Усилитель Hi-Fi BPA300 GC 300 Вт — шесть микросхем LM3886 в мост


Параллельно-мостовой усилитель hi-fi BPA300 GC мощностью 300 Вт на шести LM3886 включенных в мост

Усилитель Hi-Fi BPA300 GC — после того, как я построил достаточно много усилителей на микросхемах LM3875 и LM3886, и был полностью удовлетворен их аудиофильским звучанием. Затем я увидел усилители мощности Джеффа Роуленда, использующие LM3886, и решил создать свою собственную версию — BPA300. Моя цель состоит в том, чтобы создать усилитель мощности звука, который может выдавать мощность 300 Вт в мой 4-омный динамик DIY с низким уровнем искажений. Я хочу, чтобы он давал глубокие, плотные и мощные басы, сохраняя при этом отличные средние и высокие частоты от других моих клонов усиления.



Усилитель Hi-Fi-1

В моей конструкции используется электронная печатная плата для размещения 3-х параллельных 3886-х (т.е. PA150), а потом я уже применяю DRV134 для соединения 2-х плат PA150. Работа линейного аудио сбалансированного драйвера DRV134 сводится к преобразованию несбалансированного сигнала на входе в сбалансированный аудиосигнал, таким образом неинвертированный сигнал проходит на один PA150, а инвертированный поступает на другой PA150. Один из PA150 соединен с положительной входной клемой динамика, а другой PA150 подсоединен к минусовому входу динамика. Из-за такой двухтактной схемы, общий коэффициент усиления УМ вдвое увеличивается. Каждый PA150 имеет коэффициент усиления 20, поэтому коэффициент усиления BPA300 составляет 40.

[ОБНОВЛЕНИЕ:] Я попытался использовать входной трансформатор LL1545a в BPA300 для замены DRV134, подробности см. на странице BPA300v2.

В моем случае была использована микросхема LM3886 в перевернутом положении, основанием для этого послужило то, что у меня появляется возможность применить триммер для подстройки смещения постоянного тока каждого 3886. В инструкции по использованию AN1192 рекомендовано задействовать сервопривод для настройки смещения постоянного тока на ноль, хотя я делаю это несколько проще. После некоторой подстройки я получаю смещение тока для любого 3886 до 9 мВ, поскольку это двухтактная конфигурация, смещение тока на клемме динамика будет иметь значение около 0 мВ.

Читайте также:  Генератор частот - генерирование сигналов в шести диапазонах

Усилитель Hi-Fi — принципиальная схема платы PA150:

Усилитель Hi-Fi-2

Печатка спроектирована так, что центральная зона выполняет функцию заземления. Шина положительного напряжения + 30В находится на внешней стороне задней части печатки. Шина отрицательного напряжения -30 В находится на внешней стороне передней части платы.

Печатная плата PA150 — резисторы R2 и R3 составляют 0,1% деталей, вы также можете купить 1% деталей и сопоставить их вручную с точностью до 0,1%. Для резистора R7 0,2 Ом 2 Вт печатка предусмотрена для использование SMD или сквозного компонента.

Усилитель Hi-Fi-3Усилитель Hi-Fi-4

Несбалансированный входной сигнал преобразуется в сбалансированный сигнал с помощью DRV134. Схема платы DRV134 очень проста, аналогична схеме балансного входа указанного в даташите Burr Brown DRV134.

Я использовал комплект DRV134 с тайваньского сайта DIY:

Усилитель Hi-Fi-5

Я предпочитаю использовать компоненты SMD, потому что я думаю, что это проще для размещения платы и может иметь более короткий путь прохождения сигнала. Использование компонентов поверхностного монтажа позволяет мне создать меньшую плату. Триммер должен отрегулировать смещение постоянного тока каждого 3886, чтобы постоянный ток находился примерно на одном уровне.

Усилитель Hi-Fi-6

3886 крепятся к радиатору с помощью алюминиевого стержня. Этот метод монтажа может оказать более равномерное давление на 3886-е и, таким образом, улучшить теплоотвод к радиатору. Я использовал LM3886T, неизолированную версию для лучшего отвода тепла. Я использовал Solen 15uF в качестве блокирующего конденсатора постоянного тока, потому что он не дорогой и производительность довольно хорошая.

Вся входная мощность, входной сигнал и выход динамика использует винтовой разъем для легкой сборки и тестирования.

Усилитель Hi-Fi-7

У меня есть байпасные конденсаторы WIMA 0,1 мкФ, припаянные к выводу питания 3886 непосредственно на задней стороне платы. Эти конденсаторы используются для фильтрации высокочастотного шума источника питания.

Усилитель Hi-Fi-8

4 конденсатора Nichicon MUSE 2200uF используются в каждой плате для фильтрации питания.

Усилитель Hi-Fi-9

Источником питания является герметичный трансформатор 2×25 В 500 ВА для каждого канала. После выпрямления и при низкой нагрузке напряжение составляет около 34,5 В. При полной нагрузке напряжение упало примерно до 31 В. Этот трансформатор очень тихий и без вибраций. В принципе я не слышу шум от этого.

Читайте также:  Программа Layout 6.0 русская версия - проектирование печатных плат

Эти конденсаторы RIFA с большой емкостью могут выдавать огромный ток, необходимый для получения глубокого и мощного баса.

Усилитель Hi-Fi-11

Это плата регулятора напряжения для DRV134, я использовал чип регулятора напряжения LT317 и LT337.

Усилитель Hi-Fi-12

Заземление платы подключается к шасси / заземлению переменного тока через дроссель и последовательно подключенный резистор 10 Ом. Дроссель должен блокировать ВЧ-шум, а резистор 10 Ом должен уменьшить ток заземления, который может вызвать шум 50 Гц.

Усилитель Hi-Fi-13

Я строю это как моноблок для лучшего отвода тепла. Во время тестирования на 300 Вт этот усилитель может сильно нагреваться. При нормальной громкости прослушивания музыки теплоотвод обычно теплый. Обратите внимание, что все силовые и сигнальные провода скручены, чтобы минимизировать шум.

Усилитель Hi-Fi-14
Усилитель Hi-Fi-15

Я использовал RMAA для базового тестирования.

Настройка тестирования: звуковая карта ПК -> линейный вход усилителя -> выход усилителя -> нагрузка 4 Ом -> пассивный предусилитель -> предварительный усилитель микшера -> вход звуковой карты ПК.

Пассивный предусилитель предназначен для понижения выходного напряжения усилителя до уровня линии, а предусилитель микшера — для преобразования симметричного сигнала в несбалансированный для входа звуковой карты.

Результаты теста RMAA для 1 Вт, 10 Вт, 100 Вт и 294 Вт при нагрузке 4 Ом:

THD обратной петли моей звуковой карты составляет около 0,0017%, поэтому результат BPA300 THD здесь может быть ограничен звуковой картой.


Впечатление от прослушивания: характеристика звука этого BPA300 аналогична другим моим усиленным клонам LM3886 и LM3875. Эти моноблоки имеют более глубокую звуковую сцену, лучшее стереоизображение, намного более жесткий и лучше контролируемый бас. В целом, я могу сказать, что это действительно высококачественное аудиооборудование.