SONY HST – 49 B. ЧАСТЬ ПЯТАЯ .
ЧАСТЬ ПЯТАЯ. ИНЖЕНЕРНАЯ.
Приветствую подписчиков, и просто посетителей моего канала.
В предыдущей части я сделал обзор усилительной части данного кассивера, и поделился примерными намётками переделки этого тракта. В данной статье займусь, как положено, разработкой технического задания и разработкой и изготовлением печатных плат, о чём и буду попутно рассказывать.
Итак, исходя из того, что штатный усилитель имел выходную мощность 20 Ватт на каждый канал, значит, и трансформатор питания (зная экономность японцев) будет впритык рассчитан на это. Ещё одно условие. Согласно принципиальной схеме, индикатор выходной мощности не имеет регулировок для калибровки, всё жёстко фиксировано, т.е. настроен он на максимальные показания тех же 20 Вт, хотя на шкале градуировка аж до 50 Вт . Исходя из этого, максимально доступно изготовить УНЧ на микросхемах LM1875. Та же мощность, что у оригинала, питание совпадает, если подключать акустику, импедансом не менее 8 Ом. Кстати, в инструкции пользователя к данному кассиверу так же указано, что АС должна быть не ниже 8 Ом. Пока что всё совпадает.
Ну, раз уж переделывать, то переделывать с учётом современных требований к усилителестроению. Что я решил сделать дополнительно? Ну, во-первых, релейную защиту АС при выходе из строя микросхемы усилителя. Во-вторых, раз в новой версии усилителя темброблок будет подключён не в цепь обратной связи УНЧ, а непосредственно перед входом УНЧ, то для компенсации потерь уровня сигнала, установлю дополнительный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления (для чего, описано в предыдущей статье). Для этих целей идеально должен подойти ОУ NE5532. В-третьих, хотелось бы запитать штатный линейный усилитель на ОУ 4558 стабилизированным напряжением, чтобы просадки напряжения питания при максимальной громкости УНЧ свести к минимуму. Для этого соберу двуполярный параметрический стабилизатор на маломощных транзисторах, т.к. потребляемый ток у данного ОУ составляет не более 15 мА. Ну и в-четвёртых, раз уж штатного мотора для ЛПМ с напряжение питания найти не удалось, да и вряд ли удастся, придётся установить современный мотор со встроенным регулятором оборотов, и запитать его от отдельного стабилизатора +12 Вольт на микросхеме 7812. Тем более, что этим напряжением будут так же питаться и защита АС, и новый линейный усилитель.
Вот такие хотелки. А теперь макетируем и пробуем уместить всё это на плате вместо невосстановимой платы штатного УНЧ и выпрямителя.
К сожалению, учитывая внутренние размеры корпуса кассивера, разместить все хотелки на одной плате не получалось.
Параллельно вылезла ещё одна проблема. Если удалить штатную плату УНЧ, то учитывая расположение на ней ещё и темброблока, заготовки из стеклотекстолита для новой платы должна быть размером 33,5 см на 68 см. При чём, её надо будет вырезать по Г-образному контуру, с шириной длинной части (где расположен темброблок) не более3 см. тут возникли технологические трудности, присущие технологии HAND MADE. На длине 30 см и более, при изготовлении печатной платы методом ЛУТ, почти невозможно, по итогу, получить большую точность координат для переменных резисторов. К тому же сама плата хитро (читай экономно) крепится к лицевой панели и радиатору. Два винта для крепления к радиатору, две гайки, для крепления к лицевой панели на резьбе регуляторов громкости и тембра НЧ, один боковой упорно-направляющий паз в пластиковой части лицевой панели и венцом всего этого служат круглые посадочные места в лицевой панели, под каждый из резисторов регулировки. Т.е. изготовить очень точно новую печатную плату таких размеров и такой точности, в домашних условиях, почти невозможно. Начинается мозговой штурм.
В результате этого самого штурма, нарисовался такой план!
Придётся делать две платы. Первая – это выпрямитель и стабилизаторы, вторая, сам усилитель мощности с защитой АС и дополнительным предварительным усилителем.
Начну с платы питания. Все элементы новые. Диодный мост использую 5-ти Амперный, чтобы как и в родном исполнении, он же выполнял и дополнительный предохранитель на случай нештатной ситуации. Ёмкость фильтрующих конденсаторов оставил такую же, 3300 мФ. Для умножителя напряжения подобрал отечественный транзистор КТ850. Как обычно, в любительских условиях, чтобы не множить сущности, детали подбираются по двум показателям: доступность в продаже, и то, что есть в закромах. Так получилось, что микросхемы 7812 в наличии не оказалось, и не было уверенности в том, как эта микросхема поведёт себя в схеме включения с умножителем. Всё-таки умножение напряжения для питания слаботочных каскадов берётся от плюсового источника питания 25 Вольт, а потом от этой величины умножается до 39 Вольт. После того, как плата будет установлена, не хотелось вынимать её каждый раз для поиска причин неудовлетворительной работы. Да и тем более, первую макетную плату я тоже делал не на микросхеме 7812, а на параметрическом стабилизаторе с импортным транзистором типа BDX 53. Для двуполярного стабилизатора 15 Вольт (питание штатного линейного усилителя) применил так же параметрические стабилизаторы на транзисторах 8050 и 8550. Для экономии места в смещении транзисторов использовал SMD резисторы типоразмера 1250.
