Пути улучшения звучания усилителей низкой частоты. Доработка унч компьютерных колонок Влияние конструкции усилителя на качество звука
апгрейд радиотехника У101 Итак начнём! 1. Источник питания. Схемы источников питания, могут незначительно отличаться!(подключение трансформатора). Чтобы получить приличную выходную мощность надо иметь приличное питание. Воспользуемся подарком изготовителей трансформатора: вся вторичная обмотка выполнена одним толстым проводом (по моему 0,8мм). Следовательно, вполне можно переключить питание мощного выпрямителя VD5…VD8 с контактов 4 - 4* на 3 – 3*, что позволит поднять напряжение с +/-26В до +/-31В. При этом слаботочный выпрямитель VD1…VD4 становится не нужным и удаляется вместе с проводами, а его накопительные конденсаторы С2 и С7 подключаются параллельно соответствующим конденсаторам мощного выпрямителя. Но все связи с контактами 5,6 и 9,10 должны сохраниться. Я оставил эту схему и запитал ее от 25 вольт для питания стабилизатора преда, индикатора, защиты. Стабилизатор преда сделан на LM 7815-7915 на плате преда добавлены конденсаторы 220 мкф для сглаживания пульсаций.
Далее начинается колдовство. Определяем на плате конденсаторов фильтра геометрическую середину между земляными выводами конденсаторов С2,С3,С4 и С7,С8,С9, зачищаем и залуживаем её. Назначаем эту точку главной общей точкой всего усилителя. От неё пускаем 2 толстых провода на минусы выходных разъёмов. От неё пускаем общие провода на УМ и УП. От неё пускаем 2 провода на контакты 6 и 6* трансформатора, удалив перемычку между ними. Одновременно убираем связь платы выпрямителя с корпусом. Организуем связь общего провода с корпусом на входных разъёмах усилителя. И проверить – чтобы больше нигде не было контактов общего провода с корпусом. И напоследок подключаем параллельно первичной обмотке трансформатора конденсатор 0,047х630В для подавления импульсных помех из питающей сети. 2. Усилитель мощности. Если на месте VT1 стоит КТ315Д, то его надо заменить на КТ315Г для снижения уровня шумов. Если стоит КТ361Д, как в прилагаемой схеме, то трогать его не надо. Суть предлагаемых изменений: выковырять «изюм» разработчиков и вставить свой. После удаления VT6 и VT7, установки перемычки, замены R10 на диод D7 и закорачивания R15 цепь D7-VT5-R11 превращается в диодный стабилизатор для источника тока на VT8, уже на который работает раскачивающий транзистор VT10. Для снижения нелинейных искажений раскачивающий транзистор VT10 должен быть высоковольтным, мощным и с большим коэффициентом усиления. КТ961А как раз соответствует этим требованиям, поэтому заменяем исходный транзистор на более подходящий. Классическая схема. Идиллию нарушает только резистор R42. Он подпаивается со стороны печати в надрез печатного проводника около коллектора VT2. Введение этого резистора повышает устойчивость всего УМ и позволяет избавиться от компенсирующих конденсаторов С4,С5,С9,С10, а также резисторов R20,R21. Побочные эффекты введения R42 проявятся при прослушивании. Для нормальной работы электролитического конденсатора ему нужен зарядный потенциал от 0,6В, а на обкладке С3 его нет. Следовательно здесь должен стоять неполярный конденсатор, ограничивающий полосу пропускания в районе 5 Гц. Отсюда номинал 22мк НП. Настройка обычная: в разрыв питания подключить амперметр и выставить ток холостого хода около 40 мА. Затем восстановить контакт и запускать в работу. Красным цветом выделены вновь введённые или изменённые компоненты и перемычки, а синим цветом выделены удалённые компоненты.Нумерация соответствует штатной схеме.
