Jump to content

УМЗЧ ВВ Сухова 89 и его современные версии


Valinor
 Share

Recommended Posts

Это тема для обсуждения усилителя высокой верности Николая Сухова 1989 и его версий на современных комплектующих, и вашем опыте построения и прослушивания данного усилителя.

Оригинальная статья из журнала Радио №6-7 1989:

Спойлер

УМЗЧ высокой верности

Предлагаемый вниманию читателей УМЗЧ обл дает настолько высокими параметрами, что может быть ис ользован при экспертизе звучания звуковых программ, в том числе воспроизводимых проигрывателями компакт-дисков. О принципах построения таких усилителей рассказывалось в статье автора «К вопросу о природе нелинейных искажений УМЗЧ», опубликованной в предыдущем номере журнала «Радио».

Принципиальная схема одного из каналов УМЗЧ приведена на рис. 1. При ее разработке использованы отдельные схемные решения усилителя мощности, описанного в [1]. Отличительная особенность УМЗЧ — отсутствие усилительных каскадов, выполненных по схеме с ОЭ, а также отсутствие оксидных конденсаторов в сигнальных цепях.

Входной сигнал, пройдя через пассивные ФВЧ С1R2 с частотой среза 5 Гц и ФНЧ R1С2 с частотой среза 130 кГц, поступает на ОУ DA 1 с входным каскадом на полевых транзисторах. Усиленный сигнал с выхода ОУ через повторитель (VT1) н цепь коррекции на опережение R6C6, компенсирующую создаваемый выходным каскадом полюс АЧХ на стоте 2,3 МГц, поступает на каскады сдвига уровня (VТ2) и усиления напряжения (VT7). Каскад усиления напряжения нагружен на генератор тока на
транзисторе VT9 и три последовательно соединенных двухтактных эмиттерных повторителя на транзисторах VT10-VT12, VT14-VT16, выполняющих функции каскада усиления мощности. Размещенный на теплоотводе транзистора VT15 транзистор VT8 задает напряжение смещения на базе транзисторов выходного каскада в режиме АВ и обеспечи­вает его термостабилизацию.

На транзисторах VТЗ, VT4 собран триггер защиты УМЗЧ от токовых перегрузок [2]. Он управляется импульсами коллекторного тока транзистора VT13, являющегося датчиком тока транзисторов выходного каскада. При срабатывании триггера открываются ключи на транзисторах VT5 и VT6, которые закрывают транзисторы каскада усиления напряжения (VT7) и генератора тока (VT9), вследствие чего оказываются закрытыми и транзисторы VT10-VT12, VT14-VТ16. Индикацию аварийного состояния УМЗЧ обеспечивает светодиод HL1. Возврат УМЗЧ в рабочее состояние (сброс триггера) возможен только после устранення причин перегрузки выходного каскада. Для  этого с помощью выведенной на nереднюю панель УМЗЧ кнопки SB1 следует через цеnь R8C5 соединить базу транзистора VT4 с его эмиттером.

На ОУ DA2 выполнено устройство nоддержания нулевого потенциала по nостоянному току на выходе усилителя. Работает оно следующим образом. Выходной сигнал усилителя через ФНЧ RЗ0С17 с частотой среза 1,5 Гц nостуnает на активный интегратор С18 R31 DA2, а затем через резистор R7 в виде уnравляющего наnряжения в соответствующей nолярности nодается на вход коррекции нуля основного ОУ DA1. В результате постоянный nотенциал на выходе УМЗЧ определяется лишь собственным дрейфом наnряжения смещения ОУ DА2 и не превышает ± 0,5 мВ при нагревании любого из элементов УМЗЧ до температуры 110 °C и асимметрии питающих наnряжений в диапазоне от +7 В, -45 В до + 45 В, -7 В. Кроме того, такое схематехническое решение позволило избавиться от nрименения блокировочных и разделительных оксидных конденсаторов в цепи nрохождения сигнала и цепи сигнальной ООС, а также разделить точки nодключения ООС по постоянному и nеременному токам.

