Поиск

Высококачественный усилитель без ООС: The End Millennium

Перевод официального буклета-инструкции по "приготовлению" известного высококачественного усилителя мощности без отрицательной обратной связи
The End Millennium.

Усилитель без ООС The End Millennium

Создать обсуждение статьи на форуме

mikky

Автор: mikky

The End Millenium  это усилитель  мощности высокого класса  в  диапазоне  мощностей  от 99 до 300  ватт  (на нагрузке 8  Ом). Применение   высококачественных усилителей класса  А/В достигается рядом схемотехнических  решений. В  первую очередь обращает на  себя внимание отсутствие каких-либо цепей обратной  связи, т.к. если она и корректирует ошибку сигнала, поступившего на вход, после неё  это уже необратимо.  Простое   схемотехническое   решение  совместно с высоким  качеством  компонентов обеспечивает короткий путь прохождения сигнала с входа на выход. Использование высокотехнологичных компонентов можно отметить применением полипропиленовых конденсаторов, многоэмиттерных биполярных транзисторов и миниатюрных резисторов на стеклянной подложке.

Высшие частоты диапазона с лёгкостью воспроизводятся ультрабыстрым усилителем (линейность до > 500 000Гц), а использование четырёхступенчатого туннеля на выходе даёт фирменную быструю передачу низких частот. Общая сцена получается хорошо детализированной и прозрачной.

 

Принципиальная схема построения усилителя The End Millennium:

Принципиальная схема усилителя The End Millennium

       На принципиальной схеме видно насколько просто реализована идея усилителя. Отсутствие цепей  обратной связи  (100% без ОС) ,  отсутствие конденсаторов и других вносящих  в сигнал искажения компонентов  в  цепях прохождения сигнала. Частотная характеристика   линейна  от  постоянного   тока  до  максимально высокочастотного сигнала – 500 000 Гц. Это, возможно, самый быстрый усилитель, который Вы только слышали!  Любая часть музыкального  сопровождения  от  глубочайшего  баса   до мельчайших переходов передаётся усилителем с лёгкостью.

Плата усилителя также  содержит дополнительные функции, такие как защита от постоянного  напряжения  и  защита  от  короткого замыкания  на   выходе.  Защита отслеживает появление любой  перегрузки  на  выходе  и отключает усилитель  на несколько секунд. Никаких ограничений по  току или сигналу не используется. При обнаружении ошибки устройство автоматически  выключается  и ожидает  нормализации ситуации. Затем оно включится  и продолжит воспроизведение. Эта  система настолько эффективна, что допускает короткое замыкание на выходе на протяжении нескольких дней!

Благодаря новой топологии усилителя, которая, по сути, в некоторых аспектах рушит общепринятые принципы, стало возможным построить  усилитель  с  хорошо  контролируемой звуковой картиной, подвижной сценой с высокой степенью детализации по очень доступной цене. Низкая стоимость достигается в основном тем, что Вы производите сборку сами.

Четырёхступенчатый туннельный выходной каскад позволяет точно передать усиленный от источника сигнал на мембрану звуковой головки. Не только начать движение мембраны, но и остановить его за микросекунду.

 

100% без ОС = 100% музыкальность

     Мягкий, почти камерный звук, в основном, заслуга схемотехники усилителя, не содержащего обычной в таких случаях цепи обратной связи. Такой принцип построения обычно называют 100% без обратной связи и также  используют в конструкциях других брендов усилителей высокого класса (как правило очень дорогостоящих).

 В обычных усилителях (с цепью обратной связи) типичный подход – применение схем с большими коэффициентами усиления (Кус до 100 000) и большой же степенью искажения сигнала чтобы достичь необходимого усиления по напряжению. Путём сравнения формы выходного сигнала по отношению к  входному, возможно корректировать ошибку в передаче и таким образом уменьшить измеренное гармоническое искажение.  Однако, такая ошибка не может быть исправлена до того как обнаружена и уже воспроизведена звуковой головкой, которая тоже подключена к  искажённому сигналу. Это можно сравнить с попыткой погасить волны в бассейне путём создания таких же волн в противофазе. Не практично, к тому же волны имеют слишком малую частоту, сравнимую с временем, необходимым для достижения корректирующих волн другой стороны бассейна.

