Усилитель на LM3886 c хорошим звучанием от Audiomaniac (50 Вт/4 Ом)

Технические характеристики усилителя:

Выходная мощность: 50 Вт/канал (определяется площадью радиатора);
Входное сопротивление (с узлом регулятора громкости на ALPS RK27 10k): 10 кОм;
Коэффициент гармоник (THD+N): 0.001% (1 кГц, выходное напряжение 29Vp-p на нагрузке 6,8 Ом);
Уровень интермодуляционных искажений (IMD): -98 дБ (19+20 кГц, 17Vp-p на нагрузку 6,8 Ом);
Выходное сопротивление в полосе частот 20-20000 Гц: <0.1 Ом (коэффициент демпфирования ~80 для нагрузки 8 Ом).

Электрическая схема:

^Нажмите для увеличения^

Особенности усилителя:

Минимизация длины сигнальных и питающих проводников, минимизация площади контуров с током, являющихся источниками и приемниками помех (гармоник), излучаемых цепями силового питания усилителя класса AB;
Фильтрация ВЧ-помех непосредственно на входе усилителя;
Параллельное соединение электролитических конденсаторов в цепях питания для обеспечения низкого импеданса в широкой полосе частот;
Особые меры по минимизации вреда от “межблочных” земляных токов между усилителем и источником сигнала;
Меры по минимизации потерь музыкальной информации в узле регулятора громкости;
Меры по минимизации интермодуляционных искажений (грязи на средних частотах, ухудшения артикуляции баса), возникающих в акустических системах из-за воздействия инфранизкочастотных колебаний – артефактов студийной обработки, присутствующих на большинстве записей;
Выходной RLC-фильтр для защиты выхода усилителя от влияния паразитной емкости акустических кабелей и от ВЧ-помех, наведенных на эти кабели и элементы конструкции АС;
Защита от постоянного напряжения на выходе источника сигнала;

^Нажмите для увеличения^

Изюминкой аппарата является продуманная конструкция ИЗДЕЛИЯ В ЦЕЛОМ, т.е. стереоусилителя с входными и выходными цепями и регулятором громкости в корпусе. Опыт показывает, что именно неправильное конструктивное решение всей конструкции в целом является причиной неудовлетворительного звучания конструкций любителей. Влияние конструктива сильно недооценивается. Между тем, в усилителях с глубокой ООС конструктив также важен, как и собственно схема (а может и важнее). В результате люди не могут получить от схемы того звучания, которое она способна дать.

^Нажмите для увеличения^

Вследствие совокупности принятых конструктивно-схемотехнических мер и учета “внутренних особенностей” LM3886, усилитель отличается точным звучанием без “транзисторной” жести и шипения, с отличным контролем баса, ясным и подробным среднечастотным диапазоном (музыка звучит “понятно”), глубиной сцены, отсутствием утомляемости от прослушивания с любых источников сигнала, включая портативные плееры, ноутбуки и т.п.

^Нажмите для увеличения^

Вид платы усилителя (50×110 мм) в сборе:

^Нажмите для увеличения^

Измерения на нагрузку 4 Ома (другой экземпляр усилителя, та же звуковая карта SB0570) при работе на “жесткую” нагрузку в виде сопротивления 6,8 Ом и параллельного ему конденсатора 0,1 мкФ:

^Нажмите для увеличения^

Независимые измерения искажений усилителя на нагрузку 6 Ом (проделал участник форума Вегалаб Romanoff) с помощью аналогового генератора 1 кГц и карты M-Audio Audiophile 192):

^Нажмите для увеличения^

Можно видеть, что спектр гармоник усилителя короткий и спадающий, высших гармоник нет, более того, измерения с генератором и АЦП с низкими собственными искажениями (измерения Romanoff) показывают, что искажения состоят практически исключительно из чётных гармоник, а нечётные (которые, как давно известно, являются самыми противными на слух) – отсутствуют (находятся ниже уровня шумов).

Кроме того, видно, что в спектре выходного сигнала отсутствуют помехи, коррелированные с частотой питающей сети (50, 100 Гц и т.д.).

Относительный уровень разностного интермодуляционного компонента (самого заметного на слух) на частоте 1кгц при подаче на вход усилителя сигналов 19 и 20 кГц всего около -100 дБ.

Нижеследующие измерения проведены цифровым осциллографом Velleman PCS500 с генератором PCG10, измерен усилитель в сборе, входной сигнал подан на входные гнезда, нагрузка – проволочный резистор 6,8 Ом:

Реакция на прямоугольный импульс с периодом 10 кГц:

^Нажмите для увеличения^

АЧХ усилителя в диапазоне до 5 мГц:

^Нажмите для увеличения^

Из вышеприведенных осциллограмм видно, что оснащенный надлежащими входными фильтрами усилитель устойчив к воздействиям сигналов, лежащих выше звуковой полосы, переходная характеристика апериодическая, АЧХ без выбросов, динамические искажения отсутствуют, полоса 150 кГц по уровню -3 дБ.

