. Вот она, схема:

Признаюсь сразу - никаких 80-ти ватт (и тем более 100 Вт) от нее не получишь. Реально 40-60, но зато это будут честные долговременные ваты. В кратковременном импульсе можно получить гораздо больше, но это уже будет РМРО мощность, кстати, тоже честная (80-120 Вт). В "китайских" ватах это будет несколько тысяч, если кого интересует. Тысяч пять. Тут все сильно зависит от источника питания, и позже, я напишу, как увеличить мощность, при этом улучшив еще и качество звучания. Следите за рекламой!

Описание схемы

Входная цепочка R1C1 представляет собой фильтр нижних частот (ФНЧ), обрезающий все выше 90 кГц. Без него нельзя - ХХI век - это в первую очередь век высокочастотных помех. Частота среза этого фильтра довольно высока. Но это специально - я ведь не знаю, к чему будет подключаться этот усилитель. Если на входе будет стоять регулятор громкости, то в самый раз - его сопротивление добавится к R1, и частота среза снизится (оптимальное значение сопротивления регулятора громкости ~10 кОм, больше - лучше, но нарушится закон регулирования).

Далее цепочка R2C2 выполняет прямо противоположную функцию - не пропускает на вход частоты ниже 7 Гц. Если для вас это слишком низко, емкость С2 можно уменьшить. Если сильно увлечься снижением емкости, можно остаться совсем без низких. Для полного звукового диапазона С2 должно быть не менее 0,33 мкф. И помните, что у конденсаторов разброс емкостей довольно большой, поэтому если написано 0,47 мкф, то запросто может оказаться, что там 0,3! И еще. На нижней границе диапазона выходная мощность снижается в 2 раза, поэтому ее лучше выбирать пониже:

С2[мкФ] = 1000 / (6,28 * Fmin[Гц] * R2[кОм])

Резистор R2 задает входное сопротивление усилителя. Его величина несколько больше, чем по даташиту, но это и лучше - слишком низкое входное сопротивление может "не понравиться" источнику сигнала. Учтите, что если перед усилителем включен регулятор громкости, то его сопротивление должно быть раза в 4 меньше, чем R2, иначе изменится закон регулирования громкости (величина громкости от угла поворота регулятора). Оптимальное значение R2 лежит в диапазоне 33...68 кОм (большее сопротивление снизит помехоустойчивость).

Схема включения усилителя - неинвертирующая. Резисторы R3 и R4 создают цепь отрицательной обратной связи (ООС). Коэффициент усиления равен:

Ку = R4 / R3 + 1 = 28,5 раза = 29 дБ

Это почти равно оптимальному значению 30 дБ. Менять коэффициент усиления можно, изменяя резистор R3. Учтите, что делать Ку меньше 20 нельзя - микросхема может самовозбуждаться. Больше 60 его также делать не стОит - глубина ООС уменьшится, а искажения возрастут. При значениях сопротивлений, указанных на схеме, при входном напряжении 0,5 вольт выходная мощность на нагрузке 4 ома равна 50 Вт. Если чувствительности усилителя не хватает, то лучше использовать предварительный усилитель.

Значения сопротивлений несколько больше, чем рекомендовано производителем. Это во-первых, увеличивает входное сопротивление, что приятно для источника сигнала (для получения максимального баланса по постоянному току нужно чтобы R4 было равно R2). Во-вторых, улучшает условия работы электролитического конденсатора С3. И в-третьих, усиливает благотворное влияние С4. Об этом поподробнее. Конденсатор С3 последовательно с R3 создает 100%-ю ООС по постоянному току (так как сопротивление постоянному току у него бесконечность, и Ку получается равным единице). Чтобы влияние С3 на усиление низких частот было минимально, его емкость должна быть довольно большой. Частота, на которой влияние С3 становится заметной равна:

f [Гц] = 1000 / (6,28 * R3 [кОм] * С3 [мкФ]) = 1,3 Гц

Эта частота и должна быть очень низкая. Дело в том, что С3 - электролитический полярный, а на него подается переменное напряжение и ток, что для него очень плохо. Поэтому чем меньше значение этого напряжения, тем меньше искажения, вносимые С3. С этой же целью его максимально допустимое напряжение выбирается довольно большим (50В), хотя напряжение на нем не превышает 100 милливольт. Очень важно, чтобы частота среза цепи R3С3 была намного ниже, чем входной цепи R2С2. Ведь когда проявляется влияние С3 из-за роста его сопротивления, то и напряжеине на нем увеличивается (выходное напряжение услителя перераспределяется между R4, R3 и С3 пропорционально их сопротивлениям). Если же на этих частотах выходное напряжение падает (из-за падения входного напряжения), то и напряжение на С3 не растет. В принципе, в качестве С3 можно использовать неполярный конденсатор, но я не могу однозначно сказать, улучшится от этого звук, или ухудшится: неполярный конденсатор это "два в одном" полярных, включенных встречно.

Конденсатор С4 шунтирует С3 на высоких частотах: у электролитов есть еще один недостаток (на самом деле недостатков много, это расплата за высокую удельную емкость) - они плохо работают на частотах выше 5-7 кГц (дорогие лучше, например Black Gate, ценой 7-12 евро за штуку неплохо работает и на 20 кГц). Пленочный конденсатор С4 "берет высокие частоты на себя", тем самым снижая искажения, вносимые на них конденсатором С3. Чем больше емкость С4 - тем лучше. А его максимальное рабочее напряжение может быть сравнительно небольшим.

Цепь С7R9 увеличивает устойчивость усилителя. В принципе усилитель очень устойчив, и без нее можно обойтись, но мне попадались экземпляры микросхем, которые без этой цепи работали хуже. Конденсатор С7 должен быть рассчитан на напряжение не ниже, чем напряжение питания.

Конденсаторы С8 и С9 осуществляют так называемую вольтодобавку. Через них часть выходного напряжения поступает обратно в предоконечный каскад и складывается в напряжением питания. В результате напряжение питания внутри микросхемы оказывается выше, чем напряжение источника питания. Это нужно потому, что выходные транзисторы обеспечивают выходное напряжение вольт на 5 меньше, чем напряжение на их входах. Таким образом, чтобы получить на выходе 25 вольт, нужно подать на затворы транзисторов напряжение 30 вольт, а где его взять? Вот и берем его с выхода. Без цепи вольтодобавки выходное напряжение микросхемы было бы вольт на 10 меньше, чем напряжение питания, а с этой цепью всего на 2-4. Пленочный конденсатор С9 берет работу на себя на высоких частотах, где С8 работает хуже. Оба конденсатора должны выдерживать напряжение не ниже, чем 1,5 напряжения питания.

Резисторы R5-R8, конденсаторы С5, С6 и диод D1 управляют режимами Mute и StdBy при включении и выключении питания. Они обеспечивают правильную последовательность включения/выключения этих режимов. Правда все отлично работает и при "неправильной" их последовательности , так что такое управление нужно больше для собственного удовольствия.

Конденсаторы С10-С13 фильтруют питание. Их использование обязательно - даже с самым наилучшим источником питания сопротивления и индуктивности соединительных проводов могут повлиять на работу усилителя. При наличии этих конденсаторов никакие провода не страшны (в разумных пределах)! Уменьшать емкости не стОит. Минимум 470 мкФ для электролитов и 1 мкФ для пленочных. При установке на плату необходимо, чтобы выводы были максимально короткими и хорошо пропаяны - не жалейте припоя. Все эти конденсаторы должны выдерживать напряжение не ниже, чем 1,5 напряжения питания.

И, наконец, резистор R10. Он служит для разделения входной и выходной земли. "На пальцах" его назначение можно объяснить так. С выхода усилителя через нагрузку на землю протекает большой ток. Может так случиться, что этот ток, протекая по "земляному" проводнику, протечет и через тот участок, по которому течет входной ток (от источника сигнала, через вход усилителя, и далее обратно к источнику по "земле"). Если бы сопротивление проводников было нулевым, то и ничего страшного. Но сопротивление хоть и маленькое, но не нулевое, поэтому на сопротивлении "земляного" провода будет появляться напряжение (закон Ома: U=I*R), которое сложится со входным. Таким образом выходной сигнал усилителя попадет на вход, причем эта обратная связь ничего хорошего не принесет, только всякую гадость. Сопротивление резистора R10 хоть и мало (оптимальное значение 1...5 Ом), но намного больше, чем сопротивление земляного проводника, и через него (резистор) во входную цепь попадет в сотни раз меньший ток, чем без него.

В принципе, при хорошей разводке платы (а она у меня хорошая) этого не произойдет, но с другой стороны, что-то подобное может случиться в "макромасштабе" по цепи источник_сигнала-усилитель-нагрузка. Резистор поможет и в этом случае. Впрочем, его можно вполне заменить перемычкой - он использован исходя из принципа "лучше перебдеть, чем недобдеть".

