Високоякісний підсилювач (варіант 2)
Автор: Рід Елліотт (Rod Elliott - ESP)
Вступ
Оригінальний підсилювач (Project 02), описаний вище, в цілому показав хороші результати, але в інтересах покращення якості та скорочення «надмірностей» ця нова версія має виправдати більшість очікувань. Якість залежить від використання високоякісних операційних підсилювачів, таких як Signetics NE5534 або Texas Instruments/Burr Brown OPA2134. Ви також можете використовувати LM4562 або інші високоякісні операційні підсилювачі, якщо це необхідно. При використанні NE5532 ви можете виявити невелику постійну напругу на виході, яка може викликати деякий шум. У цьому випадку можна встановити електроліти ємністю 10 мкФ послідовно до змінних резисторів балансу та гучності. Полярність не важлива, оскільки на конденсаторах буде менше 20 мВ постійного струму, а полярні електроліти будуть (майже) завжди з такою низькою напругою.
Незважаючи на те, що це звичайний пристрій із зворотним зв'язком по напрузі, існують деякі можливості для отримання високої якості звуку. Конденсатори в аудіо тракті були зведені до мінімуму. Замість зазначених поліефірних конденсаторів можна використовувати поліпропіленові, але через дуже маленьку друковану плату вони повинні монтуватися поза нею. Це може становити деякі труднощі. Повинен сказати, що ви не почуєте відмінностей між поліефіром та поліпропіленом у добре проведеному подвійному сліпому тесті, незважаючи на те, що можете прочитати в іншому місці.
Ключовим моментом розробки розглядалася гнучкість і простота, і ПП розробили з урахуванням цих міркувань. У цій схемі практично неможливо змінити, включаючи додавання регуляторів тембру, якщо ви захочете їх використовувати.Для ще більшої гнучкості ви навіть можете використовувати дві друковані плати, хоча це рідко буває необхідно на практиці.
Існує багато рекомендацій щодо використання змінних резисторів на входах CD та тюнера для узгодження рівня з іншими джерелами сигналу, які у вас є. Тут це не показано, але потенціометри будуть використовуватися так само, як показано на схемах вихідного підсилювача.
Нижче наведено фотографію завершеної друкованої плати, а також деякі специфікації мого прототипу.
Опис
Схема досить проста, а використання ПП робить її надзвичайно простою у складанні. Цей проект може бути об'єднаний з фонокоректором RIAA (Project 06) та джерелом живлення (Project 05) для отримання повного Hi-Fi підсилювача.
У поданому варіанті максимальний коефіцієнт посилення дорівнює 9 дБ (2,8 рази), що відповідає більшості сучасних вимог. Збільшення або зменшення посилення можливе за зміни значення резистора. При використанні 2-х полярного шестипозиційного перемикача ви отримаєте підсилювач із достатньою кількістю входів для всіх джерел.
Селектор входів
На рис. 1 показано селектор входів та додаткові виходи на запис. Я рекомендую, щоб перемикач був розташований біля задньої панелі підсилювача біля входів. Це мінімізує можливість перехресних перешкод або високочастотних втрат через ємність кабелю, а також зменшує кількість екранованого.
Резистори 4,7k (R1 L + R та R2 L + R) у кожному каналі використовуються, щоб повернути рівень сигналу до вихідного значення, оскільки коефіцієнт посилення першого каскаду становить 6 дБ. Ці буферні резистори захищають сигнал від будь-якого можливого.погіршення, а також забезпечують вихідний рівень на запис таким самим, як у оригіналу. Ці резистори не монтуються на платі, але легко розміщуються на роз'ємах. Звичайно, немає потреби їх використовувати, якщо ви не плануєте вихід на запис. У разі вони можуть бути взагалі опущені.
Примітка: Якщо коефіцієнт посилення першого ступеня встановлено на 0 дБ, як описано нижче, тоді R1 (L + R) слід замінити перемичкою, а R2 (L + R) не встановлювати (вхідні та вихідні з'єднання з'єднуються безпосередньо).
Перший каскад посилення
У першому каскаді підсилювача використовується половина операційного підсилювача OPA2134 з коефіцієнтом посилення 6 дБ. При показаних значеннях реакція становить -3 дБ на частоті 3,4 Гц і близько 0,5 дБ на частоті 10 Гц. Вхідний опір становить 100k – трохи вище, ніж «промисловий стандарт» 47k.