Последнее обстоятельство нуждается в особом nояснении. Дело в том, что в УМЗЧ обычно используется совмещенная цепь общей ООС, которая замыкает ее петлю как по nостоянному, так и по переменнам у току (рис. 2). При этом сигнал ООС снимают непосредственно с выхода усилителя, в то время как нагрузка Rн nодключена к нему через контактную группу К1.1 реле защиты АС от аномального потенциала на выходе УМЗЧ. То есть нелинейный элемент (контактная груnпа) оказывается вне петли ООС, в результате чего проявление его нелинейности максимально. Подключение петли ООС к общей точке контактной группы К1.1 и нагрузки (т. е. охват ее петлей ООС), как показано штриховой линией, в этом случае невозможно, так как в nервый момент nосле включения УМЗЧ контакты К1.1 будут разомкнуты, цепь ООС по постоянному току не замкнута и усилитель не сможет войти в нормальный режим работы. В рассматриваемом УМЗЧ цепь ООС по nостоянному току подключена непосредственно к его выходу, а по переменному (резистор R36) - после контактной группы К1.1. В результате нулевой потенциал на выходе УМЗЧ устанавливается независимо от положения контактов, а nроявление нелинейности контактной группы К 1.1 практически устранено петлей общей ООС по nеременному току.

На ОУ DA3 выnолнено устройство комnенсации сопротивлення проводов, соединяющих выход УМЗЧ с АС. Его схематехническое решение заимствовано из [3]. Работает оно следующим образом. Протекающий по «земляному» соединительному проводу ток нагрузки создает на нем падение напряжения, которое отдельным тонким проводником подводится к инвертирующему входу удвоителя напряжения на ОУ DАЗ. При этом напряжение на выходе этого ОУ равно падению напряжения на обоих соединительных проводах (как «земляной», так и «горячий» провода имеют практически одно и то же сопротивление и по ним протекает один и тот же ток), но противоположно по фазе. Это напряжение через резистор дополнительной ООС R35 подается в цепь инвертирующего входа ОУ DA1, суммируясь с сигналом основной ООС, в результате чего напряжение на выходе усилителя увеличивается ровно на падение напряжения на обоих соединительных проводах, чем и обеспечивается компенсация их сопротивления. Такое устройство не нуждается в каком-либо налаживании при замене АС или соединительных проводов и компенсирует не только резистивную, но и реактивную составляющие их полного распределеиного сопротивления. Аналогичные схемные решения применены в ряде престижных УМЗЧ японских фирм «Toshiba» (так называемая «Clean Drive System»), «Kenwood» («Sigma Drive System») [4], «Akai» («Zero Drive System»).

01.thumb.jpg.641ed2f7ddd06e663dc8f33cb976dc4b.jpg

Рис. 1

02.jpg.e2ff853edd7e84a0ede718ad3a8bbc80.jpg

Рис. 2

С целью уменьшен ия низкочастотных межканальных помех и Искажений каждый канал УМЗЧ питается от отдельного нестабилизированного источника. Питающие напряжения зависят от необходимой выходной мощности, сопротивления нагрузки и могут быть установлены без каких-либо изменений схемы в диапазоне от ± 25 до ±45 В. Требуется только замена реле устройства защиты АС (см. ниже) на более низкоомное. Для выбора питающих напряжений можно воспользоваться формулой

03.jpg.5a78ee6dc8ef0dea93967b00a4c51bde.jpg

где Рн -номинальная мощность в нагрузке, Rн - номинальное сопротивление АС. Емкость конденсеторов сглаживающего фильтра выпрямителей каждого канала должна быть не менее 2х10 000 мкФ при Рн > 40 Вт и 2х6000 мкФ при Рн < 40 Вт.

На рис. 3 nрнведена принципиальная схеме устройства защиты АС, обеспечивающего задержку подключения АС к выходу УМЗЧ при включении питания и отключение их при срабатывании триггеров защиты усилителя от токовых перегрузок, появлении на выходах, аномального постоянного напряжения, снижения любого из четырех постоянных напряжений nитания, а также при падении напряжения в сети переменного тока.

