Усилитель мощности "Оплеуха Микрухам" Mark II [2012]

FAQ. Руководство по сборке и настройке усилителя

Разработал: Стельмах Илья [Nem0]. Январь 2012

Предыстория. Почему я решил сделать новую ОМ? А потому-то захотелось сделать усилитель для себя, хороший, но не хотелось «городить огород» и изобретать что-то сложное, монстроподобное, поэтому я начал экспериментировать со старой схемой оплеухи с целью получения максимального качества, при минимуме деталей. Наверное, многие с этого форума помнят мой симметричный усилитель - большой и сложный.. Так вот, новая оплеуха, при всей простоте схемы ни на грамм не уступает тому симметричному усилку. Сделать сложную схему – просто, а вот сделать качественную схему и при этом отказаться от ведра транзисторов и печатки размеров метр на метр - куда сложней. Поэтому основная цель разработки усилителя была - получить максимальные параметры, при максимальной простоте схемы и это было достигнуто оптимизацией режимов работы каскадов, применением других полупроводников и некоторыми изменениями в схеме.

Схема усилителя. Схема представляется собой типичного Линна известного еще нашим предкам с давних времен. Особенность схемы не в новизне, которой тут и нет, а в современной элементарной базе и правильно и тонко подобранных режимов работы и правильной коррекции. Все это позволило получить от вполне стандартной схемы очень хорошие характеристики и великолепное звучание. А вот и сама схема:

Технические характеристики усилителя. Ниже привожу основные технические характеристики, большинство из них было измерено с помощью приборов, а скорость нарастания была рассчитана.

Частотный диапазон относительно 10кГц (-0,1дБ) = 25 - 40 000 Гц
Частотный диапазон относительно 10кГц (-1дБ) = 8 - 125 000 Гц
Частотный диапазон относительно 10кГц (-3дБ) = 4 - 250 000 Гц
Максимальная выходная мощность (Нагрузка 8Ом, 1кГц) = 97,4 Вт
Максимальная выходная мощность (Нагрузка 8Ом, 20кГц) = 96,7 Вт
THD+N (при Pвых<=60Вт, 20кГц) <= 0,0009%
THD+N (при максимальной выходной мощности, 1кГц) = 0,003%
THD+N (при максимальной выходной мощности, 20кГц) = 0,008%
Максимальная скорость нарастания выходного напряжения (для диф.каскада) = 225 В/мкс
Максимальная скорость нарастания выходного напряжения (для КУНа) = 187 В/мкс
Диапазон питающих напряжений = +/- 20В ... +/- 60В
Номинальное напряжение питания (100Вт, 4 Ом) = +/- 36В
Номинальное напряжение питания (100Вт, 8 Ом) = +/- 48В

Элементарная база или «из чего собирать?». При сборке любого УМЗЧ следует помнить, что каждый компонент усилителя, каждый конденсатор, транзистор и даже резистор влияет на звучание усилителя и соответственно на конечный результат, поэтому при сборке усилителя следует выбирать наиболее качественные компоненты из доступных. Далее я расскажу некоторые важные моменты касающиеся элементарной базы.

Резисторы. Все резисторы, кроме дополнительно указанных на схеме, выбираем рассчитанные на мощность 0,25Вт. Лучше применять металлопленочные резисторы из-за их меньшего шума. Можно применять как советские МЛТ, так и любые их китайские аналоги. Резисторы сильного влияния на звучания не оказывают, но не все.. Резисторы в эммитерах VT13, VT14 могут оказать сильное влияние на звук на высоких мощностях, поэтому в качестве этих резисторов лучше применить что-то по качественней. Не допускается в качестве R26-R29 применять проволочные резисторы из-за их паразитной индуктивности. Стремиться применять высокоточные резисторы (с погрешностью 1% и менее) не нужно, т.к. сильного влияния на конечный результат это не окажет. Допустимо применять резисторы с допуском 10%. Подстроечные резисторы (R3 и R16) следует брать импортные, многооборотные (это облегчит настройку усилителя), такие как на фото усилителя.

