Усилитель zd 50: Усилитель мощности S-AUDIO ZD-50 | ldsound.info

alexxlabУсилител

Самодельный усилитель (УНЧ) Light ZD50 (AD8066+LM1876 )

Лучший усилитель на микросхемах LM1875/LM1876.

1. Введение
Микросхема LM1876 — сдвоенный вариант популярной микросхемы усилителя звука (УНЧ) класса АВ LM1875 (мощного операционного усилителя).



2. Схема
Для усилителя использовалась схема Light ZD50 (AD8066+LM1876 ) с форума forum.vegalab.ru/showthread.php?t=2223&p=54877&viewfull=1#post54877:

Как из схемы видно — используется не совсем стандартное включение микросхемы. Перед микросхемой усилителя звука LM1876 установлен операционный усилитель (ОУ). Вся схема обвязана общей обратной связью (ОС) с коррекцией — C6-R9/R7-R8. Так же каждая микросхема обвязана своей ОС. Смысл усложнения схемы — уменьшить искажения УНЧ.

Как это работает популярно рассказано в видео Сталкера

Только тут более сложная схема — ОС каждой микросхемы с коррекцией. Общая ОС с коррекцией.
Сравним схему с обычным включением LM1875/LM1876 (измерения делались на «железных» усилителях):

Изменения в лучшую сторону видны сразу. На слух почти не слышно специфического окраса LM1875. Чистый звук.

3. Питание
Я использовал двухполярное питание 25В. При таком питании микросхема стабильно работает (не срабатывает тепловая защита микросхемы) на нагрузку (колонки) сопротивлением 4 и 8 Ом. Сначала собрал обычный блок питания — трансформатор с двумя обмотками по 18V + диодный мост + два конденсатора фильтра на 10000 мкФ/35В. Работает.
У ZD50 используется стабилизированное питание. Для LM1876 нужно внести соотв. изменения в работу стабилизатора:

Но микросхема мощного стабилизатора LT1083 стоит очень дорого и ее сложно найти.

Поэтому решил собрать схему стабилизатора для УНЧ — forum.vegalab.ru/showthread.php?t=1784&p=2118757&viewfull=1#post2118757

Плюсы стабилизированного питания:
1. Звук на слух стал более жестким и четким.
2. Защита от КЗ на выходе и от всяких аварий — схема защиты в стабилизаторе отрубает оба канала питания.
3. Защита от перенапряжения в сети 220 В.
4. Защита от КЗ на выходе БП.

Минусы:
1. По деньгам стабилизатор стоит дороже УНЧ
2. Нужен трансформатор с двумя раздельными вторичными обмотками
3. Чувствителен в статике — иногда срабатывает защита от прикосновения к корпусу УНЧ.
4. После срабатывания защиты нужно отключить сетевое питание и подождать примерно 2 мин. после этого усилитель можно включать.
5. Повышенное потребление в холостую (без звука) — 14 Ватт.

4. Платы
Платы взял с форума Вегалаб и немного переделал. В принципе обе платы (УНЧ и стабилизатор) оптимизированы под ЛУТ. Я их немного переделал. В плате УНЧ убрал перемычки на верхний слой. В стабилизаторе убрал вспомогательное питание на 12В.
Плата УНЧ:

Плата стабилизатора:

Фабричные платы заказал в Китае. Плата основного УНЧ меньше стандартного размера 10*10 см — поэтому выходит очень дешево. Платы для стабилизатора шли почтой очень долго (два месяца). Не дождался и сделал ЛУТОМ.

Заводские платы

4. Детали
Для окончательного варианта усилителя и стабилизатора детали заказывал на Маузере.
По мелким деталям УНЧ смотрите обозначения на плате.
Все электролитические конденсаторы в УНЧ на 35 В. Фильтры в стабилизаторе -2200 мкФ/50В.

Фото микросхемы усилителя:

Еще фото

Микросхема из оффлайна:

Микросхема из китайского кита — mysku.club/blog/aliexpress/70480.html:

Радиатор для микросхемы:

Такой же радиатор (распиленный пополам) — для мощных транзисторов (через прокладку установка) в стабилизаторе.