03-1.thumb.jpg.2ae682b1fd8c23049cd2c2422b009d65.jpg

При включении питания подключение АС к выходу УМЗЧ задерживает (на 1 ... 2 с) интегрирующая цеnь R7C4 в цепи базы коммутирующего транзистора VT4. Нормальный режим индицирует зеленый светодиод HL1.

Появившееся на выходе любого канала УМЗЧ аномальное постоянное напряжение nоложительной полярности через развязывающие диоды VD4, VD5 nостуnает на базу транзистора VT1, а отрицательной через диоды VD6, VD7 и инвертор VТ2 - на базу транзистора VТЗ. При этом соответствующий транзистор (VT1 или VТЗ) открывается и база коммутирующего транзистора VT4 оказывается соединенной с общим проводом. В результате последний транзистор закрывается и контакты К1.1 и К1.2 (рис. 1) реле К1 отключают АС ОТ УМЗЧ.

При срабатывании триггеров токовой защиты УМЗЧ отрицательное напряжение с их выходов через цепи R10VD8 или R11VD9 и инвертор VТ2 поступает на базу транзистора VТЗ, который открывается и соединяет базу коммутирующего транзистора VT4 с общим nроводом, что, как в предыдущем случае, влечет за собой срабатывание реле К1 и отключение АС от УМЗЧ.

Отрицательное напряжение с выходов триггеров поступает также и на мультивибраторы на микросхеме DD1, которые запускаются, обеспечивая прерывистое свечение cветодиодов HL2 или НLЗ, подключенных к ним через транзисторы VT5, VT6, что и сигнализирует о срабатывании токовой защиты.

При уменьшении (по модулю) напряжения питания -Uпит2 или напряжения сети (пропорциональное ему напряжение вторичной обмотки сетевого трансформатора, выпрямленное диодами VD1 и VD2) изменится (с отрицательного на положительный) потенциал точки соединения резисторов RЗ, R4, RS. В результате мгновенно откроется транзистор VT1, а вслед за ним закроется транзистор VT4 и реле K1 отключит АС от УМЗЧ. При уменьшении модулей напряжений -Uпит1 и +Uит1 обесточивается непосредственно обмотка реле К1 , поскольку оно питается от источников этих напряжений соответственно через резисторы R8 и R6. И наконец, при уменьшении напряжения +Uпит2 отключение АС от УМЗЧ достигается за счет срабатывания реле К1 в результате падения ниже порогового значения тока базы коммутирующего транзистора VT4, nротекающего через соединенную с этим источником питания цепь VD10R7.

ДЕТАЛИ И КОНСТРУКЦИЯ

Каждый канал усилителя собран на отдельной печатной плате. Чертеж nечатной nлаты одного канала УМЗЧ показан
на рис. 4. Транзисторы VT12, VT13 установлены на теплоотводах из листового металла толщиной 0,5...1 мм (латунь, алюминий) площадью 6 см2.

Для исключения «наведенных» искажений каждый из общщих выводов nечатной платы О1, О2 , О3 (рис. 1 ), а также «земляной» провод нагрузки каждого канала необходимо соединить с общей точкой всех четырех конденсаторов сглаживающих фильтров выпрямителей отдельными проводниками, как показано на рис. 5.

Резисторы R37 - R40 н конденсатор С21 (см . рис. 1), смонтированы на nечатной плате устройства защиты АС (рис . 6).

Мощные выходные транзисторы VT15, VT16 должны быть установлены на теплоотводы с такой nлощадью, при которой
температура их корпусов в наиболее термонапряженном режиме (или рассеиваемой на одном транзисторе мощности Рк max = Uпит^2 / 10Rн) не превышала бы + 80 °С. Автор применил теплоотводы с тепловым сопротивлением 1,2 °С/Вт. Транзистор VT8, обеспечивающий термостабилизацию тока покоя, установлен через изолирующую прокладку на теплоотводе транзистора VT15.

Вторичные обмотки каждого из сетевых трансформаторов Т1, Т2 (рис. 5) должны быть рассчитаны на средний ток

03-2.jpg.7edbb8437557b8665a235b1caddadda1.jpg

Для уменьшения магнитных наводок на окружающую УМЗЧ аппаратуру (особенно магнитофоны) сетевые трансформаторы целесообразно выполнить на тороидальных магнитопроводах и расположить их один над другим, подключив первичные обмотки трансформаторов к сети противофазно.