Примеры усилителя в сборе, поставляется на заказ (“двойное моно”, заказной тороидальный трансформатор питания или трансформаторы типа R-CORE, электролитические конденсаторы Panasonic и Nichicon, моторизованный высококачественный потенциометр ALPS RK27):

^Нажмите для увеличения^

FAQ

Q: Какие ОУ можно применить в буфере?

A: ОУ с полевым входом (AD825, LT1122, OPA132). Если понизить питание буфера до 12 В – то AD8065.

Q: Какие электролиты использовать в питании 3886?

А: Наиболее критичны свойства ближайших к 3886 электролитов. Желательно в качестве них применить низкоимпедансные (low ESR). Хорошо подходят Panasonic FM, FC, Hitano EXR. Остальные электролиты могут быть “общего применения”.

Q: типы кондёров в mute и в питании ОУ?

A: SMD 1206 X7R.

Q: Требования к переменному резистору – регулятору громкости?

А: Сопротивление не выше 10 кОм.

Q: Диоды выпрямителя?

A: Шоттки на напряжение не ниже 100 В в корпусе DO-201A (SR510, SR810, 31DQ10).

Q: Где соединять землю схемы с корпусом?

A: В единственной точке рядом с входными гнездами. От земляных клемм входных гнезд короткий проводок на корпус. Больше нигде и ничего с корпусом не соединять!

Q: Можно использовать один трансформатор с двумя вторичками без средних точек для питания обоих каналов?

A: Нельзя.

Q: Что-то слышал про фазировку обмоток…

A: Первичные обмотки трансов должны быть включены одинаково (синфазно). Вторичные обмотки для питания каналов должны быть подключены ко входам диодных мостов так, чтобы между соответствующими входами диодных мостов в разных каналах вольтметр показывал 0V AC.

Q: Выходной фильтр?

A: Размещается на выходных клеммах, не вплотную к входу. Катушка 10-12 витков эмальпровода 1 мм на оправке диаметром 10 мм и R-C цепь на землю 0,068 (0,1) мкФ – 18 (22) Ом. Конденсатор – любой пленочный, резистор – любой непроволочный мощностью 0,5 Вт (MF-0,5 или подобное).

Q: Я хочу расположить платы (трансы, входы, выходы) по фен-шую.

А: Нужно придерживаться той компоновки, которая указана в первом посте этой ветки, иначе звук непредсказуем. Если уж очень хочется чего-то сильно передвинуть – то сначала спросить в ветке.

Q: Радиаторы заземлять?

А: Обязательно. Корпус микросхемы от радиатора должен быть изолирован!

Q: Сигнальные провода экранированные?

A: Да. Если длина получится меньше 5 см, то не надо.

Q: Трансформатор как прикручивать к корпусу?

А: Через немагнитную прокладку толщиной не менее 5мм. Если корпус немагнитный, то прокладка не нужна.

Q: Что за пропилы между клеммами?

А: Если задняя стенка корпуса железная, то между “+” и “-” выходных клемм каждого канала следует сделать пропил (щель) в задней стенке шириной около 1мм. Это снижает искажения. В немагнитной стенке пропилы не нужны.

Q: Резистор ОС 3886 33 кОм?

А: Выводная металлопленка 0,25 Вт (MF-0,25 или подобное).

Q: Корпус сетевого фильтра (третий контакт сетевой вилки) с корпусом (землей схемы) соединять?

А: Нет.

Q: Постоянное напряжение на выходе?

А: Менее 100 мВ (типично – 20-50).

Q: Сетевой фильтр?

A: Необходим. Синфазный дроссель (например Murata PLA) индуктивностью не менее 3мгн (лучше больше) на ток 1,5-2 А.

Q: Конденсатор параллельно первичке транса питания?

А: Необходим. X2 0,47-1 мкФ. Для двух трансов достаточно одного общего конденсатора.

Q: Входной разделительный конденсатор нужен?

A: Да. Пленка MKP (например Epcos B3265x), ставится перед РГ, емкость для РГ номиналом 10 кОм оптимальна в пределах 0,47-0,68мкф. Этот конденсатор совместно с РГ образует фильтр верхних частот с частотой среза около 20 Гц, который ослабляет инфразвуковой мусор, присутствующий во многих записях, что приводит к снижению интермодуляционных искажений в АС и “разгрузке” источника питания усилителя.

^Нажмите для увеличения^

Простой “твик” платы:

Ставим две перемычки (красные линии), резистор с неинвертирующего входа убираем (красный крестик). Перемычки должны проходить именно так, как нарисовано, никаких длинных петель и хвостов! Короткие прямые отрезки.

^Нажмите для увеличения^

Твик №2: установка емкости (smd-керамика NPO) параллельно резистору ООС буферного ОУ:

При желании емкость можно увеличить до 10-15 пФ, но эффект от увеличения уже не так заметен. Емкость просто напаивается сверху на smd-резистор “вторым этажом”.

^Нажмите для увеличения^

Твик №3: модификация снабберных цепей:

Благодаря этой модификации обеспечивается лучшее подавление самых высокочастотных (>1 мГц) помех от работы диодного моста. Конденсаторы 100 нФ (керамика smd) просто напаиваем сверху на smd-резисторы.