Гибридный усилитель на лампочке 6Н3П + LM3886

[3D-SPrinter]

Внимание! Перед чтением этой темы прочитайте это сообщение viewtopic.php?f=30&t=341&p=22500#p22500 .

В поисках "идеального усилителя для дома для семьи" перебрал кучу китайских усилочков viewtopic.php?f=30&t=341#p9818 , viewtopic.php?f=30&t=341&start=90#p16239 , в том числе и ламповый viewtopic.php?f=30&t=341&start=120#p16688 , а так же несколько ламповых предусилмтелей viewtopic.php?f=30&t=341&start=120#p16417 , но "идеального" варианта так и не обнаружил.
На основе своих наработок и опыта "коллег по цеху" ( http://ldsound.ru/usilitel-na-lm3886-c- ... 50-vt4-om/ , http://www.electroclub.info/invest/tda7 ... 4_3886.htm , http://ldsound.ru/gibridnyj-usilitel-co ... -6n23p-ev/ ) решил таки сделать свой вариант "самого правильного и оптимального" усилителя для домашней аудиосистемы.

Колоночки для этого усилителя viewtopic.php?f=30&t=592 .

Схема получилась такая:



Для выходного каскада выбран LM3886, как наиболее хорошо звучащий из всех протестированных мной интагральных усилителей в инвертирующем подключении с Т-обратной обратной связью ( Т-образная ООС на примере TDA7294 http://www.electroclub.info/invest/tda7 ... 7293-4.htm ). Входной буферный каскад сделан на двойном высокочастотном триоде 6Н3П http://musicangel.ru/mess229.htm . На мой вкус эта лампочка очень приятно звучит и вносит минимум искажений по ВЧ и НЧ, не портит звук хорошего "каменного" выходного каскада, и в то же время деликатно украшает звук - задирает 2-4-ю гармоники и режет хвост из нечётных гармоник. В результате получается оптимальный симбиоз лампового спектра и транзисторных минимальных искажений и мощности. Усилитель уже собран в нескольких экземплярах и прослушан на разных АС. По результатам сравнительных тестов звучит заметно лучше имеющихся у меня китайских вариантов на LM3886 с китайскими же ламповыми предусилителями, а так же имеет, на мой взгляд, более приятное, окрашенное 2-4-й гармониками звучание, чем LM3886 в инвертирующем подключении с буфером на операционнике AD825. Полные ламповые усилители вообще курят в сторонке по причине своих врождённых недостатков.

[3D-SPrinter]

Очень кратко пробегусь по некоторым элементам схемы. Конденсаторы С1 и С6 ограничивают самую низкочастотную составляющую входного сигнала и являются своего рода сабсоник-фильтрами. Потому не надо увеличивать их ёмкость больше 0,47 мкф. При ёмкости 0,33 обрезаются частоты ниже 15-20 Гц, потому что они всё равно не слышны, но могут сильно перегружать акустическую систему.
Цепочка R7-C7 это фильтр (ФНЧ), обрезающий всё выше 60-70 КГц, т.е. паразитную высокочастотную составляющую входного сигнала. Этот фильтр очень важен в условиях огромного количества ВЧ-помех от сотовых телефонов, компов, Wi-Fi и пр. Как ни странно, но эти помехи в какой-то мере воспроизводятся акустическими системами, засоряют музыкальную составляющую сигнала и вызывают ускоренную утомляемость при прослушивании музыки.
Цепочка R14-C13 на выходе усилителя так же борется с высокочастотным звоном и очищает звук от неприятной ВЧ-составляющей. Её работа хорошо описана в конце этой статьи http://www.electroclub.info/invest/tda7294/hi-fi_us.htm .
Фильтр L1-R15 на выходе так же очищает звук от вредной ВЧ-составляющей и служит для согласования усилителя со "сложной" L-C нагрузкой АС в виде кроссовера и соединительных проводов.
Таким образом, в усилителе приняты все необходимые меры по очищению тракта от вредных НЧ и ВЧ составляющих без ухудшения полезной музыкальной составляющей сигнала.

[3D-SPrinter]

Конструктив, корпус и разводка печатных плат - всё это очень важные и взаимосвязанные этапы конструирования усилителя. Для создания законченного вида, радующего визуально и тактильно, был выбран самый бюджетный (доставляемый обычной почтой), но достаточный по размерам корпус от Breeze Audio 1306А https://ru.aliexpress.com/item/1306A-po ... 0.0.AkNdSH .





Фотки усилителя в корпусе здесь viewtopic.php?f=30&t=578&start=15#p17233 .