Возможная замена элементов усилителя: ОУ DA2 - К140УД7, К140УД12, К140УД14, К140УД17; DA1 - К574УД1Б, DA3 - К544УД2, К544УД1. Стабилитроны VD1, VD2 - любые маломощные на напряжение 12 ... 14 В. Диоды VDЗ-VD6 - любые кремниевые маломощные, диоды устройства защиты АС (рис. 3) - кремниевые маломощные с обратным напряжением не менее 50 В. Микросхему DD1 можно заменить на К561ЛЕ5, реле К1 (РЭС-22 РФ4.500.1 30) - РЭС-6, паспорт РФО.452.110 или РФО.452.100.

Отклонение номиналов резисторов R33-R36 УМЗЧ от указанных на схеме не должно превышать ±2 %, остальных - ± 10%. Подстроечные резисторы R21, R26, R32- СП5-3. Конденсаторы могут быть КM-6, К73-9, К73-17. Автор применил К73-11 . Отклонения номиналов конденсаторов С2, С4, С6, С16 и С18 от указанных на схеме не должно превышать ± 20 %, остальных - + 80 ... -20 %.

04.thumb.jpg.8e844779be417463832130151e10e980.jpg

Рис. 4

05.jpg.2f079d7d10fb844c7e800c551d6bf06b.jpg

Рис. 5

06.thumb.jpg.0cb5e8ea6f5d3c0136fb45876726582e.jpg

Рис. 6

НАЛАЖИВАНИЕ

Перед налаживанием усилителя отключают нагрузку и временно подключают резистор R36 (ООС по перемениому току) к общей точке резисторов R37 и R40. Движок резистора R32 должен nри этом находиться в среднем положении, R26 - в крайнем верхнем, R21 - в крайнем правом (по схеме). Вход устройства компенсации на ОУ DАЗ (OC2, см. рис. 1) соединяют с общим проводом.

Подав на УМЗЧ питающие напряжения, резистором R21 по падению напряжения на резисторах R37, R40 (т. е. между
эмиттерами VT15 и VT16), которое должно быть равным 0,1(R37+R40) В, т. е . 66 мВ, устанавnицют начальный ток
транзисторов выходного каскада равным 100 мА. После этого резистором R32 устанавливают постоянный потенциал на выходе УМЗЧ в пределах ±0,5 мВ. Если же достичь балансировки нуля резистором R32 не удается, необходимо заменить ОУ DA1 или соединить его выводы 2 и 8 резистором сопротивлением 150 ... 300 кОм.

В последнюю очередь устанавливают порог срабатывания токовой защиты. Для этого нагружают усилитель резистором
сопротивлением 2 Ом, на вход подают синусоидальный сигнал частотой около 1 кГц и увеличивают его амплитуду до тех пор, пока средний потребляемый усилителем ток не достигнет 4,4 А. После этого резистором R26 добиваются срабатывания триггера защиты (о чем сигнализирует загорание светодиода HL1 ). Две последние операции во избежание перегрева мощных выходных транзисторов необходимо производить оперативно, не более 1 мин.

Устройство защиты АС налаживания не требует, необходимо лишь проверить его работоспособность, подавая поочередно напряжения ±2 В на резисторы R1 или R2 и -Uпит1 - на R10 или R11, а также снимая напряжения ± Uпит1, ± Uпит2 и сетевое, что должно приводить к прекращению свечения светодиода HL1 и размыканию контактов реле К1. Кроме того, при подаче напряжения -Uпит1 на резисторы R10 или R11 должны прерывисто светиться светодиоды HL2 или HL3.

Эксплуатация усилителя особенностей не имеет, за исключением устройства компенсации сопротивления проводов на ОУ DA3. Для ее нормальной работы как «горячий», так и «Земляной» проводники, соединяющие УМЗЧ с АС, должны быть однотипными и равной длины, а вход устройства компенсации (ОС2) должен быть подключен тонким проводником (например, ПЭЛШО 0,12) к общей точке АС и «земляного» проводника непосредственно на зажиме АС. При необходимости устройство компенсации может быть отключено: для этого достаточно его вход оставить свободным или заземлить. В этом случае оно не будет оказывать на работу УМЗЧ никакого воздействия.