Другая проблема возникает, когда  Вы пытаетесь  линеализировать сигнал,  который был усилен  нелинейным (искажающим сигнал) элементом.  Возникает неизбежная модуляция,   ранее  называемая  интермодуляционными  искажениями  сигнала.  Это досадное недоразумение  можно  охарактеризовать, как-будто поют одновременно  два вокалиста,  а   Вы слышите третий  не  гармоничный,  раздражающий  тон.  В лучшем случае от этого можно избавиться за счёт потери частотного диапазона, но это всё же потеря. Другой способ услышать интермодуляционные искажения в обычном усилителе, при увеличении или уменьшении громкости сигнала.

Миллениум  же воспроизводит сигнал  независимо от уровня громкости и динамического диапазона. Он использует совершенно другой принцип исправления искажений. В схемах без ОС невозможно избавиться от искажений, если они уже возникли, поэтому предпринимаются все меры для предотвращения их возникновения. Ультра линейные полупроводники, высокостабильные резисторы, отсутствие конденсаторов и закольцованные дорожки печатной платы для всех цепей аудио сигнала. Все компоненты, используемые в конструкции, высочайшего класса признанных лидеров рынка производителей, которые можно также обнаружить только в высококачественных усилителях запредельного ценового диапазона.

В результате - не перегруженная сложностью схема и чистый звук без модуляций, но с хорошей детализацией и музыкальной динамикой.

Вертикальный биполярный транзистор

 

Z-транзистор английского производства - это биполярный вертикальный транзистор, созданный по технологии, обычно применяемой к производству MOSFET-транзисторов. Однако, он имеет значительно меньшее сопротивление перехода  (Re или Rs) чем FET или MOSFET и благодаря этому вносит меньшие искажения в сигнал.

Незначительная ёмкость перехода (6 пФ) и очень маленький коэффициент шума – также является преимуществом.

 

Высоковольтные цепи Миллениума

  Изначально Миллениум был задуман как усилитель мощностью 120 Ватт на нагрузке  8 Ом или 240 Ватт на нагрузке 4 Ома при трансформаторном питании 33-0-33 Вольта. Но добавлением дополнительных модулей выходного каскада  Вы можете использовать его при  более высоких  мощностях или более низких сопротивлениях  нагрузки (вплоть до 1 Ома). При питании  усилителя  40-0-40: один дополнительный  модуль   обеспечивает  180 Ватт на 8 Ом нагрузки, два модуля 350 Ватт на 4 Ома. При питании 50-0-50 Вольт: три модуля – 250 Ватт на 8 Ом, 500 Ватт на 4 Ома.

Детали  дополнительного  модуля  размещаются на отдельной плате,  которая  также содержит  эмиттерные  резисторы и соответствующие  блокировочные  конденсаторы для обеспечения стабильности каскада.

Увеличение выходной мощности также возможно за счёт уменьшения сопротивления нагрузки при питании 33-0-33 Вольт, более 800 Ватт при нагрузке 1 Ом.

Во избежание потери качества, не рекомендуется применять дополнительные модули на выходе устройств, которые будут предназначены для воспроизведения ВЧ и СЧ диапазона. Параллельный модуль будет неизбежно иметь отличия в  характеристиках транзисторов, что приведёт к появлению высших гармоник в сигнале, проявляющихся как агрессивный звук на высоких громкостях сигнала.  Решением может  быть  использование   раздельных   выходов  для  НЧ  и  СЧ/ВЧ  каналов.  Несмотря  на  то,  что  это потребует  применения  АС  с  раздельными  каналами,  большинство   современных громкоговорителей имеют  эту опцию.  В  этом случае один  выходной   канал   будет нагружен на СЧ/ВЧ звено, а ряд дополнительных модулей – на более мощный басовый выход, где высшие гармоники будут срезаны входным фильтром АС.

Отдельные выходные разъёмы это стандартное решение для наших наборов 180 Ватт и более.(За исключением версий с балансным входом, где параллельные выходные каскады не используются в любом случае)

Плата дополнительного модуля

Плата дополнительного выходного модуля с эмиттерными резисторами и блокирующими конденсаторами – до трёх плат одновременно. Соединяются с основной платой проводами питания и входных/выходных сигналов.

 

«The End» - самая удачная аудио конструкция в Скандинавии!

Любой скандинавский радиолюбитель  знает предшествующую конструкцию версии 3.1. Более 3600 этих наборов для самостоятельной сборки было продано за период с 1995 по 1999 год, пока не наступил Миллениум. Почти все они в настоящее время работают в сотнях различных аудиосистемах, подтверждая необычайно высокое качество воспроизведения.

В  версии  "Миллениум"  он  улучшен  во  всех  аспектах:

- Четырёхкаскадная выходная тоннельная накачка басов

- Резисторы на стеклянной подложке для лучшей линейности  и однородности

- Усиление сигнала специально разработанными Z-транзисторами с очень низким Re и выходной ёмкостью (Сс=6 пФ).