[3D-SPrinter]

При разводке плат учтены размеры корпуса, разделены сигнальные и силовые "земли", цепи питания сделаны по-возможности симметричными. Плёночные конденсаторы С8, С10 (МКТ Epcos https://www.chipdip.ru/product/b32522c1225j000 ) расположены рядом с ногами питания LM3886. Электролиты Low ESR (Jamicon серия WL https://www.chipdip.ru/product0/9000316582 ) расположены симметрично относительно ввода силовой земли. Выводы электролитов загнуты и пропаяны параллельно дорожкам платы. Конденсаторы С1, С6, С13 тоже плёночные МКТ Epcos (аналог К73-17). Резисторы SMD 08-05 установлены с нижней стороны платы. В общем - всё по феншую! Замеры подобного усилителя на LM3886 можно посмотреть здесь http://www.electroclub.info/invest/tda7 ... 4_3886.htm .
О влиянии правильной / неправильной разводки платы на характеристики усилителя можно почитать здесь http://www.electroclub.info/article/razv_plat.htm . Основная беда китайских усилителей заключается как раз в неправильной разводке земли и питания на платах, а так же в полном пренебрежении к характеристикам конденсаторов, расположенных в непосредственной близости от ног питания интегральных усилителей. А плёночные импульсные кондёры на питании у китайцев вообще ставить не принято, хотя они там просто необходимы!

И ещё отсюда http://forum.vegalab.ru/showthread.php? ... ost2422535 полезная цитата по конденсаторам:

Дело в том, что у всех этих конденсаторов много функций одновременно. Одна из них - снижение внутреннего сопротивления источника питания по переменному току. Особенно это актуально на ВЧ, т.к. все усилители (даже без общей ООС) любят возбуждаться на ВЧ. Поэтому на плате обязательно нужны ВЧ конденсаторы - керамические или пленочные. У керамических лучше ВЧ свойства, но маловата емкость и может не быть нужного рабочего напряжения. У пленочных с напряжением все ОК, емкость тоже хороша (0,1 мкФ - это минимум-миниморум, лучше порядка 1 мкФ, можно больше, но без маньячества), а некоторое снижение ВЧ свойств не страшно - выше мегагерца все равно никто не работает. Но одного только пленочного будет маловато - 1 мкФ на частоте 20 кГц имеет сопротивление 8 ом. А хорошо бы 0,0... На помощь приходит электролит небольшой емкости. Порядка 220 мкФ. И оба они должны быть на плате - провод, даже несколько сантиметров длиной, уже имеет заметную индуктивность.

Есть и еще одна функция конденсаторов - через них замыкается ток нагрузки (колонок в усилителе). Т.е. проходит возвратный ток. Хорошо бы, если бы это происходило прямо на плате, и не тягать этот ток в блок питания. По крайней мере на высоких и средних частотах. А значит, надо поднять емкость электролита на плате до 470...1000 мкФ. 1000 мкФ на частоте 1 кГц имеет сопротивление 0,16 ом, что намного меньше сопротивления нагрузки. Так что можно считать, что частоты выше 1 кГц замыкаются по плате и не лезут в блок питания (и заодно ток колонок не смешивается с током пульсаций - это немного грубо, но смысл примерно такой). Емкость на плате можно увеличить, но делать больше 3300 мкФ не стОит - растут габариты, т.е. снова удлиняем провода.

И еще. На плату можно поставить конденсаторы LowESR, которые там будут наиболее эффективно работать (пропуская через себя сигнал). В БП конденсаторы LowESR пригодятся только по одной причине - они будут меньше греться от токов пульсаций, да и выдерживают бОльшие импульсные токи (а это актуально при большой емкости фильтров). Для тока колонок этот LowESR бесполезен - он съедается сопротивлением и индуктивностью проводов, идущих к БП. Даже коротких. А вот на плате, где сопротивления и индуктивности можно здорово уменьшить (как - уже рассказывали), они будут самое то. Все низкое сопротивление этих конденсаторов пойдет в дело. И деньги сэкономим - дорогие конденсаторы будут только на плате, а в блоке питания - обычные (но качественные!).

Буфер на лампочке 6Н3П разведён на отдельной плате и объединён с регулятором громкости (потенциометр ALPS B50K). Общий блок питания расположен тоже на отдельной плате (электролиты Jamicon серии ТК https://www.chipdip.ru/product0/9000247233 , мост на 10 А https://www.chipdip.ru/product/kbu10m ).