Источник питания

Усилитель питается двухполярным напряжением (т.е. это два одинаковых источника, соединенных последовательно, а их общая точка подключена к земле).

Минимальное напряжение питания по даташиту +- 10 вольт. Я лично пробовал питать от +-14 вольт - микросхема работает, но стОит ли так делать? Ведь выходная мощность получается мизерной! Максимальное напряжение питания зависит от сопротивления нагрузки (это напряжение каждого плеча источника):

Сопротивление нагрузки, Ом

Максимальное напряжение питания, В

Эта зависимость вызвана допустимым нагревом микросхемы. Если микросхема установлена на маленьком радиаторе, напряжение питания лучше снизить. Максимальная выходная мощность, получаемая от усилителя приблизительно описывается формулой:


где единицы: В, Ом, Вт (я отдельно исследую этот вопрос и опишу), а Uип - напряжения одного плеча источника питания в режиме молчания.

Мощность блока питания должна быть ватт на 20 больше, чем выходная мощность. Диоды выпрямителя рассчитаны на ток не менее 10 Ампер. Емкость конденсаторов фильтра не менее 10 000 мкФ на плечо (можно и меньше, но максимальная мощность снизится а искажения возрастут).

Нужно помнить, что напряжение выпрямителя на холостом ходу в 1,4 раза выше, чем напряжение на втоичной обмотке трансформатора, поэтому не спалите микросхему! Простая, но довольно точная программа для расчета блока питания . И не забывайте, что для стереоусилителя нужен вдвое более мощный блок питания (при расчете по поредлагаемой программе все учитывается автоматически).



Эта статья о том, как за 3000 рублей собрать усилитель, который сочетает в себе лучшие качества этих двух красавчиков на фото ниже…

Вы конечно же их узнали…
Ещё совсем недавно у меня были два самых ярких представителя советского усилителестроения - Одиссей У-010 стерео Hi-Fi 1987 года и Бриг-001 1983 года.

А ещё два менее ярких, но более распространённых - Амфитон 202 и Электроника 50У-017, которые также представлены на картинках ниже.

Плюс ко всему были Одиссей 001, Ростов МК-105С, TDA 2004, TDA2030А, TDA2050, TDA7294 всё в типовом включении.

Теперь ничего этого у меня уже нет…
Зато есть эта статья, в которой я расскажу почему. Обо всём по порядку, самое интересное, как правило, в конце.

На протяжении года у себя в городе я занимался тем, что покупал более менее работающие советские усилители, восстанавливал их и слушал, надеясь найти тот, который удовлетворил бы меня качеством звучания, сборкой, дизайном, да и просто нравился, и результаты своих поисков я описываю в данной статье.

Итак...
- старенький, 75 год выпуска, однако этот дедушка так выбивает 30ГД из корзины как будто там не 30 Ватт / 4 Ома в по паспорту а все 100, серьёзно, я обалдел от того что он творит с низкочастотником, и это пожалуй единственное что мне в нём понравилось, а нет, есть ещё кое-что – ему 37 лет и он работает!!! Коэффициент искажений 1% и он заметен, хотя звук не мыльный - высоких столько, что можно ВЧ динамики вытаскивать с таким усилком, а бас довольно своеобразный может за счёт германиевых транзисторов. В паре с S30B играет однозначно лучше бюджетных “свенов”, к тому же он настоящее ретро в дереве и с хорошей сборкой. Понравился.

Ростов МК-105 С - это магнитофон, мощность для S90 самое то, как раз с ними он и поставлялся, звук очень даже неплохой, причём именно с этими колонками, мякгий бас, хороший дизайн, красивые стрелочные индикаторы, однако даже при замене всех конденсаторов остаётся шипение, это связано с долгим путём звукового сигнала до усилителя мощности (через входной усилитель, темброблок, усилитель воспроизведения), к тому же сигнальные цепи не экранированы, но если прибавить громкости этот недостаток уже не слышно. Понравился.

Амфитон 50У-202 - наверное как и любой амфитон подобного модельного ряда (25У, 35У) не пригоден для качественного звуковоспроизведения, хоть что с ним делай, высоких нет, либо если выкрутить – искажённые, вместо баса гул, а если включить тонкомпенсацию, то активный фильтр сабвуфера готов)). Аппарат отличается своей простотой и надёжностью, даже излишней, наверное у многих пользователей данного усилка когда-либо мелькала в голове мысль о замене одного резистора в защите, чтобы снизить чувствительность. Представляет интерес только как корпус с хорошими радиаторами для установки TDAшки к примеру. Не понравился.

Электроника 50У-017 . Электроника как флагман советской электроники любила делать часы и калькуляторы, вот и делали бы дальше…Такой навороченной схемотехники я ещё не видел, такое ощущение, что туда натолкали всего чего могли, как ещё процессор не поставили)), однако как-то положительно на звуке это не сказалось, шумный, неверное за счёт электронного коммутатора и таких же неэкранированных длинных сигнальных шлейфов как в Ростове 105, регулировки тембров слишком резкие, при увеличении мощности слишком растут искажения, зато тонкомпенсация необычная, как бы давящая, глубокая ну и симпатичный индикатор, однако главное звук, а он не очень. Не понравился.

TDA 2004 – лишь бы было…

TDA2030А – ну так себе, зато на её радиаторе можно что-нибудь или кого-нибудь пожарить)).

TDA2050 – уже что то, разгонял её до 50 Ватт/4 Ома, выдержала, по звуку довольно неплохая если не вслушиваться, т.к. детализация типичная микросхемная, т.е. мыло, но мне понравилась её мягкая тональность баса и надёжность. По-моему оптимальный выбор для того чтобы не заморачиваясь слушать музыку без особых затрат. Была идея сделать с ней активные S30, думаю сработались бы. Понравилась.

TDA7294 – не буду много писать, все всё знают, микросхема очень популярная. Понравилась из-за соотношения цена/качество, наверное по звуку лучше только LM3886, но она по крайней мере у нас в два раза дороже. Детализация выше чем у TDA2050 и по сравнению с ней же звук более холодный и резкий, возможно из-за более выраженных высоких частот. Хотя если не придираться, то TDA7294 вполне сойдёт для S90 в качестве усилка для прослушивания попсы на мощности RMS до 50 Ватт, выше уже не hi-fi…Пока не купил Одиссей-010 была вроде ничего, сейчас не могу воспринимать её хорошо.

Перед тем как перейти к самым лучшим, пара слов о том, как слушал. Для прослушивания использовал звуковую карту HD Audio, битрейт от 320 и музыку разной стилистики, вот лишь некоторые композиции:
Dj Matisse & Lounge Paradise - This Love (Maroon 5 Cover);
Dj Shah feat. Nadja Nooijen – Over and Over (Original Vesrion);
Lesopoval – Ya kuplu tebe dom;
Wicked DJs - Disco Rocker (Picker Remix);
Stas Mihaylov – Koroleva;
Tritonal Ft. Cristina Soto - Forgive Me, Forget You (Triple Mash Intro);
Eva Polna – Luby menya po francuzski (Fonzarelli Chill Out Acoustic Mix);
Dire Straits - Money For Nothing (Album Version).

Колонки - свои любимые S90, которые естественно доработал, суть доработки, наверное, уже надо заносить как стандарт в реестр ГОСТ, но я ещё раз перечислю основные методы лечения:

  • Промазывание швов герметиком
  • Обработка внутренней поверхности резинобитумной мастикой
  • Обклейка внутренней поверхности синтепоном (в идеале конечно войлоком, но я просто не смог ни где в городе его найти, а валенки резать не хочу, да и одной парой не обойтись)
  • Демпфирование среднечастотного динамика или замена его на 6гдш - его я, кстати, тоже не нашёл, поэтому заделал окошки корзины 15гдс поролоном
  • Заменил провода на более толстые
  • Покрасил решёточки глянцевой чёрной эмалью и обклеил самоклейкой под дерево
  • Заложил пару мешков с ватой
  • Хочу поставить на шипы, но всё нет времени выточить, и думаю это будет окончательным пунктом доработки, большего из них не выжать.

И вот теперь они действительно звучат!!!
А теперь о лучших.

Одиссей У-010 стерео Hi-Fi – брутал, довольно солидная вещь, 16 килограмм цветмета.
Помимо привлекательной внешности у него два достоинства – мощность и бас. Если измерить среднеквадратичную мощность по стандарту RMS, то на 4 Ома я выжал 183 Ватта, на 8 Ом 120 Ватт, зверь)). Наверное, у всех было такое ощущение, когда вы едете на нашей отечественной и разгоняетесь до сотни и потом сбавляете, т.к. кажется, что она сейчас развалится, а потом садитесь в иномарку, чуть даёте газу, а она уже 60, ещё немного 100, но всё комфортно и скорости не заметно, примерно также и здесь, выкручиваю на полную, так, что звуковая волна басом шевелит футболку, но звук не искажён, он почти такой же, как и когда ручка громкости на двоечке, хотя мощность для динамиков уже опасная, музыка не превращается в слитный набор звуков, ну разве что на самом максимуме, это очень нравится.