- Низкое   искажение сигнала  благодаря  ультра линейной  топологии  ядра.

- Детализация высоких частот за счёт применения блокировочных конденсаторов 4,7 мФ с полипропиленовым  сепаратором  на шинах питания.

- Все дорожки печатной платы, относящиеся к аудиосигналу, имеют скруглённые переходы. Это препятствует возникновению стоячих волн и способствует более точному и правильному воспроизведению.

 

Кроме того, несколько дополнительных функций было добавлено на компактную, изготовленную из высококачественного Fr4 стеклотекстолита  плату. Отключаемая функция защиты среагирует на появление постоянного напряжения на выходе 5 мВ, а эффективная защита от короткого замыкания сохранит Ваш усилитель даже при экстремальных перегрузках.

Система смещения при условии соблюдения температурных режимов для напряжений питания +/- 100 Вольт обеспечивает длительную работу  при любом применении. Миллениум также стабилен при заниженном питании до +/- 10 Вольт.

Конденсаторы Mcap Audiophile + транзистор Sanken

 

Соображения по питанию

Питание усилителя очень критично для качества воспроизведения!

Если Вы задумали построить совершенный  источник питания для усилителя, наиболее привлекательным  будет использовать батарею  (Шведских) конденсаторов RIFA от 100 000 мкФ каждый. Добавьте к ним блокировочные индуктивности, чтобы уменьшить зарядные токи, и Вы получите лучший источник питания для аудио системы.

 Однако цена и размер установки при таком подходе делают её менее привлекательной. Это слишком дорого и займёт примерно столько же места, сколько занимает небольшой холодильник. Поэтому мы разработали "Супер-Пупер" Блок Питания  более рационального построения, чем громоздкое, но простое решение от RIFA.

120 000 мкФ американских    низкоимпедансных    конденсаторов   от   ChemiCon  распределены  для отдельного питания мощных и чувствительных сигнальных каскадов, таким образом, любые провалы питания, вызванные перегрузкой мощных каскадов, не отразятся на входных и драйверных цепях.

Кроме того, набор поликарбонатных конденсаторов способствует уменьшению высокочастотных шумов от выпрямителя.

Схема блока питания для усилителя

Эти два 4,7 мФ конденсатора отмечены на плате, но теперь  устанавливаются на плате усилителя, а не БП.

Выход AUX, используется для питания усилителя напряжения и драйверов.

 

Блок питания усилителя

Запас емкостей в 120 000 мкФ обеспечивает полную стабильность и достаточную мощность для питания даже при критических нагрузках. Марка ChemiCon ранее была известна как Sprague.

 

 

 

 

Полная схема усилителя The End Millenium

 

Полная cхема усилителя The End Millennium

Монтаж платы усилителя

Монтаж платы усилителя

Масштаб не 1:1

Размер платы: 107х54мм

 

Фото платы усилителя 

Фото платы The End Millennium

"Hatsink placed here" - Место установки радиатора

"BIAS Testpoint" - Контрольная точка установки смещения

Список деталей для усилителя 

Список деталей для усилителя

Инструкция по сборке

Сборка Миллениума не отличается сложностью и занимает не много времени.

Начните с того, что высыпите все детали из пакета на стол.

Нагрейте паяльник.

Детали для Миллениума

Начните с установки низкопрофильных компонентов, таких как резисторы и триммеры. Проверяйте нумерацию элементов на схеме с написанной на самой плате и сравнивайте с цветовым кодом , напечатанным в таблице на предыдущей странице. Если Вы уверены, что всё установлено правильно, приступайте к пайке. После этого установите конденсаторы, сначала маленькие, затем по больше. Запаяйте.

Два электролита на 470 мФ  устанавливаются с обратной стороны, не перепутайте полярность, полоса, обозначающая минус, на обоих обращена к ближнему краю платы.

Установите их на плату, перед тем как обрезать выводы и припаяйте.

Теперь установите Т9 и драйверы, ( внимательнее, они устанавливаются каждый со своей стороны) так высоко, как позволяет длина выводов. Они должны стоять под правильным углом по отношению к плате.

После этого прикрутите драйверы на радиатор, используя короткие 3мм винты и маленькие прокладки. Не допускается наличие на них смазки и они должны плотно прилегать к прокладке без воздушного зазора. На картинке видно, что 4м7 конденсаторы также уже установлены, но будет немного проще, если с этим подождать.