Сигнал з виходом цього каскаду переходить на каскад регулювання балансу та гучності. Знову ж таки, потенціометри не встановлені на друкованій платі, щоб не обмежувати вас застосуванням тих самих типів змінників і тими ж відстанями, що й у мене.
Ранні плати включали придушення радіоперешкод шляхом додавання невеликого конденсатора між двома входами U1 (місце цього конденсатора можна побачити на фотографії друкованої плати). Згодом він був усунений, оскільки його застосування викликало більше проблем, ніж користі – зокрема, самозбудження операційних підсилювачів із деякими пристроями.
Незважаючи на те, що резистори 10k забезпечують необхідне посилення, ви можете зменшити їх номінал для зниження шуму, якщо хочете. З пропонованими операційними підсилювачами OPA2134 (або NE5532) опір цих резисторів може бути знижений до 1k. Номіналрезисторів R2L + R2R на вході ОУ також може бути зменшений, але при цьому знижується завадостійкість підсилювача. Я не рекомендував би використовувати менше 220 Ом.
Точки, позначені AL та BL на малюнках 1 та 3, відносяться лише до лівого каналу. Правий канал ідентичний та використовує другу половину операційного підсилювача. Правий канал використовує точки з'єднання AR та BR (не показані на малюнках).
Регулювання балансу та гучності
На малюнку 3 показані регулятори балансу та гучності. Я настійно рекомендую зберегти контроль балансу, оскільки з особистого досвіду знаю, що рідко є можливість правильно центрувати акустичний образ. Переміщення акустичних систем та меблів не завжди практичне та безпечне. Якщо ви не хочете використовувати регулятор балансу, його можна повністю виключити зі схеми.
Регулятори гучності та балансу використовуються з лінійною характеристикою. Як правило, у них вища точність, ніж у логарифмічних, а характеристику можна змінити шляхом додавання додаткових резисторів. Регулятор балансу практично не впливає на якість звуку, оскільки він не знаходиться в сигнальному тракті (він просто виконує роль дільника). Відносні опори двох ланцюгів відрізняється в 10 разів, тому їхня взаємодія вкрай низька.
У секції керування балансом відбувається втрата 3dB, а це означає, що якщо баланс встановлений на повний лівий (або правий канал), то загальна потужність системи залишиться приблизно такою самою, оскільки обраний канал збільшується за потужністю. Насправді завжди буде чутна відмінність, але максимальні налаштування балансу L-R зазвичай використовуються використовуватися тільки для тестування. Управління балансом має широку центральну область,що робить дуже точним налаштування балансу системи. Це зроблено навмисно, оскільки часто незручно, коли невелика зміна позиції регулятора викликає значну зміну відносних рівнів каналами.
Другий каскад посилення
Другий ступінь посилення практично ідентичний першим, причому основною відмінністю є наявність вихідних конденсаторів.
Оскільки каскади передпідсилювача мають коефіцієнт посилення по постійному струму (у ланцюзі зворотного зв'язку немає постійного блокуючого конденсатора), дуже важливо, щоб постійний струм не потрапляв у підсилювач потужності. Для цього призначений конденсатор ємністю 2мкФ на виході підсилювача.
Паралельне включення конденсаторів на виході призначене для забезпечення розгойдування потужного підсилювача з опором до 22k і близько 1 дБ на частоті 10 Гц. Якщо підсилювач буде підключатися до електронного кросоверу або підсилювача потужності, які вже мають вхідний конденсатор, то вихідні конденсатори можуть бути опущені і замінені провідним зв'язком.
Якщо вам потрібно більше посилення, ніж показано на схемі, ви можете використовувати нижче таблицю, щоб вибрати значення для R7, залишивши R8 рівним 10k в кожному випадку. Я пропоную змінити лише коефіцієнт посилення другого ступеня, щоб запобігти можливості перевантаження (спотворення) першого етапу.
Як і було передбачено, малоймовірно, що будь-який нормальний лінійний сигнал може спотворюватися на першому етапі, і цей каскад може безпечно приймати вхідний сигнал напругою менше 5 без обмеження. Це дає найкраще співвідношення сигнал/шум.
Можливо, що шум буде трохи вищим, якщо перший етап не отримає посилення, але незважаючи на це, сумнівно, що шум буде чутнийпри використанні малошумливих операційних підсилювачів.
Таблиця налаштування посилення