По сборке про него, кстати, тоже можно сказать “ведро с гайками”. Детали – какие попало, провода блока питания и выходных транзисторов тонкие, экранировки нет, пайка и текстолит, мягко говоря, не лучшие, пока перепаивал конденсаторы несколько дорожек слезло, пришлось прокладывать провода.

Предусилитель для аппарата такого уровня ужасен, когда все ручки на нуле мы уже слышим немного другой звук и только подключая сигнал напрямую в заглушку УМ можно говорить о качестве, хотя данный пред интересен такой уникальной штукой как “баланс АЧХ”, дискретными регуляторами и множеством функциональных кнопочек.

Блок питания – класс! Трансформатор хоть и жужжит, заливал его парафином – не помогло, но зато какой мощный и крепко собранный. Отличительная особенность этого усилителя – наличие стабилизатора напряжения, вообще штука в советских усилках уникальная как и баланс АЧХ. Стабилизатор позволяет даже на большой громкости держать постоянный уровень напряжения на усилителе мощности +/ - 37 Вольт. Просадка напряжения по моим замерам составила всего 0,6 Вольта! Во многом этим и объясняется хорошее качество звука на больших мощностях.

Защита позволяет работать не только с 8-ми омной нагрузкой, но с 4-х омной, однако на громкости более половины надо быть аккуратным, при замыкании выхода защита не спасает, И НЕ НУЖНО ПРОВЕРЯТЬ ЗА МНОЙ!, хотя с другой стороны вылетают почему-то транзисторы типа КТ502 в стабилизаторе, а парочка выходников КТ818/819 в УМ остаются не пробитыми, странно.

Несмотря на недостатки исполнения, конечно, стоит отметить звук, он хорош, а точнее бас – он чёткий, даже немного грубый, но достаточно глубокий. Я люблю progressive house, tech, electro – для таких стилей он прекрасен, чего не сказать о попсе и классике, высоких по умолчанию у него мало (изначальная проблема в темброблоке), приходится выкручивать их ручкой на полную, тогда тарелочки слышно хорошо, средние так себе и в этом он явно проиграет следующему.

Бриг 001 – экземпляр 1983 года, вторая версия схемотехники с одним операционником в усилителе мощности. Где-то читал, что первые экземпляры устанавливались по личным заказам в кабинеты чиновников ЦК КПСС, которые любили хороший звук и которые тогда слушали исключительно японские Маранцы и Техниксы, естественно не доступные обычным гражданам. Впрочем и бриг был доступен далеко не каждому, так как цена его по тем временам была около 600 рублей, тогда как то же Одиссей -010 позже стоил 350.

Конечно бриг лучший, лучший из советских того времени, вокруг него много споров и обсуждений, но мало доработок, это значит что для некоторых он и так неплох, но не для меня. Он бесспорно очень надёжен и стабилен, к тому же хорошо собран, у меня был экземпляр с деталями военной приёмки. Вообще не особо ремонтопригоден из-за того, что все основные узлы соединяются не с помощью штекеров и вилок, а проводами и пайкой, однако открутить какую-либо плату не составляет особого труда, но чтобы снять – придётся паять. Качество текстолита и пайки на высоте. Количество электролитических конденсаторов наверное даже меньшее, чем во всех усилителях описанных ранее.

О звуке. Это усилитель для шансона. И ресторанную музыку, которую я тоже люблю, слушать на нём большое удовольствие, вообщем всё то, что с вокалом и живыми инструментами, классика, джаз. Искрящие высокие, хорошие средние, вокал и неплохие низкие, судя из этой последовательности легко сделать вывод, что это противоположность Одиссея 010, плюсом к этому утверждению добавил бы, что слушая бриг через заглушку, минуя предусилитель, я бы не сказал, что он меня впечатлил, скорее наоборот, та красота звучания, исходящая из брига во многом заслуга его темброблока.

Многим нравится его мягкий бас, лично мне нет, потому что при прослушивании электронной или более тяжёлой музыки при номинальной мощности весь этот мягкий бас становится кашей.

Получается, что каждый усилитель хорош по-своему, универсального нет…

Конечно, пересмотрев все варианты остаются лишь два последних, но они не похожи, небо и земля, контрабас или тарелочки, низ или верх, выбирай кому что нравиться. Все мы разные и техника разная, у кого то есть слух, у кого то нет, кто-то может не парясь слушать на даче китайский приёмник, а кого-то не устраивает домашняя hi-fi система за круглую сумму и хочется чего-то большего, люди начинают переходить к лампам…или тратить большие деньги на брендовую звукотехнику. И наверное для среднестатистического слушателя счастье в балансе цены и качества, так вот что касается звука советских усилителей, то он неплох, после замены конденсаторов, правильной разводки земли и экранировки, настройки тока покоя, замены некоторых деталей импортными, повышения мощности питающих трансформаторов или замена их тороидальными…и т.п., как много всего!

Хочется бас одиссея и вокал брига, совмещения лучших качеств в одном устройстве. Неужели нужно взять и припаять один к другому? Что же делать человеку, желающему погрузиться в мир хорошего звука без особых хлопот и затрат?

Я отвечу – накопить такую же коллекцию, довести их до ума, переслушать, убедиться, что из советских усилителей идеальных не бывает, так же как и не бывает идеальных женщин, разочароваться и всё продать!

И собрать самому!

А в магазине техники всегда проходить с улыбкой мимо людей, которые выбирают красивый китайский бестолковый ящичек с немыслимым количеством тюльпанов на задней панели и ценой в свою зарплату…когда как дома стоит обалденный по звуку, простоте и себестоимости усилитель, способный как по характеристикам так и по звуку заставить курить китайский ресивер! Предлагаю усилитель, в котором есть и высокие и низкие, в котором каждый обязательно найдёт для себя часть брига и одиссея и услышит для себя то, что он хочет, как это сделал я!

Что же это за усилок такой?

Это Радиотехника У-101?!

Вообще Радиотехника наверное просто создана для того, чтобы однажды её “изнасиловали”…она красивая, даже сейчас её эргономика и дизайн возбуждают пытливые умы радиолюбителей, у которых чешутся руки и в ней всего 20 Ватт – этого слишком мало, чтобы сопротивляться. Её то мы и возьмём в качестве очень удобной платформы для реализации собственных идей в области хорошего звука для дома.

Из множества различных схем, я выбрал те, что в данный момент, по моему личному мнению, являются оптимальными по соотношению цена/качество, скажу сразу, что никаких изменений кроме описанных в оригинальные схемы не вносил, всё сделано так, как оно есть. По поводу самих блоков долго рассказывать не буду, я не радиоинженер, чтобы объяснять где чего происходит, я обычный радиолюбитель, поэтому подробную информацию читайте по указанным ссылкам. Я не в коем случае копированием схем, не покушаюсь на авторские права людей – радиоинженеров, потративших время и деньги на создание данных схем. Это сборка, сборка, которая вполне потянет на то, чтобы удовлетворить среднестатистического слушателя, не желающего платить бешенные бабки не известно за что. Этот усилитель действительно играет!

Итак, начнём.

Когда я всё-таки залез ей под крышку…ужаснулся, провода от транса были обугленные, в усилителе мощности детали впаяны непонятно как, некоторые впаяны только одной ножкой, при включении сильно грелись диоды выпрямителя и воняло копчёными резисторами)). Индикатор не горел. Зато внешне хорошо сохранилась. Прекрасный экземпляр – то, что я хотел для переделки.

Начался полный демонтаж, в результате которого я оставил трансформатор, темброблок, индикатор, входной коммутатор.

Фото внутренностей (это не мой экземпляр, здесь ещё всё хорошо).

Нужен нам для того, чтобы не было дыры на задней панели и чтобы было гнездо для входа. То гнездо, над которым написано “запись” свободно и на плате дорожки к нему не идут, припаиваем к этому гнезду экранированный акустический провод, ведущий к предусилителю. Это будет линейный вход. Массу сразу замыкаем проводком на корпус усилителя, для этого на раме предусмотрены специальные лепестки, если этого не сделать - будут шумы.

Также плата коммутатора может служить как площадка для монтирования платы защиты, для этого вытаскиваем коробочку фонокорректора, тем самым освобождая пространство и садим на жидкие гвозди реле отключения акустических систем, входящее в схему защиты, рядом монтируем саму плату.

У меня например получилось зажать радиатор выходного транзистора схемы защиты между лепестками гнезда под предохранитель.

Меняем электролитические конденсаторы. Приводим в порядок провода.

Т.к. я всё выдернул мне пришлось разбираться какой провод куда идёт.

Если посмотреть на розетку ХР7, ту, что вставляется на плату индикации, то контакты 10,11,12 идут на накал и припаиваются к соответствующим выводам на трансформаторе.