Плата УНЧ не очень удачная — поэтому между микросхемой и радиатором установил медную пластинку, смазав все термопастой.


Трансформатор питания:

На вход усилителя нужно установить неполярный электролитический конденсатор на 20 мкФ/25В:


Иначе на НЧ будет завал и кривой меандр:

Конденсатор в стабилизаторе С7, С8 — пленка на 3300пФ. Иначе случайные срабатывания защиты.

Конденсаторы на плате усилителя — фильтры по питанию поставил 1000 мкФ/50В вместо 10000 мкФ.

5. Сборка и отладка
Сначала собрать блок питания. У меня стабилизатор. После сборки подключить трансформатор. Первый раз лучше через лампочку накаливания 220В/100 Ватт подключенную последовательно первичной обмотке включать. Если лампа мигнет при включении и потом погаснет — то все ок. Померить напряжение на двух выходных шинах. 24 В должно быть и должны гореть два зеленых светодиода. Отключить лампочку. Включить в сеть на прямую. Попробовать устроить короткое замыкание по-очереди на обеих шинах — должна сработать защита — отключиться напряжение на выходе и загорятся оба красных светодиода.


Лучше купить стабилитроны на 24В с запасом. Чтобы подобрать на одинаковое напряжение на выходе.

После этого собрать усилитель. Тренируемся в пайке SMD. Правильно собранный усилитель начинает работать сразу. Но я собирал поэтапно.

1. Все детали, кроме микросхем. Подключил питание и проверил напряжения по обеим шинам на LM1876 (24В) и 12 В (AD8066).
2. Установил ОУ AD8066. Включил, проверил питание ОУ, подал на вход УНЧ синус 1 кГЦ 0.3 В на оба канала. Посмотрел на выходе ОУ сигнал на осциллографе.
3. Установил LM1876, прикрутил к радиатору. Включил. Проверил питание. Проверил постоянку на выходе УНЧ, замкнув вход УНЧ обеих каналов на землю. Подключил генератор сигналов на вход УНЧ синус 1 кГЦ 0.3 В на оба канала. Посмотрел синус на выходе.
4. Подключил нагрузку. Проверил УНЧ.



Внимание. Микросхемы чувствительны к статике. Когда тестировал макет — статическим разрядом убил один канал — замена обеих ИМС.
6. Всякое разное
Стойка под регулятор громкости ALPS RK27 10кОм:


Защита акустических систем от постоянного напряжения, сервисное питание 5 В (отдельный БП), трансформатор с двумя обмотками на 12В для питания защиты от постоянки и селектора каналов:


Селектор сигналов на 4 канала:


В селекторе каналов заменил светодиоды на разноцветные.

Еще EMI фильтр для 220В. Кнопка питания, две ручки-регулятора, терминалы для акустики, колодка питания 220 В.

Все покупалось на али.

Прямо на терминалы для акустики установил стандартные цепи Зобеля и Буше:

7. Корпус
Донором послужил корпус от ресивера кабельного телевидения. Корпус хороший — металлический и с вентиляцией.

Разобрал и удалил все лишнее. Переднюю панель оклеил бортиком и скотчем заклеил лишние дырки:

Залил эпоксидкой:

Лицевую панель вырезал из листа алюминия. Просверлил отверстия.


Приклеил эпоксидкой:


Оклеил бортик передней панели серебряной пленкой. Получилось кривовато.

Отодрал. Автомобильная шпаклевка. Наждачная бумага. Автомобильная шпаклевка. Наждачная бумага.

Опять оклеил.