[3D-SPrinter]

Трансформатор ТТП-60 (2х18В, 1.5А) https://www.chipdip.ru/product/ttp-60-2x18v . Трансформатор рассчитан на 220В, но так как у нас в сети повсеместно 230-240В, он выдаёт 2х21В, а не 2х18В. В результате постоянка на холостом ходу получается 21х1.41=29.61В. Обмотка для накала 6.3В лампочки 6Н3П намотана лакопроводом 0.7 прямо поверх родных обмоток трансформатора. Число витков не считал, но получается немного - порядка 40-60 витков. Дополнительную обмотку желательно распределить более-менее равномерно по всей длине магнитопровода, сверху всё заматывается обычной изолентой.
На плате буфера предусмотрены "земляные" резисторы для накала лампочки, но я их не устанавливал и фона 50Гц не обнаружил (да оно и понятно - катод лампочки косвенного накала). Так что можно не париться и подключать накал напрямую к обмотке трансформатора.



Чтобы не было сомнений в достаточности мощности трансформатора, ёмкостей конденсаторов и мощности моста, вот данные расчёта в специальной программке http://www.electroclub.info/article/power_sup_amp.htm для БП УМЗЧ при выходной мощности 20 Вт на канал при нагрузке 6 Ом:





Как видим, получается двойной запас мощности трансформатора и моста относительно минимально-необходимых. Достаточно ли честных 20 Вт на канал для квартиры? Думаю, ДА, за глаза и за уши хватит, чтобы распугать всех соседей. Тем более, что в основном мы слушаем дома музыку с мощностью 1-2 Вт на канал (это и то громко).

[3D-SPrinter]

В этом усилителе есть одна непреодолимая проблемка - конденсатор С6 полностью заряжается / разряжается напряжением -30В при включении / выключении питания, что даёт мощнейший пинок в АС. Это не выводит из строя динамики АС, но звучит очень неприятно. Потому совершенно необходима система защиты АС с задержкой при включении питания и с моментальным отключением АС при отключении питания. Для этих целей идеально подходит специализированная микросхемина UPC1237 http://cxem.net/sound/amps/amp162.php . Я поленился разводить для неё отдельную плату и заказал готовый модуль на алишке https://ru.aliexpress.com/item/CNIKESIN ... 0.0.etG0Jy . Всё отлично работает, щелчков в АС нет. НО, этот модуль нужно немного переделать. Если подключить его со штатным мостом в питании к одной из вторичных обмоток транса (т.е. между концом обмотки и землёй, а так же к земле АС), то мост погорит синим пламенем. Потому правую ножку переменки моста соединяем с землёй платы и с общей землёй усилителя, а напряжение с обмотки транса подаём на КРЕНку через диод. Т.е. питаем модуль защиты полупериодом напряжения с одной из вторичных обмоток транса, так и КРЕНка почти не греется.

[Lenivo]

Очень прекрасная работа. Было бы интересно услышать - хотелось бы ролик ю-тубовскй со звуком данного усилителя послушать. Очень интересное сочетание лампы и микросхемы.

Предыдущая модель такой микросхемы -LM3875 считается одной из лучших микросхем для усиления - для своей мощности. На этой микросхеме встречал устройства с очень и очень хорошими отзывами в аудиофильских кругах. Вот один из призеров зарубежных аудио выставок - усилитель на этой микросхеме. Правда в нём сплошь аудиофильские компоненты, начиная с провода внутренней разводки - позолоченный провод из особо чистой меди в тефлоновой изоляции, с аудиофильскими сопротивлениями и конденсаторами Блэк Гейт.

Также есть в продаже на е-вау готовые платки для самостоятельной сборки.

Спойлер

LM3875 -вид усилителя 2.JPG (10.37 КБ) 16290 просмотров

LM3875 -вид усилителя.JPG (68.61 КБ) 16290 просмотров

Спойлер

LM3875 -вид усилителя 1.JPG (45.58 КБ) 16290 просмотров

LM3875 -вид усилителя 3.JPG (89.91 КБ) 16290 просмотров

lm3875_se_pcb.gif (72.5 КБ) 16290 просмотров

LM3875 - схема 3.JPG (73.78 КБ) 16290 просмотров

[3D-SPrinter]

Было бы интересно услышать - хотелось бы ролик ю-тубовскй со звуком данного усилителя послушать.

Мне тоже хотелось бы такой ролик сделать, но пока не знаю, как звук записать. Мкрофоны в фотиках / видеокамерах вообще не подходят для достоверной записи звука, даже общее представление не создают. Я вот думаю, надо бы второй измерительный микрофончик viewtopic.php?f=30&t=577 сделать и записывать звук отдельно на ноут через внешнюю звуковуху в стереоварианте, и потом его на видео накладывать. Но пока всё руки не доходят поэкспериментировать.