Контакты 5-плюс питания, 6-минус питания, 4-общий подключаются к блоку питания предусилителя до стабилизаторов, далее будет показано как.

Контакты 2 и 3 подключаются к выходам усилителей мощности правого и левого каналов.

Для питания усилителя мощности я взял тороидальный трансформатор с двумя одинаковыми вторичными обмотками по 20 Вольт мощностью около 100 Ватт и прикрутил его болтом к металлической подложке на дне корпуса усилителя, предварительно просверлив в ней отверстие нужного диаметра. Рядом с этим трансом располагаем выпрямитель усилителя мощности. В качестве диодного моста берём импортный КВРС 5010. Собираем блок из 6 конденсаторов по 4700 мкФ х 50В, по 3 в плечо и шунтируем двумя плёночными конденсаторами по 1 мкФ. Схема стандартна и не нуждается в объяснениях.

Предусилитель, индикатор, защита и коммутация будут работать от родного транса.
На родном трансформаторе контакт 6 – это средняя точка, а с контактов 5 и 5” выходит напряжение 16,3 В, эти контакты проводами соединяем со схемой стабилизатора (контакты 5-6-5).
И с них же берётся питание для индикатора.

Для питания схемы защиты делаем отдельный выпрямитель, т.к. при подключении к уже имеющемуся блоку питания предусилителя возникают шумы и низкочастотный гул, который я не смог побороть даже конденсатором в 10 000 мкФ. Но тут возникла другая проблема – схема защиты работает с напряжением около 24 Вольт, значит до выпрямителя с трансформатора необходимо снять около 16 Вольт, однако делая замеры напряжений оставшихся обмоток родного трансформатора самое минимальное что я нашёл это 37 Вольт между выводами 4 и 4’, пришлось их и задействовать, потому что третий трансформатор это было бы уже слишком. После выпрямителя напряжение было снижено цепочкой из 5-и Ваттного резистора на 1 Ком и 3-х последовательно соединённых стабилитронов Д814. Конечно можно было сделать всё более профессионально и подобрать подходящий стабилизатор, однако и так всё работает.

Данная схема защиты довольно популярна, поэтому я затрудняюсь указать первоисточник, похожая схема есть в усилителе бриг001 ещё самой первой редакции. Одно могу сказать, что до этого собрал ещё две подобных схемы, но рассчитанных на двуполярное питание и был недоволен их работой, проблема была в том, что как бы я не настраивал и подбирал номиналы деталей - напряжение на контактах катушки реле не падало до того уровня при котором произошло бы размыкание контактов, связанных с АС, здесь же всё просто и надёжно. Задержка включения около 2 секунд. В ходе предварительной проверки между общим проводом и резистором R1 подключал две пальчиковые батарейке, тем самым убедился, что даже при трёх вольтах постоянного напряжения схема срабатывает, щёлкает реле и отключает акустику. Выключатель S1 выносим на переднюю панель (у меня справа от индикатора), им также можно управлять отключением колонок. Транзистор VT3 любой, который помощнее из серии КТ 815, КТ 940 и т.к. он греется, ставим его на радиатор. Плата создана не для .

Предусилитель

Хотел оставить родной, он у меня с версией на трёх микросхемах, но резистор СП-3 с тонкомпенсацией вымотал все нервы неравномерностью регулирования и шуршанием, хотя после заливки его машинным маслом ситуация улучшилась, надо понимать, что это всё же экстренная мера, а найти такой новый наверное нельзя уже даже на самом заводе изготовителе, как впрочем и сам завод…

К тому же уровень шума и искажений родного темброблока был велик, подключал, как многие советуют, минуя первую микросхему и всё равно, выкинул. Хотя что касается звука, то мне этот пред понравился, бас глубокий, высокие есть и вообще звучит как-то приятно. Однако мы собираем настоящий Hi-Fi и поэтому никаких искусственно-создаваемых приятностей нам не надо, нужен темброблок, по умолчанию не вносящий собой слышимых изменений в звучание.

Когда-то собирал на TDA1524 – ужас, коэффициент искажений около 0,3 %, это много, как не центрировал резисторы, подбирал конденсаторы - всё равно микросхема вносит изменения в звучание, пойдёт только как активный фильтр для саба.

Читал про пред Солнцева, который имеет помимо неплохих характеристик такие же хорошие отзывы, но собирать не стал, т.к. там есть потребность в применении резистора с тонкомпенсацией, которого в нормальном состоянии не найти, к тому же предусилитель построен на всё той же советской элементной базе, от которой я уже отошёл к импорту.

Собирал на LM1036 – все те же проблемы, что и с TDA, но коэффициент искажений по некоторым данным около 0,05 %, это уже лучше, да и звучит она намного лучше, хотя дешевле чем TDA и всё равно не то, не Hi-Fi.

И тут я собрал предусилитель на трёх операционниках NE5532 – класс, когда ручки по центру, то как будто темброблока и нет вовсе - это то, что я хотел и искал! Есть режим линейности АЧХ, коэффициента гармоник на данные опреционники в даташите я почему то не нашёл, но есть данные что 0,007 %. Плохо, что нет тонкомпенсации и её реализация возможна опять же со специальным резистором. Как раз этот темброблок и пойдёт в состав моего полного усилителя. Эта схема взята с иностранного сайта по этой ссылке .

Думаю объяснять тут особо нечего

Плату в сети не нашёл, пришлось разрабатывать самому. Плата создана не для лазерно-утюжной технологии, я делаю платы по старинке маркером и травлю в хлорном железе.

Усилитель мощности

А вот собственно он, виновник торжества, покоривший меня своим звучанием и себестоимостью, усилитель мощности

Здесь я не буду ничего писать, наверное никто не сможет рассказать о нём лучше, чем его создатель, статью которого можно почитать

От себя лишь добавлю, что при напряжении +/- 27 Вольт среднеквадратичная мощность при подаче синусоиды частотой 1 кГц при 4-х омной нагрузке составила 104 Ватта и ещё - ничего лучше я пока ещё не слышал…

О сборке

В усилителе Радиотехника резисторы темброблока были впаяны в саму плату предусилителя и гайками крепились к планке, которая в свою очередь была связана с корпусом. Для установки в эти же отверстия импортных резисторов в этой планке нужно просверлить отверстия под выступ резистора диаметром 3 мм как на рисунках. Это обеспечит гарантию от проворота, к тому же данный выступ – это формально середина подковы резистора, поэтому сверлить отверстия необходимо как можно ровнее по горизонтали. С обратной стороны закрепляем резисторы гайками.

Отключение блока тембров в предусилителе у меня осуществляется с помощью реле, которое я запитал там же где и плату защиты, кнопка включения / выключения тембров выносится на переднюю панель (у меня слева).

После удаления основных внутренностей, я также удалил гнёзда “копирования входов” и наушников, остались отверстия на передней панели, что не очень красиво. В этом случае мне пригодились советские неполярные конденсаторы типа К50-6, обмотанные скотчем в один слой, которые очень хорошо вписались в эти отверстия, теперь это больше похоже на кнопки.

Самое сложное в монтировании усилителей мощности было – установка их на радиаторы. Необходимо было не сгибая сильно ножки транзисторов прикрепить их к радиатору, естественно через слой термопасты и слюду или терморезину как в моём случае. Для этого сверлим между рёбрами отверстия в заранее размеченных местах. Т.к. точно по середине я не попал – пришлось стачивать шляпки болтов, перпендикулярно пазу под отвёртку, что в конечном итоге стало ещё и лучшим вариантом, т.к. упираясь в ребро при закручивании гайки с обратной стороны болт не проворачивается.

Общий провод блока питания усилителя мощности с рамой корпуса непосредственно как предусилитель не соединять! Появляется низкочастотный гул, как раз поэтому проблема с питанием защиты так и осталась нерешённой, т.к. при присоединении общего провода защиты с общим проводом усилителя мощности также появляется небольшой гул. Поэтому схема защиты на данный момент функционирует только как схема задержки включения включения, в таком режиме никаких лишних шумов нет.

В качестве катушки в усилителе мощности прекрасно подошла катушка от Холтона - родного мощника Радиотехники.
При сборке не жалейте изоленты, флюса и припоя

Экономика

  • Радиотехника дохлая 150 р
  • Трансформатор 2х18 Вольт для УМ, что особо приятно производства нашего завода TopTransform г.Рыбинск 700 р
  • Диодный мост и конденсаторы усилителя мощности 410 р
  • Предусилитель на NE5532 530 р
  • Плата защиты и реле 130 р
  • УМ стоунколд 300 р один канал, т.е. стерео 600 р
  • Изготовление плат - текстолит, припой, флюс, хлорное железо, свёрла, фломастеры 165 р
  • Кнопки, провода, штекеры, конденсаторы в индикатор и прочее 125 р

Получается 2810 р

Впечатления

Первое, что бросается в уши – это детализация звука! Хорошая стереопанорама, но как и описано создателем стоунколда не в пространство, а для слушателя. Многие жалуются на S90 из-за неудачного среднечастотника, так вот играя с этим усилителем, этот недостаток компенсируется более выраженной серединкой и отличным воспроизведением вокала, высоких тоже вполне достаточно. Что касается баса – тут тоже всё в порядке, он чёткий, но не жёсткий.