3. Предварительный усилитель вариант с тремя микросхемами. Микросхема DA1 введена в предусилитель исключительно для согласования с пьезокерамическим звукоснимателем. Я думаю, что сейчас это уже не актуально, а шумы она добавляет, и потому смело выбрасываем микросхему DA1 вместе со всей обвязкой и кидаем перемычку, используя освободившиеся отверстия на печатной плате. Красным цветом выделены вновь введённые или изменённые компоненты и перемычки, а синим цветом выделены удалённые компоненты. Нумерация соответствует штатной схеме. На этом рисунке показана микросхема DA1 и компоненты, которые следует удалить вместе с ней на плате U5 УНЧ-П. Далее более точно подгоняем цепи тонкомпенсации под регулятор громкости. Затем расширяем полосу пропускания усилителей DA2.1 и DA3.1 как по ВЧ, так и по НЧ и корректируем параметры темброблока. Чтобы вернуть напряжение питания микросхем DA2 и DA3 в допустимое русло, надо подкорректировать R47 и R48. В составе предусилителя имеются подстроечные резисторы R24 и R26 для подстройки коэффициента усиления всего усилителя. Условия настройки: на входе – 0,5В 1кГц; регулятор громкости – на максимум; на выходе – 14В без нагрузки выставить резисторами R24 и R26. Красным цветом выделены вновь введённые или изменённые компоненты и перемычки, а синим цветом выделены удалённые компоненты. Нумерация соответствует штатной схеме. На этой схеме показана схема доработки УНЧ-П, микросхема DA1 не показана.
В предусилителе с 1 микросхемой ничего менять не надо. Единственное чтобы уже совсем заморочиться, добавить еще одну микросхему поверх первой с целью разделить каналы, отрезав ножки соответствующего канала. Практика и опыт показали что в этом опере каналы сильно влияют друг на друга.(переходные помехи) 4. Индикатор. В блоке индикации стоят встроенные параметрические стабилизаторы +15В и -15В. При увеличении напряжения с 26В до 31В резисторы R3 и R13 начинают сильно греться. Поэтому их надо заменить на 680 Ом мощностью 0,5 Вт. Если захочется снизить яркость свечения индикатора, то надо уменьшить ток накала, увеличив R14 и R15 до 20 – 30 Ом. 5. Корректор УПЗ-15. На сегодняшний день все известные магнитные звукосниматели с подвижным магнитом работают с корректирующей ёмкостью в 470пФ. Соответственно ёмкость конденсаторов С1 и С2 изменена до 470пФ. 6. Плата входов. Чтобы расширить полосу пропускания вниз с 20 до 7 Гц можно увеличить ёмкость конденсаторов С4,С5,С14,С15 до 0,33мк. Это в конце работы по мере надувания щёк. Мне в ходе доработок ни разу не попадался усилитель с фоном. Возможно просто повезло, фон устраняется легко при соответствующей разводке земли и экранизации шлейфа от переключателя входов к плате коммутации. Для этого снимаем разъем с платы коммутации, разбираем его и одеваем на шлейф подходящего размера экран. Конечно "Marantze", "Rotel", "Sherwood" из него наверно не получится, но с такими как "Dual", "Grundig", "Tandberg", "Technics", "Panasonic" того времени выпуска и в той же весовой категории по качеству звука доработанная "Радиотехника У-101" вполне может поспорить. Совершенно необходимо убрать ублюдочный умножитель напряжения для питания корректора и стабилизатор на микросхеме и транзисторе КТ815 (плата входов). Дело в том, что туда приходит переменный ток с вывода 5 трансформатора, значит обратный переменный ток идет по земле. Такая схема видимо разработана для проигрывателя ЭП-101, где более высоких напряжений нету. (в некоторых схемах, в большинстве что мне попадались питание на стаб попадает после фильтра) можно поставить стабилизатор на КР142ЕН9 с любой буквой) Заменяется резистором на 200...300ом (с шины +31) и стабилитроном на 24в. Еще при поднятии напряжения до +-31 греется реле (!) на плате защиты. Нужно или поставить другое реле, или подобрать резистор. В своем