В муках выбора…
В первой части я постарался изложить причины и процесс зарождения нового проекта своей АС. Во второй части займемся разработкой усилителя на 8 каналов (по 4 канала на одну АС).
Основной задачей для меня, было определиться какую схему взять за основу в реализации данного усилителя.
С одной стороны, усилитель должен отвечать всем современным требованиям, обладать высокой скоростью нарастания, иметь предельно низкие искажения, иметь хорошее звуковое разрешение. С другой стороны, и самое главное, верно воспроизводить звуковой контент.
Третьей составляющей моей головной боли, был вопрос тепловыделения 8 усилителей в одном корпусе.
В общем то, сложив в кучу все эти, иногда взаимоисключающие требования, выбор остался не велик. И пальма первенства была отдана схеме усилителя Геннадия Брагина YES-3.2-SAB. Подробно преимущества данного усилителя рассмотрены в соседней теме.
Ранее я получил хороший опыт от разработки печатной платы до настройки и прослушивания данного усилителя в различных его исполнениях применения ВК и ОУ. Используя этот задел, я доработал печатную плату усилителя (рисунок 1) непосредственно для применения в выбранном корпусе (рисунок 2).
Выбранный корпус подошел мне по габаритам, в целом довольно массивный, с хорошими радиаторами, верхняя и нижняя крышки имеют толщину 6 мм. Это позволило мне 6 усилителей разместить на радиаторах, а два непосредственно на нижней крышке. Таким образом, я попытался максимально распределить тепловую нагрузку 8 усилителей по всему корпусу (рисунок 4). Но это не все решения...
В процессе проработки компоновки корпуса довольно быстро я пришел к выводу, что трансформатору питания тут места нет! Поначалу я слегка огорчился, но позже, взвесив все плюсы и минусы, при которых трансформатор и выпрямитель будут находится в отдельном корпусе, осознал, что это единственно верное и бескомпромиссное решение. Усилитель избавляется от наличия приличной электромагнитной составляющей, которая обязательно повлекла бы за собой проблемы с наводками не только на сигнальные, но и земляные цепи. И как следствие, борьбу с ними...
Тем временем подоспели разработанные печатные платы, и как результат — сборка, настройка 8 комплектов...
В данных усилителях было принято решение на 4 платах установить по одной паре силовых транзисторов для СЧ и ВЧ диапазона. Это позволит нам снизить общую тепловую нагрузку, не в ущерб качественному звуку. Предварительно для качественной настройки узлов «SAB» исследовал закупленную партию силовых транзисторов (рисунок 6).
После настройки были получены следующие предварительные характеристики усилителей при нагрузке 80 Вт, приведенные на рисунках 7...9.
В результате имеем полосу пропускания усилителя порядка 1,7 МГц с линейной ФЧХ до 100 кГц. Редкий усилитель может похвастать такими параметрами. И ни один из промышленных «топовых», так называемого хай-энда. )))
Ну и такой же идеальный меандр на частоте 100 кГц!!!
Для чего нужны такие высокие характеристики, возникает вопрос? Высокая скорость важна в цепи обратной связи усилителя. Она обеспечивает снижение искажений и отработку всех переходных процессов усилителя. Которые, в свою очередь, влияют на качество звуковоспроизведения и его достоверность. Не портя микродинамику музыкального контента и не замыливая ее.
Недолго думая, упаковал я весь этот технический перфекционизм на два радиатора (рисунок 10). По бокам установил усилки, отвечающие за бас и мидбас, по центру — отвечающий за средние частоты. В качестве изоляторов для силовых транзисторов использовал керамические прокладки из нитрида алюминия, обладающие высокой теплопроводностью (AlN 180 Вт/мК).
Тут, стоит отметить, что данные усилители, соединены с землей (она одна) через полигон платы, в одной точке, через латунную втулку на радиатор. Обеспечивая ничтожно малое переходное сопротивление...
Немного поработал с лицевой панелью... (рисунок 11)
Нашел довольно приличные дискретные регуляторы громкости... (рисунок 12)
И начал не спеша всё упаковывать в корпус...
И вот где-то на данном этапе разработки усилителя во мне начало прорастать зерно сомнения. А вывезет данный корпус с усилками длительный тепловой режим работы? Было принято решение установить принудительное охлаждение в случае перегрева.
В задней крышке корпуса были вскрыты пазы для обеспечения как естественной, так и принудительной конвекции воздуха.
В нижней крышке на резиновой виброразвязке был установлен кулер Noctua NF-A8 PWM с драйвером управления и датчиком температуры. Настроенный на бесшумный режим работы. Таким образом был решен вопрос принудительного охлаждения внутреннего объема усилителя в случае необходимости.
Архиважным вопросом в нашем непростом деле является организация защиты динамиков от наличия постоянного напряжения (тока) на его клеммах, как при включении питания усилителя, так и при выходе его из строя.
Эту важную задачу решает блок защиты, разработанный уважаемыми соратниками. Схему разработал Геннадий Брагин, а печатную плату — Володя Лепехин. Серию показательных экспериментов по предотвращению залипания контактов реле при КЗ провел Максим (antecom) в. тематической ветке. Как результат данной работы — наклеены неодимовые магниты в районе контактной группы реле и решён вопрос их залипания от дуги. Таким образом, на каждый усилитель устанавливается отдельная плата защиты.
Дабы не потерять ни один электрон, коммутацию сигнала с усилителей проводим медным проводом сечением 4 мм2.
Перед тем как приступить к монтажу сигнальных цепей, набрался мужества, закоротил входы усилителей и подключил питание. Усилки заработали в штатном режиме, на выходах тоже всё в порядке, 1...5 мВ, релюхи клацают...
Приглядевшись внимательней, я обнаружил в усилителе совершенно бесхозное для нашего дела пространство между платами защит! Попробуем установить туда дополнительную емкость 15 000 мкФ между (-) и (+) шинами питания на входе усилителя. Как минимум увеличив энерговооруженность усилителя и снизив импеданс шин питания. По крайней мере для ОУ это всегда шло на пользу.
Тихо и упорно год работы над созданием 8-канального усилителя подошел потихоньку к своему завершению, как и конструкция усилителя...
Смотрю я на этот аудиоперфекционизм и крышку закрывать не охота!
Но, закрыл...
PS: кто дочитал статью и хотел бы собрать данный усилитель, документация по сборке ТУТ и ТУТ.
Не пропустите развитие проектов! Подписываемся на канал! Ставим лайк для помощи в продвижении канала!