Вот вам и Одиссей и Бриг, всё в Радиотехнике. Радиаторы предвыходных транзисторов тёплые, выходных – холодные, так и должно быть!

Мощность, как я уже сказал 100 Ватт на 4 Ома, замерить коэффициент искажений возможности нет, однако думаю он небольшой и если сравнивать относительно советских, то 0,01 % а то и меньше, по крайней мере на большой мощности он играет ещё чище чем Одиссей 010.

Очень доволен во-первых звуком, во-вторых тем, что сделал сам, в третьих соотношением цены и качества.

Финализируя всё выше написанное скажу, что с большим энтузиазмом на протяжении года я скупал советскую технику в поисках того, что будет стоять у меня на подоконнике и радовать своим звучанием, но время не стоит на месте и если когда-то эти вещи стоили приличные по тем меркам деньги и вполне устраивали своим качеством, сейчас нужно признать, что наша гражданская электроника осталась где-то там в 91 году и похоже как это не печально осталась там навсегда…Надо отдать должное всем советским вещам, мы пользуемся и разворовываем их до сих пор! Сейчас приходя в магазин радиодеталей можно купить КТ3102 года 87 (свежее просто нет) либо аналог ВС546, который новее дешевле и качественнее, естественно я выберу второе. И скажу честно, что не хотел продавать бриг, он мне нравился, там и детали военной приёмки, качество сборки и звука довольно высокое, однако когда я собрал стоунколд я окончательно убедился – моральное устаревание техники не пустые слова. Я слушаю его с отключённым предусилителем, мне не нужно выкручивать басы до дребезга стёкол, мне всего хватает и так. И что самое главное - присутствие странного чувства того, что любая песня звучит возможно именно так, как она и должна звучать, наверное это и есть High Fidelity!

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
Предусилитель
OP1-OP3 Операционный усилитель

NE5532

3 В блокнот
C101, C201 Конденсатор 47нФ 2 В блокнот
C102, C202 Конденсатор 1 нФ 2 В блокнот
C103, C203 Конденсатор 2.2 мкФ 2 В блокнот
R101, R201, R116, R216, R119, R219 Резистор

100 кОм

6 В блокнот
R102, R202, R112, R212 Резистор

1 кОм

4 В блокнот
R103, R203, R104, R204, R107-R109, R207-R209 Резистор

10 кОм

10 В блокнот
R105, R205, R106, R206 Резистор

22 кОм

4 В блокнот
R110, R210, R115, R215 Резистор

100 Ом

4 В блокнот
R111, R211 Резистор

10 Ом

2 В блокнот
R113, R213 Резистор

15 кОм

2 В блокнот
R114, R214 Резистор

33 кОм

2 В блокнот
R117, R217, R118, R218 Резистор

4.7 кОм

4 В блокнот
VR1A, VR1B, VR2A, VR2B, VR4A, VR4B Подстроечный резистор 100 кОм 6 В блокнот
VR3 Подстроечный резистор 50 кОм 1 В блокнот
Усилитель мощности 1 канал
OP1 Операционный усилитель

TL071

1 В блокнот
VT1 Биполярный транзистор

BC546

1 В блокнот
VT2 Биполярный транзистор

BC556

1 В блокнот
VT3 Биполярный транзистор

TIP32C

1 В блокнот
VT4 Биполярный транзистор

TIP31C

1 В блокнот
VT5 Биполярный транзистор

TIP142

1 В блокнот
VT6 Биполярный транзистор

TIP147

1 В блокнот
VD1, VD2 Выпрямительный диод

1N4148

2 В блокнот
VD3, VD4, VD6, VD7 Выпрямительный диод

1N4007

4 В блокнот
VD11, VD12 Стабилитрон

1N4742

2 В блокнот
L1 Катушка индуктивности 2 мкГн 1 В блокнот
C1, C4, C6 Конденсатор 1 мкФ 3 В блокнот
C2 Конденсатор 500...5600 пФ 1 В блокнот
C3 Конденсатор 24 пФ 1 В блокнот
C5, C7 100 мкФ 2 В блокнот
C8, C10 Конденсатор 0.33 мкФ 2 В блокнот
C9, C11 Электролитический конденсатор 220 мкФ 2 В блокнот
C12 Конденсатор 150 пФ 1 В блокнот
R1 Резистор

47 кОм

1 В блокнот
R3 Резистор

200 Ом

1 В блокнот
R5, R6 Резистор

2 кОм

2 В блокнот
R7, R8 Резистор

180 Ом

2 В блокнот
R9 Резистор

39 Ом

1 В блокнот
R10 Резистор

22 Ом

1 В блокнот
R11 Резистор

3.9 кОм

1 В блокнот
R14 Резистор

4.7 кОм

1

На Хабре уже были публикации о DIY-ламповых усилителях, которые было очень интересно читать. Спору нет, звук у них чудесный, но для повседневного использования проще использовать устройство на транзисторах. Транзисторы удобнее, поскольку не требуют прогрева перед работой и долговечнее. Да и не каждый рискнёт начинать ламповую сагу с анодными потенциалами под 400 В, а трансформаторы под транзисторные пару десятков вольт намного безопаснее и просто доступнее.

В качестве схемы для воспроизведения я выбрал схему от John Linsley Hood 1969 года, взяв авторские параметры в расчёте на импеданс своих колонок 8 Ом.

Классическая схема от британского инженера, опубликованная почти 50 лет назад, до сих пор является одной из самых воспроизводимых и собирает о себе исключительно положительные отзывы. Этому есть множество объяснений:
- минимальное количество элементов упрощает монтаж. Также считается, что чем проще конструкция, тем лучше звук;
- несмотря на то, что выходных транзисторов два, их не надо перебирать в комплементарные пары;
- выходных 10 Ватт с запасом хватает для обычных человеческих жилищ, а входная чувствительность 0.5-1 Вольт очень хорошо согласуется с выходом большинства звуковых карт или проигрывателей;
- класс А - он и в Африке класс А, если мы говорим о хорошем звучании. О сравнении с другими классами будет чуть ниже.



Внутренний дизайн

Усилитель начинается с питания. Разделение двух каналов для стерео правильнее всего вести уже с двух разных трансформаторов, но я ограничился одним трансформатором с двумя вторичными обмотками. После этих обмоток каждый канал существует сам по себе, поэтому надо не забывать умножать на два всё упомянутое снизу. На макетке делаем мосты на диодах Шоттки для выпрямителя.

Можно и на обычных диодах или даже готовых мостах, но тогда их необходимо шунтировать конденсаторами, да и падение напряжения на них больше. После мостов идут CRC-фильтры из двух конденсаторов по 33000 мкф и между ними резистор 0.75 Ом. Если взять меньше и ёмкость, и резистор, то CRC-фильтр станет дешевле и меньше греться, но увеличатся пульсации, что не комильфо. Данные параметры, имхо, являются разумными с точки зрения цена-эффект. Резистор в фильтр нужен мощный цементный, при токе покоя до 2А он будет рассеивать 3 Вт тепла, поэтому лучше взять с запасом на 5-10 Вт. Остальным резисторам в схеме мощности 2 Вт будет вполне достаточно.

Далее переходим к самой плате усилителя. В интернет-магазинах продаётся куча готовых китов, однако не меньше и жалоб на качество китайских компонентов или безграмотных разводок на платах. Поэтому лучше самому, под свою же «рассыпуху». Я сделал оба канала на единой макетке, чтобы потом прикрепить её ко дну корпуса. Запуск с тестовыми элементами:

Всё, кроме выходных транзисторов Tr1/Tr2, находится на самой плате. Выходные транзисторы монтируются на радиаторах, об этом чуть ниже. К авторской схеме из оригинальной статьи нужно сделать такие ремарки:

Не всё нужно сразу впаивать намертво. Резисторы R1, R2 и R6 лучше сначала поставить подстроечными, после всех регулировок выпаять, измерить их сопротивление и припаять окончательные постоянные резисторы с аналогичным сопротивлением. Настройка сводится к следующим операциям. Сначала с помощью R6 выставляется, чтобы напряжение между X и нулём было ровно половиной от напряжения +V и нулём. В одном из каналов мне не хватило 100 кОм, так что лучше брать эти подстроечники с запасом. Затем с помощью R1 и R2 (сохраняя их примерное соотношение!) выставляется ток покоя – ставим тестер на измерение постоянного тока и измеряем этот самый ток в точке входа плюса питания. Мне пришлось ощутимо снизить сопротивление обоих резисторов для получения нужного тока покоя. Ток покоя усилителя в классе А максимальный и по сути, в отсутствие входного сигнала, весь уходит в тепловую энергию. Для 8-омных колонок этот ток, по рекомендации автора, должен быть 1.2 А при напряжении 27 Вольт, что означает 32.4 Ватта тепла на каждый канал. Поскольку выставление тока может занять несколько минут, то выходные транзисторы должны быть уже на охлаждающих радиаторах, иначе они быстро перегреются и умрут. Ибо греются в основном они.