Питание микросхем УНЧ организовал через предохранители по 5 Ампер.
Вот так это выглядит в железе.
Теперь плата УНЧ и дополнительных узлов. Схема включения микросхем LM1875 стандартная из даташита. Единственное, что установил резисторы по 10 Ом, разделяющие силовую землю от малосигнальной. Это требовалось из-за плотного монтажа, и невозможности отдельно развести землю к малосигнальным цепям отдельно. Электролитические конденсаторы по 100 мФ, в обвязке микросхем УНЧ, пришлось установить около каждого корпуса микросхемы, чтобы потом не бороться с возбуждениями. Всё-таки провода от выпрямителя до УНЧ получились длиннее, чем я планировал. На этой же плате пришлось размещать и делители напряжения с выходов УНЧ на входы усилителей индикаторов.
Систему защиты АС, собрал по проверенной годами схеме, на двух транзисторах, которые управляют реле отключения АС при неисправности УНЧ. Эта же схема выполняет задержку подключения АС к выходу УНЧ. Эту схему применял неоднократно ещё с конца 90-х, встраивал её в импортные стационарные усилители и музыкальные центры, где такой защиты не предусмотрел производитель. В частности в SHARP VZ 3000, где защита АС была возложена на саму микросхему УНЧ типа STK-XXX. Где благодаря моей системе защиты, клиент спас не дешёвые АС, которые пытался подключить вместо штатных.
Дополнительный линейный усилитель для темброблока, как и предполагал, выполнил на ОУ NE5532. Так же по стандартной схемотехнике.
В железе это выглядит вот так. И здесь не обошлось без SMD резисторов.
Монтаж закончен, надо приступать к первым испытаниям. Не подключая плату УНЧ, проверяя. Все напряжения на плате выпрямителей и стабилизаторов. Всё в норме, кроме того, что не соответствовали реально измеренные напряжения с напряжениями на принципиальной схеме. Вместо 39 Вольт получалось 35, а вместо двуполярного напряжения 26 Вольт получалось только 25 Вольт. Ну, пока что могу списать это на погрешность измерительных приборов, хоть и измерял тремя разными тестерами, включая ламповый.
Подключаю основную плату тюнера и магнитофона. Измеряю. После стабилизатора напряжения, вместо указанных на схеме плюс 27 Вольт получается 24,7. Сносно, тем более, что дальше по схеме для каждой из микросхем это напряжение гасится мощными резисторами до требуемых 18-ти и 15,8 Вольт соответственно.
А вот с напряжениями для питания УНЧ что-то не ладное. Если отрицательное плечо держит 24,7 Вольт, то положительное плечо упало до 23,5 Вольта. И это я подключил только умножитель и слаботочную часть схемы.
Чтобы не рисковать, впаиваю только один корпус LM1875, и подключаю плату к питанию, отключив вход УНЧ от выхода дополнительного ОУ темброблока. УПС! Напряжения питания УНЧ упали до 21,8 Вольт в отрицательном плече и до 19,3 Вольт в положительном. Интересно. И тут я вспомнил о том, что при осмотре штатного трансформатора мне не понравился его внешний вид, о котором я писал в предыдущих частях, с приложением его фото.
Отпаиваю трансформатор от платы выпрямителей, и нагружаю каждую обмотку на 25-ти Ваттный проволочный переменный резистор. Подключаю приборы. Итог такой: при токе нагрузки 0,8 Ампер, переменное напряжение просаживается с 17,5 Вольт до 16,4 Вольта. При дальнейшем повышении нагрузки падение напряжения увеличивается. Вывод: с трансформатором проблема. Нужен другой. Обрадовал этой новостью клиента. Решили, что будем заказывать новый трансформатор.