Параметры, полученные автором при испытаниях его экземпляра УМЗЧ при работе от источников питания напряжением Uпит= ±45 в, таковы:

06-1.thumb.jpg.be4781ef7ecf4b798c490ff33dce7310.jpg

07.jpg.d3725227c3bcc64b55dc1a760f15ec86.jpg

Рис. 7

Все испытания, кроме измерения выходной мощности, проводиnись на эквивалент нагрузки по стандарту IHF (см. рис. 3 в статье автора «К вопросу об оценке нелинейных искажений УМЗЧ» в «Радио», 1989, №2 5, с. 54-57).

Схема измерения коэффициента гармоник показана на рис. 7. Коэффициент гармоник измеряnся спектраанализатором СК4-56 (PS1), в качестве источника сигнала использовался генератор Г3-118 (G1). Для увеличения разрешающей способности измерений первая гармоника сигнала с выхода УМЗЧ подавлялась на 60 ... 62 дБ режекторным фильтром
ЕХ2.067.075 (Z1), входящим в комплект поверки генератора Г3-118. Точность таких измерений определяется собственным коэффициентом гармоник генератора. У прибора, которым пользовался автор, уровень гармоник не превышаn -110 дБ (Кг⩽О,00032 %) на частоте 1 кГц и -100 дБ (Кг⩽0,001 %) на частоте 10 кГц.

На рис. 8 приведен спектр сигнала частотой 1000 Гц на выходе усилителя при работе на нагрузку IHF и выходной мощности 100 Вт. Уровень наиболее значимой второй гармоники с учетом подавnения на 60 дБ первой гармоники составляет -105 дБ, что соответствует Kr2=0,00056 %. Уровень гармоник высших порядков сравним с уровнем гармоник генератора. Спектр сигнала, показанный на рис. 9, соответствует тем же условиям, но nри работе на резистивную нагрузку сопротивлением 1 Ом при выходной мощности УМЗЧ 50 Вт. В этом случае уровень второй гармоники выше -92 дБ (Кг2 =0,0025 %), но все же линейность усилителя достаточно высока. Относительный уровень гармоник nри выходной мощности 30, 10, 1 и 0,1 Вт лежит·ниже -110 дБ как для IHF нагрузки, так и для нагрузки сопротивлением 1 Ом.

На рис. 10 показан сnектр выходного сигнала УМЗЧ вблизи 10 кГц при его работе на нагрузку IHF и входном сигнале, состоящем из дв.ух синусоидальных сигналов частотой 10 кГц и 250 Гц с соотношением амплитуд 1 :4. Мощность в нагрузке составляет 100 Вт, спектральная составляющая 10 кГц подавлена на 62 дБ, а ближайшие составляющие интермодуляционных искажений (9750 и 10 250 Гц) подавлены из-за неидеаnьной кривой режекции фильтра на 9 дБ. С учетом этого легко убедиться в том, что уровень составляющих ннтермодуляционных искажений не превышает -100 дБ, или Ким<0,001 %, т. е. совпадает с уровнем искажений генератора Г3-118 на частоте 10 кГц.

08.thumb.jpg.9d664dac25afd659777971bec91f0465.jpg

На рис. 11а, б и в приведены осциллограммы сигнала на входе (верхние осциллограммы) и выходе усилителя при частотах повторения напряжения прямоугольной формы соответственно 20 кГц, 1 кГц и 50 Гц. Первая из них свидетельствует о апериодической («гладкой») переходной характеристике усилителя, а последняя - незначительном (< 5 %) спаде вершины низкочастотного импульса.

