21,9 тыс подписчиков

Строим бюджетный HI-Fi усилитель. Часть VII. Измерения.

22 мая 202222 мая 2022

2849

3 мин

Это продолжение статьи (Часть седьмая) про разработку и изготовление третьей версии бюджетного HI-FI усилителя. На форуме Вегалаб есть ветка про этот усилитель: "Усилитель Prophetmaster Audio MCA-100" в разделе "Усилители".

Начало статьи, именно про третью версию, тут: Строим бюджетный Hi-Fi усилитель. Часть IV, Часть V и Часть VI.

Эта часть заключительная по данной модели усилителя и посвящена измерениям. Метрологическим процедурам подвергся третий собранный мной экземпляр, который немного отличается от первого и совсем немного от второго.

Напомню основные отличительные черты данного аппарата:

1. Усилитель широкополосный и быстродействующий

2. Не имеет емкостной коррекции в общей ООС - он линеен по фазе

3. Усилитель напряжения выполнен на ОУ с плавающим питанием

4. В конструктиве нет сигнальных проводников, проводами подводится только питание. Входные и выходные разъемы соединяются напрямую с платой, которая расположена вдоль задней стенки.

5. Вся конструкция - два канала усиления, селектор входов, релейный лестничный регулятор громкости, защита АС и блок питания расположены на одной плате. На второй - только БП для системы управления, снабберы и цепи включения питания, мягкого старта

6. Все функции управления доступны с пульта ДУ, текущая информация отображается на дисплее

7. Является усилителем постоянного тока (УПТ). Разделительных конденсаторов на пути сигнала нет.

Основные технические параметры:

- выходная мощность - 77 Вт\4 Ом и 42 Вт\8 Ом
- коэффициент демпфирования - 500 (4 Ом)
- полоса пропускания - 0 Гц - 2.5 МГц
- скорость нарастания выходного напряжения - около 150 В\мкс
- отношение сигнал\шум - более 110 дБ
- вес 12.5 кг

На плате усилителя, в цепи питания оконечных каскадов, установлена батарея электролитов с суммарной емкостью 48800 мкФ. Мощность сетевого трансформатора 300 Вт.

Теперь удалось измерить и искажения на частоте 1 кГц. Для этого были использованы АЦП Olivine 24\96, одночастотный генератор с со сверхмалыми искажениями и программа Спектра Плюс. Сначала, были измерены искажения самого измерительного тракта:

В правой части спектра можно увидеть THD 0.00027%

Затем, были измерены искажения усилителя на холостом ходу, без подключения нагрузки, при выходном напряжении 10 В RMS и 15 В RMS, что соответствует 28 В p-p и 42 В p-p. Для 10 В получили Кг = 0.0029%

Для 15 В Кг = 0,0049%

Далее, подключались нагрузки 4 Ом и 8 Ом и были сняты значения Кг при разных выходных напряжениях.

Итак, по порядку:

При выходном напряжении 2 В RMS (1 Вт\4 Ом) Кг = 0.00075%.

Кстати, где-то на такой громкости, при чувствительности АС 90 и более дБ, мы музыку и слушаем, чаще всего.

Выходное напряжение 8 В RMS

На нагрузке 4 Ом (16 Вт) Кг = 0.0016%:

На нагрузке 8 Ом (8 Вт) Кг = 0.002%:

Выходное напряжение 10 В RMS

На нагрузке 4 Ом (25 Вт) Кг = 0.0025%:

На нагрузке 8 Ом (12.5 Вт) Кг = 0.0031%:

Выходное напряжение 15 В RMS

На нагрузке 4 Ом (56 Вт) Кг = 0.0039%:

На нагрузке 8 Ом (28 Вт) Кг = 0.0045%:

Выходное напряжение 16 В RMS 4 Ом (64 Вт) Кг = 0.0033%:

И напоследок были сняты спектры у самого клипа, буквально за 0.2 В до ограничения сигнала на 4 Ом и за 0,4 В до ограничения сигнала на 8 Ом:

Выходное напряжение 17.5 В RMS 4 Ом (76,56 Вт) Кг = 0.0036%

Выходное напряжение 18,14 В RMS 8 Ом (41 Вт) Кг = 0.0045%

Как видно из спектров, нелинейные искажения усилителя ниже на нагрузке 4 Ом, чем на 8 Ом и даже чем на холостом ходу, а также они остаются низкими вплоть до начала ограничения сигнала. Спектр гармоник спадающий. И не везде они становятся больше при увеличении выходного напряжения. Думаю, что это связано с применением плавающего питания.