Прикинул расположение:

Просверлил отверстия. Все детали (кроме передней панели и верхней крышки) покрыл акриловой серебряной краской. Перед сборкой:

Чистовая сборка:

7. Готовое изделие



8. Измерения
Коэффициент усиления по напряжению — 18
8 Ом — Мощность Pmax=38 Ватт Pср=19 Ватт
4 Ом — Мощность Pmax=36 Ватт Pср=18 Ватт

Стандартные сигналы

8 Ом












4 Ома



Тест RMAA — Нагрузка 8 Ом. Vpp на выходе 30 В. Мощность Vmax=28 Ватт Vср=14 Ватт

9. Выводы
Этим усилителем я для себя тему LM1875/LM1876/TDA2030/TDA2050 закрыл.

(PDF) Усилитель мощности S-AUDIO ZD-50 агнитные поля от цепей питания LM3886, так как они содержат компоненты выпрямленного

  • Home
  • Documents
  • Усилитель мощности S-AUDIO ZD-50 агнитные поля от цепей…

of 2/2

Усилитель мощности S-AUDIO ZD-50 Очень высокие характеристики данного усилителя достигаются за счёт глубокой ОС, главным образом в звуковой области частот. Усилитель основан на широко известной микросхеме LM3886. Глубокая ОС достигается путём добавления ещё одного, «более высококачественного» ОУ. Таким образом глубина ОС на 20KHz достигает 70dB и больше на более низких частотах. Для сравнения у обычного включения LM3886 с Ку=12 глубина ОС на 20KHz всего около 30dB. Т.е. глубина ОС в звуковом диапазоне у данного усилителя минимум на 40dB (в 100 раз) больше, чем у стандартного включения и соответственно потенциально искажения в звуковом диапазоне на столько же меньше. Уменьшаются также шумы, они теперь определяются входным ОУ. Хорошая устойчивость при такой глубине ОС достигается благодаря многопетлевой ОС и «хитрой» частотной корекции, с заходом за 180 градусов. Схема основана на идее композитного операционного усилителя [1], но значительно усовершенствована. Частота единичного усиления в петле ОС всего 1MHz, что делает схему не столь критичной к монтажу и улучшает повторяемость. Также благодаря «хитрой» корекции входной ОУ работает с очень малым сигналом (можно сказать как селектор нелинейных искажений). На его выходе в нормальном режиме работы усилителя всего около 100mV [График 1]. Т.е он работает в очень линейном режиме, можно сказать что в плане искажений его характеристики приближаются к идеальному ОУ. Исследование работы множества прототипов сделало ясным тот факт, что искажения реального усилителя определяются конструкцией усилителя. Главным источником искажений являются магнитные поля от цепей питания LM3886, так как они содержат компоненты выпрямленного выходного тока (сигнала). Наводясь на вход усилителя и цепи ОС это приводит к повышению, главным образом чётных, гармоник на ВЧ сигналах (выше 2-3KHz). Для минимизации данного эфекта желательно ставить шунтирущие конденсаторы как можно ближе к LM3886 и минимизировать индуктивность цепей питания. Реально замерянные гармонические искажения у последнего прототипа (версия D7.12.86) на 10KHz 50W 4Ohm около 0.0001%. График Боде показывает глубину ООС от частоты и фазовый набег. Красным цветом — без U2, т.е. почти стандартное включение LM3886 с усилением около 20, дан для сравнения [График 2]. При обеспечении критерия устойчивости Найквиста, фаза может заходить за 180 градусов на частотах ниже (и выше) частоты ед. усиления ОС, в данном случает это около 1MHz. Как видно из графика фазовый запас усилителя составляет около 40 градусов. Также видно что срез не 6дБ на октаву, а 12dB на октаву, так как первые 2 полюса довольно низкочастотные (это полюса самих U2 и U3), хотя с LT1363 второй полюс около 10KHz. В районе 50KHz находится ещё один полюс, образованный коррекцией U2, а в районе 250KHz находятся 2 нуля. Т.е коррекция по сути 3-х полюсная, с небольшим заходом за 180 градусов. График для LM318 дан при номиналах указанных ниже. График 1. Напряжение на выходе U2.

My ZD-50 чип-усилитель со сверхнизкими искажениями.

Николай Швыдкий
Участник

#1