Не исключено, что в порядке эксперимента захочется сравнить звучание разных транзисторов, поэтому для них тоже можно оставить возможность удобной замены. Я попробовал на входе 2N3906, КТ361 и BC557C, была небольшая разница в пользу последнего. В предвыходных пробовались КТ630, BD139 и КТ801, остановился на импортных. Хотя все вышеперечисленные транзисторы очень хороши, и разница может быть скорее субъективной. На выходе я поставил сразу 2N3055 (ST Microelectronics), поскольку они нравятся многим.

При регулировке и занижении сопротивления усилителя может вырасти частота среза НЧ, поэтому для конденсатора на входе лучше использовать не 0.5 мкф, а 1 или даже 2 мкф в полимерной плёнке. По Сети ещё гуляет русская картинка-схема «Ультралинейный усилитель класса А», где этот конденсатор вообще предложен как 0.1 мкф, что чревато срезом всех басов под 90 Гц:

Пишут, что эта схема не склонна к самовозбуждению, но на всякий случай между точкой Х и землёй ставится цепь Цобеля: R 10 Ом + С 0.1 мкф.
- предохранители, их можно и нужно ставить как на трансформатор, так и на силовой вход схемы.
- очень уместным будет использование термопасты для максимального контакта между транзистором и радиатором.

Слесарно-столярное

Теперь о традиционно самой сложной части в DIY - корпусе. Габариты корпуса задаются радиаторами, а они в классе А должны быть большими, помним про 30 Ватт тепла с каждой стороны. Сначала я недоучёл эту мощность и сделал корпус со средненькими радиаторами 800см² на канал. Однако при выставленном токе покоя 1.2А они нагрелись до 100°С уже за 5 минут, и стало ясно, что нужно нечто помощнее. То есть нужно либо ставить радиаторы побольше, либо использовать кулеры. Делать квадрокоптер мне не хотелось, поэтому были куплены гигантские красавцы HS 135-250 площадью 2500 см² на каждый транзистор. Как показала практика, такая мера оказалась немного избыточной, зато теперь усилитель спокойно можно трогать руками – температура равна лишь 40°С даже в режиме покоя. Некоторой проблемой стало сверление отверстий в радиаторах под крепления и транзисторы – изначально купленные китайские свёрла по металлу сверлили крайне медленно, на каждую дырку уходило бы не менее получаса. На помощь пришли кобальтовые свёрла с углом заточки 135° от известного немецкого производителя - каждое отверстие проходится за несколько секунд!

Сам корпус я сделал из оргстекла. Заказываем у стекольщиков сразу нарезанные прямоугольники, выполняем в них необходимые отверстия для креплений и красим с обратной стороны чёрной краской.

Покрашенное с обратной стороны оргстекло смотрится очень красиво. Теперь остаётся только всё собрать и наслаждаться музы… ах да, при окончательной сборке ещё важно для минимизации фона правильно развести землю. Как было выяснено за десятилетия до нас, C3 нужно присоединять к сигнальной земле, т.е. к минусу входа-входа, а все остальные минуса можно отправить на «звезду» возле конденсаторов фильтра. Если всё сделано правильно, то никакого фона не расслышать, даже если на максимальной громкости поднести ухо к колонке. Ещё одна «земляная» особенность, которая характерна для звуковых карт, не развязанных с компьютером гальванически – это помехи с материнки, которые могут пролезть через USB и RCA. Судя по интернету, проблема встречается часто: в колонках можно услышать звуки работы HDD, принтера, мышки и фон БП системника. В таком случае проще всего разорвать земляную петлю, заклеив изолентой заземление на вилке усилителя. Опасаться тут нечего, т.к. останется второй контур заземления через компьютер.

Регулятор громкости на усилителе я не стал делать, поскольку достать какой-нибудь качественный ALPS не удалось, а шуршание китайских потенциометров мне не понравилось. Вместо него был установлен обычный резистор 47 кОм между «землёй» и «сигналом» входа. Тем более регулятор у внешней звуковой карты всегда под рукой, да и в каждой программе тоже есть ползунок. Регулятора громкости нет только у винилового проигрывателя, поэтому для его прослушивания я приделал внешний потенциометр к соединительному кабелю.

Я угадаю этот контейнер за 5 секунд...

Наконец, можно приступать к прослушиванию. В качестве источника звука используется Foobar2000 → ASIO → внешняя Asus Xonar U7. Колонки Microlab Pro3. Главное достоинство этих колонок - это отдельный блок собственного усилителя на микросхеме LM4766, который можно сразу убрать куда-то подальше. Намного интереснее с этой акустикой звучали усилок от мини-системы Panasonic с гордой надписью Hi-Fi или усилитель советского проигрывателя Вега-109. Оба вышеупомянутых аппарата работают в классе АВ. Представленный в статье JLH переиграл всех вышеперечисленных товарищей в одну калитку, по результатам слепого теста для 3 человек. Хотя разницу было слышно невооружённым ухом и без всяких тестов – звук явно детальнее и прозрачнее. Весьма легко, например, услышать различие между MP3 256kbps и FLAC. Раньше я думал, что эффект lossless больше как плацебо, но теперь мнение изменилось. Аналогичным образом гораздо приятнее стало слушать нескомпрессованые от loudness war файлы - dynamic range меньше 5 Дб вообще не айс. Линсли-Худ стоит затрат времени и денег, ибо аналогичный брендовый усилок будет стоить намного дороже.

Материальные затраты

Трансформатор 2200 р.
Выходные транзисторы (6 шт. с запасом) 900 р.
Конденсаторы фильтра (4 шт) 2700 р.
«Рассыпуха» (резисторы, мелкие конденсаторы и транзисторы, диоды) ~ 2000 р.
Радиаторы 1800 р.
Оргстекло 650 р.
Краска 250 р.
Разъёмы 600 р.
Платы, провода, серебряный припой и пр. ~1000 р.
ИТОГО ~12100 р.

Уже несколько десятилетий "QUAD-405" входит в число наиболее известных усилителей высшего качества. С применением новшеств, рожденных технологией, его параметры неоднократно улучшались. Мы познакомимся с его модифицированной версией, в которой упор сделан на повышение мощности.
Цель модификации состояла в том, чтобы повысить мощность "основной версии" "QUAD" вдвое, т.е. до 200 Вт, при сохранении всех его выходных параметров. Задача эта не из простых, поскольку она влечет за собой, в первую очередь, повышение питающего напряжения. Для получения синусоидальной мощности 200 Вт на 4-омной нагрузке необходим сигнал размахом 80 В (от пика до пика). Для этого уровня сигнала требуется питающее напряжение примерно ±50. .55 В. Ситуация еще более усложняется в случае 8-омных акустических систем. когда размах выходного сигнала нужно довести до 115 В. Необходимое для него питающее напряжение возрастает до ±60...65 В.
Из приведенных примеров явствует, что повышение мощности требует значительной осмотрительности в решении как схемотехнических, так и технологических проблем. Правильный выбор транзисторов является необходимым, но не достаточным условием корректного решения этой задачи.
Схема "QUAD-405/200"" изображена на рис.1. Коэффициент усиления переменного напряжения определяется в операционном усилителе 1С отношением сопротивлений R6 и R3. Отрицательная обратная связь, в силу наличия конденсатора СЗ, начинает действовать выше частоты 1 Гц. Через цепь R5-R3 с выхода усилителя осуществляется 100% отрицательная обратная связь по постоянному току. Поскольку относительно постоянного тока усилитель имеет единичное усиление, возникающее на выходе смещение (offset) совпадает с напряжением смещения операционного усилителя.