Перед тем, как заказать трансформатор, я решил провести ещё эксперимент, и как оказалось, не зря. Покопавшись в своих закромах, нашёл два трансформатора. Один с выходным напряжением 10 Вольт, 1,5 Ампера, второй, с двумя обмотками по 18,5 Вольт по 3 Ампера. После выпрямления и фильтров, по расчетам должно получиться 14 Вольт и по 26 Вольт соответственно. Собираю схему с этими монстрами, подключаю, напряжения соответствуют схеме кассивера. 39,5 вольт перед стабилизатором +27 Вольт и по 25,8 Вольт для питания УНЧ. Интересно. Подключаю акустическую систему, перевожу переключатель источников сигнала в режим «TUNER FM», настраиваюсь на первую станцию. Пара минут – полёт нормальный. Напряжения не просаживаются. Добавляю громкость, ещё, ещё и … .микросхема УНЧ с щелчком отбрасывает часть своего корпуса. УПС! Что это было? Если бы ошибка в монтаже или «сопля», это бы случилось уже сразу при включении. Тяжёлые раздумья. Первое что пришло на ум, АС имеет импеданс 4 Ом. Напряжения питания LM1875 чуть больше, чем по даташиту, но не намного. Попытка номер два. Меняю микросхему на новую, подключаю АС с импедансом 8 Ом, повторяю эксперимент. Напряжения в норме, просадки нет. Всё работает, но минут через 5, решил коснуться радиатора. Температура такая, что палец долго не удержишь. Непорядок! И тут я обратил внимание, что LM1875 у меня не настоящая! Китайские. И обзываются YD1875. Иду в закрома, нахожу старый сабвуфер, усилители в котором выполнены на тех же LM1875. Только схема усилителя сабвуфера собрана в мостовом включении, а на два сателлита, как и положено, по одной микросхеме. Подключаю и делаю замеры. Напряжения питания 26,6 Вольт. Даже при достаточно большой громкости. Смотрю импеданс динамика сателлита – 6 Ом, делаю операцию по пересаживанию микросхем. Выпаиваю из сабвуфера родную LM1875, вместо неё впаиваю YD1875, включаю, добавляю громкость, ещё, ещё… . Щелчок и тишина. Теперь впаиваю LM1875 в свою плату и повторяю эксперимент с АС 8 Ом. Всё в порядке. Нагрев корпуса микросхемы, примерно 45 градусов. Теперь подключаю АС 4 Ом. Порядок, разве что корпус микросхемы греется чуть сильнее, но палец модно держать долго. Вывод: не соответствуют китайские аналоги заявленному стандарту на оригинал. Теперь вопрос: где разжиться оригиналом LM1875. Сейчас их можно купить, и даже с оригинальными надписями на корпусе, и дороже они по цене существенно, но где гарантия, что это не та же китайская перемаркированная подделка? Во времена настали! Подумав, решил, что буду заказывать трансформатор с такими напряжениями, чтобы после выпрямления они равнялись 22 – 23 Вольта. Может так получится приручить YD1875 ?
Пока жду изготовления трансформатора, решил заняться остальными недочётами кассивера. Заменить штыри с навивкой на современные разъёмы, чтобы оперативно собирать платы в кучу, ещё же и настройку никто не отменял. Найти мотор для ЛПМ, и прочее.
Мотор решил установить импортный, со встроенным регулятором оборотов. Вот только незадача. Мотор должен быть с вращением вала против часовой стрелки. Как оказалось, ни у меня, ни у знакомых ремонтников в городе именно таких моторов не оказалось. Были только с вращением по часовой стрелке. Что поделать, закончилась эра цветения кассетной техники, даже у продавцов запчастей таких моторов не оказалось. Значит мне дорога на Али-экспресс. Расценки там, меня конечно, обрадовали. Моторы с нужным направлением вращения были от 130 рублей, НО ДОСТАВКА? Самая минимальная, в районе 400 -450 рублей. А что делать? Имеется печальный опыт покупки подобных моторов там же. Ну не упаковывают китайцы надёжно, даже с учётом международной пересылки. И в тоге, у меня теперь есть три мотора с неисправимыми дефектами. Начал переписки с продавцами, надеясь договориться с ними о надёжной упаковке. Из одиннадцати отправленных сообщений, только один продавец ответил, и убедил меня, что он хорошо обернёт мотор в несколько слоёв пупырки. На большее мне рассчитывать нельзя. Ну хоть так. Покупаю.
Пока жду мотор и трансформатор, копаю кассивер дальше, подключенный на дежурный усилитель на К174УН7. Теперь выяснилось, что регуляторы тембра работают в обратном направлении. Т.е. в левом положении тембра ВЧ и НЧ максимальны, в правом положении – минимальны. Ну, этого и следовало ожидать. В оригинальной схеме они же включены в обратную связь УНЧ, поэтому и дорожки на печатной плате разведены с учётом этого обстоятельства. Чтобы поменять на нужный алгоритм работы, надо перерезать дорожки, делать монтаж дополнительными проводами. Но, укоротив дорожки, может пострадать надёжность фиксации переменных резисторов в плате, да и надёжность адгезии печатных дорожек к гетинаксу с учётом возраста аппарата и его «домашнего» хранения, вызывали сомнения. Поэтому решено было выполнить перекоммутацию объемно-навесным монтажом.
Вот так это выглядит теперь.
Попутно выяснилось, что в FM диапазоне не работает АРУ. Т.е. если, в процессе настройки на станции, предыдущая станция вещает с малым уровнем, а следующая с большим, то уровень более мощной станции, не нормируется. Проявляется это так, что настраиваясь на мощную станцию, уровень сигнала поступающего на усилитель резко возрастает, что может иметь фатальные последствия для микросхем УНЧ. Изучив схему кассивера (а других схем нет, и даташит на микросхему СХ168 найти не удалось), выяснилось, что этот узел не имеет внешних элементов настройки АРУ. Это печальная новость, придётся предупредить владельца, что перед настройкой на станции, регулятор громкости надо установить в минимальное положение.
На этом заканчиваю данную часть статьи, и жду посылок с необходимыми запчастями.
Как говорится, продолжение следует.