усилителе я оставил маломощный выпрямитель, переведя его на +-26в для защиты, предварительно и индикатора. А мощный +-31 на УМ. По поводу электролитических конденсаторов: Их в любом случае менять. Что здесь можно порекомендовать? И обязательно выбросте все глинянные флажки заменив их на пленку а из блока питания МБМ- заменив на соответствующие пленочные или керамику. Все ёмкости по питанию есть смысл увеличить в 40 - 100 раз. (на практике лучше поставить 2 по 4700) Блок питания: вместо банок по 2000 мкф можно спокойно поставить 10 000 мкф. размеры практически те же. Не лишним будет зашунтировать их плёночными по 1 мкф УНЧ: Ёмкости С14,С15,С16,С17 - 220мкф УНЧ-П: С37,С38 - 470 - 1000мкф Защита, блок индикации: там оставить номиналы как есть. К сказанному могу добавить следующее: 1. Плату входов неплохо заменить на релейный коммутатор. 2. Корректор УПЗ-15 есть смысл убрать, т к он вносит искажения в сигнал в т ч и на соседних входах. 3. Переключатель Стерео/Моно можно легко превратить в выключатель темброблока. Штука полезная. Сигнал "до темброблока" берётся с точек, где раньше были С23 и С24. Сигнал "после темброблока" соответственно с точек "4" и "6". Далее Сигнал поступает на вход УМ. Мной (Павел) неоднократно проверена данная переделка. Замеры на осциллографе показали увеличение мощности до 42 ВТ в канале. Анализатором проверена АЧХ УМ она стала более равномерна, пред после переделки расширил пропускную способности. Практически мы вносим не большие изменения- но поверьте усилитель запел!!!
Улучшение звучания кинотеатрального лампового усилителя 90У-2 ЛОМО
В настоящий момент ещё можно приобрести не дорого, ламповые моно усилители 90У-2, от киноустановки "Украина". Этот усилитель не сложно модернизировать и получить очень приличное звучание, высокие технические характеристики, что позволяет ему без труда переиграть многие транзисторные усилители как российского, так и импортного производства.
Примечание: лично я считаю, что старую технику надо холить и лелеять, ведь ее остается все меньше:-(Поэтому лучше создать усилитель с нуля, чем разламывать ради эксперимента заводской приемник или усилитель, ломать - не строить!
Константин
Заводская схема без переделки
Спецификация
Схема обмоток трансформатора
| Номинальное входное напряжение | 0,3 В |
Номинальная выходная мощность на 4 Ом (без переделки OUT трансф-ра) |
10 Вт |
Номинальная выходная мощность на 16 Ом (без переделки OUT трансф-ра) |
10 Вт |
| Номинальный диапазон воспроизводимых частот (по уровню –3 дБ) | 15 Гц - 35 кГц |
| Коэффициент гармоник при выходной мощности 1 Вт в номинальном диапазоне частот на Rн = 16 Ом | 0,6 % |
Относительный уровень шума не более |
80 дБ |
Внешний вид переделанного усилителя 90У-2.
По вопросам модернизации обращаться письмом на E-mail:[email protected]
При использовании материалов статьи, ссылка обязательна.
У различных компьютерных акустических систем среднего ценового сегмента (в частности Microlab PRO2 и Thonet & Vander Dass) был замечен один общий и сильно неприятный недостаток - при включении чего-то в соседнюю розетку в колонках слышится громкие раздражающие щелчки. Что особенно не радует в ночное время. Ручку громкости у компьютерных колонок удобно выкрутить до значения, близкого к максимальному, чтобы в будущем регулировать её в полном диапазоне с компьютера. Что не лучшим образом влияет на громкость тресков. Особенно громко щёлкали колонки при выключении очистителя воздуха для пайки , но и на всяческие мелкие импульсные блокои питания/зарядные устройства, включаемые и выключаемые из соседней (и не только) розетки реакция колонок тоже была неприятной. Обозначенная проблема - следствие тотальной экономии китайцами на всём при проектировании и производстве. Решение проблемы - добавить в схему то, на чём было сэкономлено.