Усиление переменного напряжения и работа усилителя класса "А" на транзисторе Т2 на высокой частоте определяется, главным образом, элементами моста. Конденсатор С9 вместе с этим усилителем образует быстродействующий интегратор, при этом он одновременно служит одним из элементов моста. Следующим элементом моста является R37. Контроль за током выходного каскада (dumper) осуществляется третьим элементом моста - индуктивностью L2. Четвертым элементом моста служит эквивалентное сопротивление параллельной цепочки резисторов R16-R17, которая при этом с помощью R15 задает усиление каскада на Т2 по напряжению, способствуя очень хорошей линейности характеристики.
Тем же путем на Т2 поступает напряжение, осуществляющее компенсацию ошибки, возникающей вследствие падения напряжения на L2 за счет выходного тока. Этот сигнал ошибки проходит через усилитель и появляется на выходе с той же амплитудой, но с противоположной фазой по сравнению с сигналом, возникающем на 12. После того, как на громкоговорителе происходит взаимное вычитание двух сигналов ошибки, незначительное рассогласование моста создает отличный выходной сигнал без искажений. На функционирование системы влияют искажения усилителя класса "А", рассогласование моста, а также искажения операционного усилителя NE5534.
Ограничение частотного диапазона сигнала, поступающего на Т2, обеспечивается интегрирующей цепочкой R11-C6. Это устанавливает верхний предел по ширине полосы усилиливаемых частот и является одним из простейших способов защиты от интермодуляционных искажений. О надлежащем фазовом сдвиге усилителя на Т2. nпомимо С9, "заботится" также цепочка C8-R14, а также конденсатор СЮ. Избыточный фазовый сдвиг, возникающий во время включения выходного каскада, компенсируется за счет цепочек L3-R33 и L1-R36.
Усилитель "QUA0-405/200" размещается на односторонней печатной плате, чертеж которой приведен на рис.2, а расположение элементов - на рис. 3. Монтаж деталей на плату начинается с резисторов (детали устанавливаются в порядке возрастания их высоты). Это позволяет избежать смещения припаиваемой детали со своего места при переворачивании платы. Сопротивления резисторов рекомендуется измерять омметром, а не идентифицировать по нанесенному на них цветовому коду. Мощные резисторы следует устанавливать на высоте нескольких миллиметров над платой, чтобы они лучше охлаждались. Катушки индуктивности L1...L3 содержат по 22 витка обмоточного провода 01 мм, намотанного на оправку 013 мм (L1, L3) и 016 мм (L2).
Далее осуществляется операция, особо влияющая на надежность усилителя: монтаж оконечных транзисторов. Задумаемся о следующем: при КПД 70% и синусоидальном сигнале требуется отвести примерно 90 Вт тепловой мощности так, чтобы мгновенная температура полупроводников не приближалась к критическому значению! В каталогах данная температура указывается обычно в пределах 120...140°С. Достичь этого можно лишь путем установки транзисторов Т7...Т10 на радиатор с очень хорошей теплопередачей (с теплопроводящей пастой).
По завершении сборки внимательно осматриваем еще раз всю схему. При помощи омметра проверяем изоляцию между транзисторами и радиатором. Если все в порядке, можно произвести первое включение. Не следует торопиться, поскольку в случае мощного усилителя нельзя однозначно определить, как он себя поведет, когда установка рабочей точки еще не известна. Работая с должной осторожностью, можно избежать так называемого "эффекта дыма". Для этого включаем амперметры в положительную и отрицательную цепи питания. Следует тем или иным способом ограничить максимальный ток блока питания, чтобы в случае короткого замыкания не случилось беды.
В принципе, возможны два случая. В первом из них оконечный каскад функционирует нормально, во втором "дымит" по причине какой-то неисправности. В первом случае потребляемый ток составляет около 100 мА. Во втором случае существует какая-то аномалия, ток гораздо больше (он ограничивается лишь внутренним сопротивлением нашего блока питания). В свете этого желательно иметь защиту с такой характеристикой, импедансом которой при малых токах можно было бы пренебречь, в то время как при больших токах он бы скачкообразно возрастал. Такой характеристикой обладает обычная лампа накаливания.
Включим в положительную и отрицательную ветви питания по лампе (последовательной цепочке ламп), напряжение которой не меньше питающего. Защитная способность лампы накаливания основана на том свойстве, что между ее сопротивлением в холодном и горячем состоянии существует разница более одного порядка. Если усилитель работает хорошо, ток покоя составляет около 100 мА. При таком токе лампа накаливания за счет малого "холодного" сопротивления эквивалентна короткому замыканию, как если бы ее там и не было. Другими словами, когда она не горит, все в порядке. В противном случае, если пампа горит, это свидетельствует о большом токе и о наличии какой-либо неисправности в системе. Однако катастрофы не произошло, и невелика вероятность того, что какая-либо деталь вышла из строя. Опыт показывает, что большой ток обычно возникает из-за неправильной установки резисторов, дефектов на плате, плохой пайки, высокочастотного самовозбуждения и, гораздо реже, вследствие плохих деталей.
При наличии лампы нахождение неисправностей упрощается, поскольку схема может оставаться включенной более длительное время. За это время дефектная деталь хорошо прогреется, и ее нетрудно обнаружить на ощупь. Если это не помогает, понадобятся измерения с помощью инструментов. Данный метод защиты с использованием лампы накаливания успешно применим к любому усилителю.
Итак, подключаем питающее напряжение к соответствующим контактам. Его значение nне критично: ±45...55 В. Смотрим на лампы; если они не горят, контролируем по амперметрам ток в обеих ветвях питающего напряжения, а затем напряжение на выходе усилителя. Здесь должно быть около 0 В. Ток ниже 100 мА и наличие нуля в средней точке показывает, что рабочая точка по постоянному току установлена правильно, и можно осуществлять динамический контроль. В целях предосторожности лампы накаливания при малом сигнале можно оставить. Следует иметь в виду, что они лимитируют выходную мощность, и, в зависимости от величины сигнала, вспыхивают и "подсаживают" питание, как в случае неисправности, поэтому при большом сигнале их не используют.

Контролируем передачу сигнала без нагрузки при помощи генератора звуковых частот и осциллографа. Если после включения усилителя без сигнала и нагрузки какая-либо лампа светится, немедленно отключаем питание и занимаемся систематическим поиском ошибок. К сожалению, здесь нельзя дать точный рецепт, поскольку любая ошибка может повлиять на питание. Снова осматриваем усилитель, уделяя повышенное внимание дорожкам платы (наличию разрывов, замыканий и т.п.), пайкам (замыканию соседних точек, "непропаям"). полярности установленных диодов, конденсаторов и пр.
Подобный усилитель целесообразно дополнить соответствующей защитной схемой - "глушителем стука". В первую очередь, это предохраняет акустическую систему от бросков напряжения, возникающих в ходе выключения и включения усилителя, а также появления на выходе постоянного напряжения при возможной неисправности. При окончательной доводке перед выходным усилителем нужно включить какой-либо предусилитель и регулятор тембра, чтобы регулировать уровень и тембр звука.
Питание усилителя целесообразно осуществлять от простого в конструктивном отношении питающего блока (трансформатора-моста-конденсатора фильтра большой емкости). Для достижения выходной мощности 200 Вт с хорошим приближением требуется сетевой трансформатор минимум на 300 Вт. Подключение усилителя к блоку питания может производиться при помощи контактных соединений. Сигнальный вход на плате выполнен в виде паяльного "пятачка", поскольку сюда целесообразнее непосредственно припаять экранированный кабель от предусилителя.

Как говорит нам википедия AV ресивер – это многоканальный усилитель с декодерами цифрового аудиопотока (ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь), тюнером и коммутатором аудио- и видеосигналов для бытового применения в системах домашнего кинотеатра. Может преобразовывать звуковые и видеоформаты.

Ресивер – это мозговой центр нашего домашнего кинотеатра. Именно через него проходит вся коммутация нашей системы. Как правило они оборудованы большим количеством цифровых и аналоговых входов, для возможности подключения всего домашнего мультимедиа, от Blu-ray плеера до игровой приставки.

Как подобрать ресивер для DolbyAtmos? На данный момент поддержка DolbyAtmos присутствует у всех производителей ресиверов, как правило в топовом сегменте. Отдельно можно выделить компанию Onkyo которая сделала ставку на более широкий круг покупателей, выпустив линейку ресиверов среднего ценового сегмента с Atmos. Самый бюджетный ресивер на данный момент стоит около 36-37 т.р. Но, естественно, наличие Atmos далеко не показатель того, что ресивер вам подходит.

На что еще следует обратить внимание при выборе ресивера

  • Мощность. Сигнал в устройство приходит не усиленный, а только в несколько милливатт, чего недостаточно для воспроизведения данного сигнала акустической системой. Для этого и используется система усиления сигнала, но мощность – не только показатель громкости, которую вы можете получить. Обратите внимание на то, что практически все производители в характеристиках устройств указывают что-то вроде – мощность 100Вт на канал, нагружен 1 канал. Это означает, что данную мощность устройство может подать только в том случае, если подключена только ОДНА колонка. Естественно при подключении всех колонок мощность будет ниже, пропорционально их количеству.
  • Возможности коммутации. Перед покупкой ресивера лучше определиться, что вы к нему будете подключать, нужен ли Wi-Fi и Bluetooth, хотите ли вы поставить доп. усилитель для фронтальной пары или подключить винил. На данный момент большинство ресиверов – это универсальные устройства, которые сами могут послужить источником аудио сигнала без дополнительных внешних устройств, таких как CD или NP проигрыватели. Также обратите внимание на возможность подключение АС по Bi-amping> зачем это нужно расскажу ниже.
  • ЦАП. Качество цифро-аналогового преобразователя напрямую влияет на качество звука полученного от цифровых источников.
  • Сила тока. Очень важный и не всеми указываемый параметр. Он влияет на возможность воспроизведения НЧ сигнала на одинаковом уровне в течении продолжительного времени. Например звук отбойного молотка – если конденсаторы не смогут накопить нужный заряд, то данный звук будет затухающим вне зависимости от громкости, при этом также звук начнет сливаться в общий гул, хотя как мы знаем отбойный молоток все-таки это повторяющиеся НЧ удары.