Конденсаторы. Основное внимание необходимо уделить качеству конденсаторов, особенно тем, которые стоят на пути прохождения сигнала (С1 и С2). В роли этих конденсаторов лучше выбрать наиболее качественное из возможных. В качестве С1 лучше применять конденсаторы фирмы Epcos. Можно применять конденсаторы производства СССР типа МБМ, К78-19, К71-7 или (что хуже) К73-17, либо его китайский аналог (коричневый такой, вы наверняка его видели). Не допускается применение в качестве С1 керамического конденсатора. В качестве С2 лучше применить не полярный электролит, но можно и полярный (что хуже). С2 лучше выбрать так же от известной фирмы, например Samwha, но можно применять и недорогие полярные и неполярные электролиты. Стоит избегать электролитов фирм Elzet, Chang и других китайских «брендов». Ни в коем случае нельзя применять электролиты производства СССР, т.к. они уже давно высохли и не могут обеспечить своих параметров. Конденсаторы С7 и С8 необходимо так же применять по возможности более качественные, но к ним можно не предъявлять настолько высоких требований как к выбору конденсатора С1. В качестве С7 и С8 не желательно, но все же можно применять керамические конденсаторы. Конденсаторы C3,C4,C5 и C6 желательно найти пленочный, но если это не удастся, то можно применить керамические конденсаторы. Конденсаторы С9, С10, С12, С13, С15, С16, С21, С22 – электролиты, фильтр питания. Их качество особой роли не играет, но опять же стоит избегать левых китайских контор, а так же высохших советских конденсаторов. Напряжения этих конденсаторов необходимо выбирать в соответствии с напряжением питания. Конденсаторы С11, С14, С17, С18, С19, С20 – пленочные, не полярные. Напряжение так же следует выбирать в соответствии с напряжение питания. Их качество так же сильного значения не имеет, но лучше выбрать что-нибудь по лучше.

Транзисторы. По транзисторам особо нечего говорить. Самое главное правило – это применять то, что указано на схеме и сюрпризов не будет. Не стоит применять транзисторы-аналоги производства СССР, а так же категорически не рекомендуется применять транзисторы KSE340/350 (MJE340/350) – это может привести к самовозбуждению усилителя. При покупке транзисторов следует опасаться поддельных транзисторов, фотографии оригинальных изделий привожу ниже.

2SC5200/2SA1943

2SC4793/2SA1837

2SD669/2SB649

BC546B/BC556B

BC337

Некоторые важные моменты по сборке усилителя. Теперь когда с элементарной базой разобрались и определились из чего будем строить усилитель необходимо разобраться с другими не менее важными моментами.

Радиатор. Усилитель работает в классе AB и поэтому нуждается в очень серьезном охлаждении. Качественной характеристикой радиатора является площадь его поверхностей. Для отвода 1Вт тепла необходимо 15-20см2 площади радиатора (для алюминия и его сплавов). Необходимую площадь радиатора можно рассчитать по формуле: S=Pвых*(1-КПД)*(15..20), где Pвых - выходная мощность усилителя. Для 100Вт'ного усилителя площадь радиатора должна находится в пределах: от S=100*(1-0,55)*15=675см2, до S=100*(1-0,55)*20=900см2. Подробно о радиаторах можно почитать тут, а программу для расчета радиатора можно скачать тут.

Блок питания. БП можно и нужно рассчитывать с помощью программы Power Sup (скачать можно тут). Эта программа рассчитает вам необходимую мощность трансформатора, подберет диоды, укажет необходимую емкость фильтра питания и нарисует схему. Как работает программа описано тут.