Осциллограммы, показанные на рис. 12 и 13, иллюстрируют форму напряжени я на зажимах АС (нижние части осциллограмм) сопротивлением соответственно 8 и 4 Ом при входном сигнале прямоугольной формы частотой повторе ния 50 Гц (верхние осциллог раммы). Для имитации нагрузки 8 Ом использовались АС SB-3170 японской фирмы «Techпics», а для имитации нагрузки 4 Ом - эти же АС, включенные параллельно. УМЗЧ соединен с АС проводниками сечением 0,5 мм^2, длиной 20 м. Устройство компенсации сопротивления проводов отключено (ОС2 на рис. 1 ).

Для сравнения на рис. 14 изображена осциллограмма сигнала в тех же условиях, но с включенным устройством компенсации. В последнем случае форма напряжения на зажимах АС практически не отличается от изображенного на рис. 11 в, что свидетельствует о высокой эффективности компенсации.

Link to comment
Share on other sites

В году 85-86 в Москве, ездил в командировку, и попал на выставку, с Николаем Суховым познакомился, по магнитофонам много вопросов было. 

Когда начал свою эпопею с усем ВВВ, извиняйте, он совсем задвинулся на своем усилителе. 

ПС: Батя, Шушурина, Зыкова на п601-605, вот мои усилители.

Link to comment
Share on other sites

574 обязательно применять ? сейчас доступны  оу с более сильными параметрами . прямо на порядок. это не в тему мой ус. квод 405 .

Edited by Anatolii
Link to comment
Share on other sites

А вот Квод 405 - это такое дерьмо, слов НЕТ! Начал с Решетникова, вроде понравился, катушки на каркасах из корпусов резисторов МРХ, разместил в трех измерениях... На работе С6-7 и Г3-118, с год надо мной он издевался, к.н.и. есть 0,03-0,05 %, а качества нету, совсем. 

Link to comment
Share on other sites

1 час назад, юрий робертович сказал:

А вот Квод 405 - это такое дерьмо, слов НЕТ! 

"может вы не умеете их готовить?"   я делал по оригиналу  на ОРА  604 .  шт 6 стерео аппаратов . сделал один , а 5 потом подтянулись . послушав , сравнив . в т.ч. с ввв.  и типа сагденов и т.п. 

  • Like (+1) 1
Link to comment
Share on other sites

УНЧ ВВ-2015, автор В. Жуковский г. Красноармейск:

Спойлер

УНЧ ВВС-2011 не остался «крайним», В. Жуковский продолжил «модельный ряд» ВВ-шников — УНЧ ВВ-2015. В качестве ОУ для буфера была выбрана м/с AD8610AR, так подойдут LM318, LME49990, LM6171 и AD8065.

Схема УНЧ ВВ-2015:

2129056170_---2015.thumb.gif.53ee7d3032381106f6dcc09273088580.gif

«Старт как из пушки, полет нормальный, корректировка орбиты (схемы) R30-1kOm. Включаю пока без интегратора и буфера, на выходе 0,0мВ, думал прикидывается, не-е и вправду работает. Про ток покоя писать мне не чего повернул, проверил, забыл. Меандр с выбросом не большим без змейки, думаю подбором одного резистора обойдемся. Проверил интегратор, буфер, кабелечистка все работает, 5-6мВ постоянка как в ВВС стандартно. Спаял полностью второй канал, смонтировал на радиатор, запускаю. ОУ в буфере и входная стоят AD8610,  AD8510 — интегратор, кабелечистка TL071. LM318 проверять в этом СЛ-чике не стал, да и на макете проверял она мне меньше нравится, тут фишка отказаться от этого чудо ОУ, решил по ближе к ВВ с ПТ на входе.

Большое интервью с Николаем Суховым, автором УМЗЧ ВВ 89:

Спойлер

Про BB-XXI:

Спойлер

 

 

Link to comment
Share on other sites

Anatolii, опервционник ОРА 604 неинтересен, ну знаю его параметры

Меня вполне устраивают наши, тогда они были г. Рига, Альфа, 544уд1, 544уд2, и позже 154уд1,2. В 80-х годах часто летал туда.

 

154уд1,2_001.png

154уд1,2_002.png

154уд1,2_003.png

154ud1_2_001.png

Link to comment
Share on other sites

  • 3 weeks later...

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

 Share

×
×
  • Create New...