  • Прослушка. Так как ресивер это только 40% от вашего финального звука, то лучше его прослушать с акустикой которую вы себе выбрали. Тем более что особенности слуха у каждого индивидуальные, лучше всего слушать не в рафинированных условиях специально подготовленного помещения, так как для того, чтобы добиться такого звука дома самым простым вариантом будет построить помещение для ДК.

Акустические системы

Собственно говоря это и есть ваш звук. На данный момент на рынке присутствует огромное количество производителей которые могут предложить акустику любых форм и размеров. В классической системе 5.1 как правило используются 2 напольные фронтальные колонки, отвечающие за воспроизведения основного звука, 2 тыловые полочные, которые как правило служат только для спецэффектов и центральный канал. Сабвуфер, подключаемый к ресиверу, должен быть активным, то есть со своим встроенным усилителем, пассивные сабвуферы к AV ресиверам подключить нельзя. Для воспроизведения сигнала DolbyAtmos нам понадобятся либо DolbyAtmos колонки, например Onkyo SKH-410 , либо же потолочная встраиваемая акустика.

На что обратить внимание

  • Мощность. Мощность АС это не показатель её громкости, а показатель её надежности, то есть того, какой сигнал она сможет переварить. При подборе акустики нужно учитывать очень важно, что бы мощность акустики была выше максимальной мощности усилителя. Также важно, что бы параметр сопротивления был либо таким же, либо выше чем у усилительной части источника сигнала.
  • Дисперсия распространения звука акустической системы. На данный момент у акустических систем угол распространения звуковой волны варьируется от 90 до 160 градусов. Чем выше данный показатель, тем удобнее АС в установке, так как не требует поворота к слушателю. Некоторые колонки отличаются эгоистичным характером, рассчитанным только на одного слушателя, некоторые, наоборот, более дружелюбны.

  • Расположение фазоинвертора. Фазоинвертор обеспечивает расширение НЧ диапазона АС за счет резонанса его трубы на частоте ниже, чем у НЧ динамика. Его расположение может быть либо на фронтальной, либо на тыловой части АС, и оно влияет на её установку. При фронтальном фазоинверторе АС можно устанавливать близко к стене, что облегчает задачу при инсталляции в ограниченном пространстве, в случае с тыловым расположением чем ближе АС к стене тем больше НЧ сигнала и в звуке появляется каша. В случае если вам все-таки придется расположить колонки близко к стене, то рекомендуется разместить сзади шумопоглащающий материал.
  • Количество полос. Так как один динамик не сможет адекватно воспроизвести звук всего слышимого диапазона, то для НЧ, ВЧ и СЧ частот производители используют разные воспроизводящие динамики, то есть 3-х полосная акустика имеет отдельные динамики для воспроизведения сигнала каждого диапазона. В 2-х полосной акустике, как правило, есть отдельный динамик для НЧ диапазона и СЧ, ВЧ динамик.
  • Bi-amping. Данная функция позволяет подключить НЧ и СЧ, ВЧ каскад к отдельным усилителям. Что это дает? В данном случае мы нивелируем негативное влияние друг на друга НЧ и СЧ сигнала
  • Прослушка. У каждой АС свои нюансы воспроизведения, каждая из них по своему украшает звук. Поэтому, как я уже говорил при выборе комплекта лучше всего его будет прослушать в живую.

Источник сигнала


На что обратить внимание

  • Поддержка нужных декодеров. Это пожалуй главное, что от плеера нам нужно, сможет ли он подать нам DolbyAtmos сигнал или нет.
  • Подключения. Как правило все плееры сейчас оборудованы HDMI входом, но так же важно знать есть ли там Wi-Fi, например для того, чтобы перевести управление вашими устройствами на смартфон.

Провода для подключения и доп. аксессуары

Есть популярное мнение, что дорогие кабели для подключения всей системы – это аудиофильская блажь для «укушенных серебряным кабелем». Это не так, чем выше качество вашей системы, тем выше её чувствительность к внешним факторам, в том числе к ЭМВ искажениям. Конечно же, не стоит покупать себе кабель за 25000$, но и совсем экономить тоже не стоит.

На что обратить внимание

  • Сечение акустического кабеля. Акустический кабель должен быть не менее 2.5 мм^2 для того, что бы нивелировать искажения в сигнале. Кабель сейчас практически весь выполнен из OFHC меди с разным количеством девяток после запятой.
  • Материал разъемов. Позолоченные разъемы на вашем кабеле это не только показатель того, что вы можете себе купить позолоченный кабель. Окисление контактов приводит к негативному влиянию на качество звука, создавая дополнительные искажения.
  • Оплетка кабеля. Как уже было указано, чем выше качество вашей техники, тем выше её чувствительность к внешним факторам, качественное экранирование кабеля позволит избавиться от искажений сигнала из за внешних ЭМ искажений.
  • Демпферы. При подборке того, как установить вашу технику, обратите внимание на защиту от вибрации. На демпфирование многие производители тратят огромное количество денег, иногда в самой цене ресивера большая часть заложена именно в защите от вибраций. Сейчас на рынке можно найти множество разных демпферов на любой вкус. Однажды я демпфировал усилитель разрезанной резиной от старого барабанного пэда.
  • Длина кабеля. Кабель лучше брать с запасом, потому что шанс того, что понадобится перемещение колонок и компонентов очень велик.

Настройка и установка

Итак, мы выбрали себе все, что нужно для домашнего кинотеатра и привезли домой. Осталось самое интересное – подключение и настройка.

Подготовка помещения

Начнем с акустики помещения, чем больше у вас в помещении мягких шумопоглощающих предметов, тем лучше. Это не обязательно должны быть специально купленные и размещенные вещи. Диваны, шторы, кресла также являются шумопоглотителями.

Как расположить фронтальную пару

Расстояние между фронтальными АС и расстояние между каждой колонкой и слушателем должны составить равнобедренный треугольник. Из этого же треугольника можно рассчитать угол поворота АС к слушателю, грубо говоря, если представить, что ваши руки – стороны треугольника, образующие угол в 90 гардусов, то они визуально должны упираться в фронтальную часть динамика. Но в случае с динамиками с широкой дисперсией распространения сигнала колонки поворачивать не нужно. Расстояние между колонками вы можете выбрать на слух, при помощи стерео звука, желательно с вокалом.

Как расположить тыловые колонки

Тыловые колонки лучше разместить немного дальше зоны прослушивания на уровне головы слушателя (для этого есть специальные подставки, либо настенные крепежи), напротив фронтального канала.

Как расположить центральный канал

Тут, собственно говоря, все очень логично и просто, центральный канал располагается по центру экрана, который служит для просмотра. Естественно на пол его ставить нельзя, так как это нарушает картину звучания человеческого голоса.

Как расположить сабвуфер

Сабвуфер лучше расположить во фронтальной зоне прослушивания, вплотную к стене, для того, что бы добиться более громогласных эффектов за счет отражения звука от стены.

Как расположить колонки для Atmos

Если колонки для Atmos встроены во фронтальную пару, то сложностей с их установкой не будет. То же можно сказать и про дополнительные колонки, которые устанавливаются на фронтальную пару. Но данные АС не смогут адекватно работать в случае, если у вас в квартире (помещении) используются подвесные или натяжные потолки, в таком случае лучше использовать потолочную акустику.

Подключение к ресиверу

Совет из моей личной практики, в первую очередь подключите все акустические и видеокабели сначала к ресиверу, потом подключать провода копаясь в ворохе коннекторов очень тяжело. В качестве коннекторов к акустическому кабелю рекомендую использовать разъем типа «банан», это значительно облегчит все подключения. Обратите внимание на то, чтобы акустический и сетевой кабель не пересекались, в случае с обычным сетевым кабелем он может дать сильные искажения на сигнал проходящий по акустическому кабелю.

Авто настройка

Сейчас практически каждый ресивер обладает функцией авто настройки. Рекомендую им пользоваться, так как он делает большое количество настроек за вас. Работает данная система как сонар, проверяя расположение громкость и акустику помещения. В дальнейшем вы уже можете отстроить звук под себя.

Заключение
Итак мы собрали и настроили домашний кинотеатр. Естественно описанное здесь не является на все 100% универсальным рецептом, все-таки каждая настройка делается под слушателя. Но указанные здесь нюансы нужно учитывать при каждой настройке. Естественно, это не идеальный вариант настройки системы, но ведь не каждый захочет сделать ремонт из-за хорошего звука.

В дальнейшем я планирую рассмотреть AV ресиверы более подробно.