Сборка усилителя

Сборка усилителя

 

Положите термопрокладку на место крепления выходного транзистора и установите картонные шайбы под винты его крепления. Не допускается применение смазки!

Закрепите каждый Sanken на ПРАВИЛЬНОЕ место на плате,  металлической подложкой к прокладке. Следите, чтобы под прокладкой не было посторонних включений (стружка, грязь). Используйте прокладку и винты большего размера. Закрутите винты насколько возможно крепче, но так чтобы их не сорвать.

Затем припаяйте их к плате и подрежьте выводы.

Теперь установите конденсаторы 4,7 мФ с обратной стороны платы. Подпаяйте входные и выходные проводники как показано на рисунках.

ВНИМАНИЕ!

Если Вы используете "Супер-Пупер" БП с раздельными трансформаторами для входных каскадов и драйвера (рекомендуется),  не забудьте разрезать проводники на печатной плате  между  +  и  Aux+, а также  -  и  Aux-

Сборка усилителя

Подключение входных разъемов (небалансный и балансный соответственно)

Небалансное подключение

Балансное подключение

 

Подключение выходных разъёмов и разъёмов питания

Подключение выходных разъёмов и разъёмов питания

Подключение выходных разъёмов и разъёмов питания

Соединение дополнительных модулей с основной платой

Подключение выходных разъёмов и разъёмов питания

Настройка

Подключите мультиметр (mV)  между двумя контрольными точками на плате, см. стр.10.

Подайте напряжение питания на усилитель, НЕ подключайте пока нагрузку.

Выставьте подстроечным резистором  регулировки смещения (501) напряжение 10 mV если Вы будете использовать усилитель с нагрузкой 8 Ом или 20mV  при 4 Омах.

Подключите мультиметр к выходным клеммам усилителя. Выставьте подстроечным резистором регулировки постоянной составляющей (103) возможно близко к нулю. Отклонения +/- 50 mV находятся в пределах допуска при использовании любых АС.

Проверьте ещё раз  напряжение смещения, возможно, его придётся подкорректировать. Уход параметра +/- 20% от значения находится в пределах допуска.

Повторите процедуры для другого канала. Если напряжения отличаются от указанных, пожалуйста, свяжитесь с LC Audio, прежде чем продолжить.

Подключите Ваши громкоговорители к усилителю и начните воспроизведение! Надо понимать, что для входа в рабочий режим требуется 1-2 недели обкатки усилителя.

Подключение выходных разъёмов и разъёмов питания

 

Использование защиты от постоянного напряжения на выходе

В Миллениуме  имеется встроенная защита от постоянного напряжения на выходе, которую вы можете использовать на своё усмотрение. Вы можете отключить её или вообще исключить из схемы, если желаете. Некоторые рекомендации по этому поводу:

Некоторые эксперты склоняются к тому, что схема защиты влияет на передачу низких частот. И в некоторых случаях они правы. Бас становится более мягким и размытым. Это происходит, потому что защита в некоторых усилителях работает на частотах среза входного фильтра гораздо более высоких, чем это необходимо, скажем 10-20Гц.

Защита Миллениума, благодаря нашим усилиям, не оказывает влияния на басовую секцию, т.к. частота среза фильтра ниже 0,5 Гц и установлен фильтр второго порядка вместо обычного для таких случаев первого. Это означает что характеристика среза фильтра более крутая, и влияние на аудио сигнал практически отсутствует (на 20 Гц влияние фильтра близко к нулю)

Конденсаторы фильтров С12 и С14 изготовлены в пластиковых корпусах и с не магнитными выводами, так что если весь частотный диапазон сигнала пройдёт через них, они выдержат любой , самый притязательный аудио тест. Однако, через них не проходит сигнал выше 0,5 Гц.

Необходимо использовать систему защиты если вы используете электростатические акустические системы, поскольку  их сопротивление постоянному току близко к нулю.

Вы можете НЕ использовать систему защиты, если Вы используете обычные динамические системы, поскольку некоторые из них допускают постоянное напряжение на входе до 200mV без ущерба для себя.

 


Создать обсуждение статьи на форуме

*Название темы на форуме должно соответствовать виду: Заголовок статьи [обсуждение статьи]

Опубликовано: 20.07.10 | Просмотров: 56643 | [ + ]   [ - ]   | Печать


© DiyAudio Team, 2010-2012
Все материалы ресурса защищены законом об авторском праве.
При публичном использовании, цитировании или копировании обязательна ссылка на наш ресурс
с указанием конкретного имени или ника автора материала.

Рейтинг@Mail.ru
radionet