Хороший домашний усилитель, и его обвязка

4285791638.jpg

Усилитель – комплексное устройство, и состоит из предусилителя, блока тембров, эквалайзера, блока питания, оконечного усилителя, а так же всевозможных защит. От короткого замыкания в усилителе, от короткого замыкания в нагрузке, от перегрева, как выходных ключей усилителя, так и блока питания, от искажения сигнала (клипа, когда напряжения питания не достаточно для обеспечения амплитуды, при должном коэффициенте усиления), а также искажений, связанных с нагревом выходных ключей. Сегодня речь пойдёт про эффективность такой системы в целом, ощущения от звука. К сожалению, по неимению хорошего генератора сигналов, я буду брать его со звуковой карты компьютера, и важнее всего здесь будет разница между входным, и выходным сигналом, а не его качество в целом. Так как звуковая карта на высоких частотах показала серьёзные искажения, особенно по амплитуде сигнала на частоте синусоидального сигнала выше 5КГц.

932410086.jpg

Все измерения проходили только при синусоидальном входном напряжении, так как музыка – прямое назначение усилителя, в котором неприемлемы острые углы, как в прямоугольном, треугольном или пилообразном напряжении. Как известно при синусоидальном напряжении скорость нарастания и время реакции не так критичны, так как скорость нарастания в синусоидальном сигнале нарастает с геометрической прогрессией. Перейдём непосредственно к схеме, оконечный усилитель по схеме ланзара, блок питания трансформаторный, стабилизатор питающего напряжения – линейный, имеет темброблок, собранный по классической схеме без транзисторов (то есть, пассивный), схема приведена ниже.

183720790.jpg

И предусилитель по этой схеме.

2703312574.jpg

Это самые важные модули, непосредственно влияющие на звук. Все измерения этого усилителя производятся под нагрузкой в 3 Ома, несмотря на то, что мультиметр показывает немного больше,  это добавочное сопротивление контакта.

1882392630.jpg1297293702.jpg

Настройки вертикальной развёртки осциллографа можно посмотреть в левом нижнем углу, там же можно посмотреть амплитудное, и среднеквадратичное значение напряжение, а горизонтальной в нижней центральной части монитора. Начнём с напряжения, при отсутствии сигнала, вход не закорочен.

4066615271.jpg3473126999.jpg

156174211.jpg875507251.jpg

1938773219.jpg

Далее на вход подаётся синус 1КГц, для получения максимальной амплитуды сигнала

1324318035.jpg

Так сигнал клипуется, а вот оптимальный размах.

4241465667.jpg

И видеоролик, где жёлтый луч – сигнал с предусилителя, а красный – с выхода усилителя.

Далее АЧХ. Сначала при медленной горизонтальной развёртке.

3249506547.jpg

Напомню что скорость нарастания частоты – логарифмическая, а значит, пик вначале занимает диапазон до 100Гц. И видеоролик.

Теперь видеоролик с меньшим горизонтальным растягиванием.

Теперь видеоролик с динамиком на выходе, сопротивление нагрузки 1,71 Ом, так как 3 Ом резистор, в параллель  динамик 4 Ом.

Теперь на анализаторе спектра.

Несмотря на то, что используется всего одна пара выходных транзисторов, за время длительного прокручивания синуса 1КГц, на максимальной амплитуде, (без клипа и искажения) на протяжении 5 часов, с нагрузкой 3 Ом, а это 48 ватт, усилитель немного тёплый, внутри, так как корпус значительно изолирует внутреннее пространство. Предусилитель Предусилитель выполнен по ниже приведённой схеме.

2249191971.jpg

Питание трансформаторное, стабилизируемое, больше ничего влияющего на звук в конструкцию не входит.

3144670099.jpg

Нагрузка, типичная для подачи сигнала на УМЗЧ,  3Ком.

960449602.jpg73360882.jpg

Начнём с шумов, при входе, висящем в воздухе. С минимальной громкостью

2413524269.jpg

Со средней

2998623389.jpg

И с максимальной

4112197197.jpg

А теперь нагрузка, висящая в воздухе.

3363508221.jpg

А теперь ближний ракурс, при максимальной, и средней громкости.

2052838381.jpg1195113053.jpg

10190989.jpg1039903037.jpg

Различие в максимальной громкости, и просто висящей в воздухе нагрузке минимальны, и не отражаются на звучании без сигнала. Синусоида 1КГц

3215671020.jpg

Синусоида 30Гц

2194347868.jpg

Подобие синуса 20КГц

1149740680.jpg

В ходе испытаний, максимальной частотой, которая не искажает сигнал, оказалось 4КГц.

2045218616.jpg

С максимальной амплитудой ясно, не так критично, как просто интересно, минимальный возможный размах сигнала не считая 0В, оказалось 6мВ, но  последний наполнен искажениями.

1044903400.jpg

Искажения имеют такой вид при увеличении.

52943960.jpg2970026056.jpg

Далее АЧХ, и предусилитель показал себя немного лучше Ланзара.

2355571192.jpg

Напоследок анализ спектра самой звуковой карты, нагрузка – 10Ком.

Разочаровала высокая частота, сама звуковая карта не может отдать хороший сигнал, вот так китайцы экономят на бюджетных звуковых картах, отбавляя разрядности, и частоты дискретизации.

3418837800.jpg

Как заключение, общего итога не может быть в принципе, так как у каждого в голове, между не идеальным ухом и мозгом тоже стоит своеобразный АЦП, и его параметры никто на сегодняшний день не способен оценить, или измерить АЧХ, например. Поэтому кто то и не услышит небольших искажений, помех, или неровностей в АЧХ, а кто-то наоборот придерётся к лишнему милливольту, или спада на некой частоте. Конкретно для меня, моим субъективным взглядом, звук очень хороший, и не отличается от того, который выходит из звуковой карты, даже не смотря на крайне кривые ВЧ, их состав общем музыкальном спектре очень низок, и почти не заметен.

2243145462.jpg

Автор: Ростислав Михайлов

JLCPCB -- это крупнейшая фабрика PCB прототипов в Китае. Для более чем 600000 заказчиков по всему миру мы делаем свыше 15000 онлайн заказов на прототипы и малые партии печатных плат каждый день!

New register to get $20 coupons!
https://jlcpcb.com
Заказать печатную плату

Расчет импульсного трансформатора

Подписаться на новости

Усилители мощности
Блоки питания
Arduino
Программаторы
Радиоконструкторы
Прочее...