Предыдущая модель такой микросхемы -LM3875

Читал об этой микросхемине много положительных отзывов, но к сожалению, живьём не встречал. Остаётся надеяться, что LM3886 развивалась в те времена в поступательном направлении, а не как современный автопром.

[Shaman]

Вот я тут почитал все это и у меня возник вопрос - а если готовые платы лаком покрыть, это как то на звучании скажется?

[3D-SPrinter]

Это смотря каким лаком... Но ваще-то, я ничего лишнего стараюсь не делать. И этот усилочек очень дешёвый, сердитый и оптимальный.
Накрайняк могу залюксовать спэшл для аудиофилов - вставлю серебряную проволочку от китайского тюльпана до советской лампочки 84-го года выпуска, чтобы злые духи в тракт не проникали.

[Lenivo]

Серебряная проволочка не поможет , при наличии двух межкаскадных конденсаторов эконом. качества. Тут такая технология - либо супер бюджетно и звук будет "китайский масс стандарт". Либо делать на качественных и дорогих деталях - звук будет очень высокого качества.

Для бюджетной конструкции можно было бы добавить переключатель - прямая перемычка от от переменного входного резистора на микросхему - обход лампового буфера - сразу в два раз повышается функциональность устройства.

[Shaman]

Тут где то Андрей приводил ссылку, на слепое тестирование бюджетного конденсатора и 2х весьма не бюджетных, которое во всей красе показало, чего стоят все эти утверждения про дорогие детали и качество звука, которое они обеспечивают.
Вобщем, я думаю, что если умудриться купить где то вот эту лампу на фото за тыщу баксов, то звук будет просто небесный!

[Lenivo]

Тут где то Андрей приводил ссылку, на слепое тестирование бюджетного конденсатора и 2х весьма не бюджетных, которое во всей красе показало, чего стоят все эти утверждения про дорогие детали и качество звука, которое они обеспечивают.
Вобщем, я думаю, что если умудриться купить где то вот эту лампу на фото за тыщу баксов, то звук будет просто небесный!

Если не в теме и нет потребности, то лучше в эту тему не влезать. Тема по звуку очень не однозначная.

Аналогия на местные реалии - Чем дешевый Анет отличается от Менделя ?- да они одинаковые, на взгляд человека не в теме. Или чем Анет отличается от Спринтера? А зачем платить больше за разные платы управления и графические дисплеи на собственном контроллере? -так как фигня всё это....... Надо вот взять самый дешевый китайский 3D принтер и из самых дешёвых комплектующих и он же будет печатать!!! Зачем же платить больше?

Вот так и в звуке. Плюс развитие технологий - то что было круто вчера, сегодня уже не котируется, так как есть решения и лучше и дешевле. Про винтаж - из старых систем и устройств - до нас дошло , да бог, 0,5% - остальное давно сгнило на свалках. Поэтому на основании винтажных изделий делать выводы о технике прошлого не верно. Но послушать винтаж крайне интересно и познавательно.

[Shaman]

Некорректное сравнение. Если приводить такую аналогию, то нужно сравнивать спринтер с какими нить геркулесами по 200к. Выглядят красиво, разница ммм... сомнительна, разница в цене - от 5ти раз. Вот это и есть правильная аналогия в данном случае.
Андрей, когда прочтешь, приведи еще раз ссылку про слепое прослушивание

[Lenivo]

Та ссылка известна и смысла в ней нет. Вот нормальный тест по конденсаторам:
http://www.humblehomemadehifi.com/Cap.html

Если посмотрите тест, то СОВЕТСКИЕ военные конденсаторы , которые были в упомянутом вами слепом тесте, выигрывают по качеству у очень многих современных массовых конденсаторов, которые в большинстве своем стоят в современных недорогих АС. Это просто говорит о хорошем качестве советских конденсаторов этого типа и всё. Из советских конденсаторов - найдется пять -десять типов, которые до сих пор являются выдающимися конденсаторами и не потеряли актуальность в применении до сих пор. Особенно типы СГМ, ССГ, ФТ, МКВ, полистирольные конденсаторы.

Некорректное сравнение. Если приводить такую аналогию, то нужно сравнивать спринтер с какими нить геркулесами по 200к. Выглядят красиво, разница ммм... сомнительна, разница в цене - от 5ти раз. Вот это и есть правильная аналогия в данном случае.

Так и в аудио - ты можешь купить "красивый корпус" - а можешь собрать сам и лучше и дешевле, но в корпусе - "красивом, в меру твоего понимания нужности вложений в красивый корпус".