Некоторые важные моменты. Далее просто перечислю что необходимо учитывать при сборке:

1. Допускается нагрев транзисторов VT7 и VT10 до 60 градусов – это их нормальный режим работы.
2. Транзисторы VT11, VT12, VT13, VT14, VT9 должны быть установлены на ОДНОМ радиаторе.
3. Необходимо пролудить силовые дорожки на плате усилителя (земляную, выходную, дорожки питания и эммитерные дорожки выходников), остальные дорожки по желанию, но следует помнить что медь со временем будет окисляться.
4. Усилитель необходимо настраивать с закороченным входом и только после 10 минутного прогрева.
5. Ток покоя может плавать с течением времени на 10-20% - это в пределах нормы.
6. Усилитель не имеет защиты от КЗ, перегрева и от постоянного напряжения на выходе, поэтому не допускается использование усилителя без дополнительных средств защиты.
7. Блок питания должен обеспечивать низкий уровень пульсаций питающего напряжения и обеспечивать необходимую выходную мощность.
8. При включении усилителя без схемы задержки подключения АС возможен небольшой щелчок при включении.
9. Усилитель собранный на исправных деталях запускается сразу без всяких проблем.

Настройка усилителя. Вот вы уже и собрали усилитель и возможно вам уже даже удалось «насладиться его звучанием», но чтобы усилитель действительно звучал без кавычек необходимо произвести с ним некоторые действия называемые – настройка. Далее я по пунктам распишу как и что крутить чтобы усилитель запел.

Настройка тока покоя. Между эммитерными резисторами VT13 VT14 включаем милливольтметр. Подаем напряжение на усилитель. Вход усилителя должен быть замкнут на землю. При первом пуске вольтметр может показать что-то от 0 до 15мВ. С помощь R16 выставляем необходимый ток покоя. Сам ток вычисляем по формуле: I(пок.)=U/R , где U – показание вольтметра (в вольтах, 1В=1000мВ), R – сопротивление между эммитерами выходников (по схеме = 0.47 Ома). Рекомендую выставлять ток покоя 60 – 130мА, это соответствует показаниям милливольтметра 30-60 мВ. Регулировка осуществляется с помощью подстроечного резистора R16, при первом включении сопротивление R16 должно быть максимальным.

Выставление «нуля» на выходе усилителя. Подключаем между выходом и землей милливольтметра постоянного тока и вращая движок подстроечного резистор R3 добиваемся нулевого значения постоянного напряжения на выходе. Регулировку так же проводим при закороченном на землю входе. При первом включении движок подстроечного резистора R3 должен находится в среднем положении.

Печатные платы. Существует несколько вариантов разводки печатной платы. Первый был предложен мной в самом начале:

По этому варианту я сам собирал усилитель, именно с такого варианта усилителя я снимал технические характеристики. Этот вариант печатной платы присутствует во вложении к статье.
Второй вариант был разработан уважаемым товарищем с ником «Лепёхин». Этот вариант разводки так же присутствует в архиве со статьей. Позже этот вариант ПП был изменен товарищем под ником «Gora» и теперь этот окончательный вариант ПП производится в заводских условиях и все желающие могут приобрести заводскую плату для постройки усилителя «Оплеуха Микрухам». Чтобы приобрести заводскую плату необходимо написать сообщение для Gora. Фотография заводской платы ниже:

Фотографии готового усилителя. Ниже привожу фотографии своего усилителя, как оно получилось и как все это смотрится в готовом виде:

Благодарю всех кто принимал участие в обсуждении усилителя на форуме сайта «Паяльник». Именно благодаря вам и вашей поддержке был разработан этот усилитель. Без вас нечего бы не получилось.

Особую благодарность хочу выразить Лепёхину за разработку правильной разводки для усилителя, а так же Gora за то, что он взял на себя заводское производство плат для моего усилителя.

Так же хотелось бы поблагодарить всех кто собрал мой усилитель, всех кому не равнодушно мое творчество, спасибо вам всем!

Ниже вы можете скачать печатные платы в формате LAY

Старая версия усилителя Mark II от 2011г: Оплеуха Микрухам Mark 2 [2011]

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• УНЧ
• Sprint-Layout