При осмотре внутренностей акустики было замечено отсутствие какого-либо фильтра помех сетевого напряжения. Сами усилители в подобных устройствах традиционно делаются на микросхемах со встроенным стабилизатором, т.е., весь блок питания у них состоит из трансформатора, диодного моста и пары электролитических конденсаторов (в моих усилителях их ёмкость - 4700 мкФ на каждое плечо).
Для начала, решено было установить сетевой фильтр. Проблему щелчков при включении/выключении вентилятора в соседней розетке он не решит (в этом можно убедиться, подключив колонки к качественному внешнему сетевому фильтру - полностью щелчки не исчезают), но лишним точно не будет, учитывая обилие импульсных помех в розетке. Сильно заморачиваться с фильтром не стал и заказал в Китае, вот такой (на всяких алиэкспрессах подобные фильтры ищутся поисковым запросом “EMI power amplifier filter”).
Фильтр впаял в разрез проводов питания. Крепить внутри его не стал, просто поместил в распечатанную на 3D-принтере небольшую коробчонку, чтобы не заммкнуло куда и не прибило током кого..
Следующий простой и очевидный способ улучшить качество питания - увеличить ёмкости "электролитов" хотя бы до 10 000 - 15 000 мкФ. При этом стоит учитывать то, что пусковые токи при зарядке таких емкостей так же увеличатся, и диодный мост должен иметь хороший запас по току, чтобы при включении ему не поплохело. Так же, для лучшей фильтрации, я добавил по дросселю в каждое плечо (получив Т-образный LC-фильтр). В результате нарисовалась такая схема:
И заказаны платы:
Тут в каждое плечо можно установить до пяти электролитических конденсаторов ёмкостью от 2200 мкФ до 4700 мкФ (с рабочим напряжением от 25 … 63В) и по паре неполярных конденсаторов. В качестве последних я использовал китайские плёночные на 0.22 мкФ, такие:
На плате выведены входной и выходной разъёмы, причём, на вход можно подавать как переменное напряжение (тогда ставится диодный мост), так и уже выпрямленное (если планируется использовать мост уже имеющийся в усилителе).
Собранная плата получилась такой:
Далее, с платы усилителя убрал выпрямительные диоды. Вообще, их можно и оставить, если не критично то, что на них упадёт ещё пара вольт питания. Вместо диодов поставил ещё парочку дросселей на 100 мкГ - хуже от них точно не станет. Плату конденсаторов закрепил в корпусе, провода от понижающего трансформатора идут на её вход, выход фильтров - на питание платы усилителя. Также установил на выходах фильтра ещё по диоду FR157 для шунтирования импульсных помех (катодами к плюсу), они внесли весомый вклад в забарывание щелчков.
Результат - щелчки при выключении соседа-вентилятора стали возникать реже, а громкость их стала ощутимо меньше, они уже не раздражали так, как изначально. Громкого резкого звука при включении/выключении теперь не наблюдается вообще. Увеличение емкостей в фильтре БП даёт меньшие просадки напряжения и на высокой громкости теперь не должно быть ощущения, что звук проваливается.
Предлагаю Вашему вниманию вариант переделки модуля усилителя мощности УНЧ-50-8 (Radiotehika У101, S70). Существует как минимум два варианта модуля. Отличить их можно так: у более старого VT1 - КТ315, у того, который поновее - КТ361. Данное описание справедливо для более нового варианта. Если у Вас старший модуль, и Вы собрались его переделать - адаптируйте переделку для него сами (это совсем несложно).
Изменения схемы коснулись усилителя напряжения, новый вариант производит меньше гармонических искажений. Во входном и выходном каскадах транзисторы заменены импортными.
После переделки звук чистый и четкий, не утомляет, слушать музыку приятно.
Теперь подробности.
Входные транзисторы КТ3107 заменено транзисторами BC560, (выводы совпадают). Вместо пары MJE350/340 я поставил SA1358/SC3421 (можно применить и другие хорошие драйверные пары). У выходных транзисторов MJE15032/15033 эмиттер и база "переставлены" местами относительно прежних КТ805/837, поэтому пришлось перерезать несколько дорожек и применить МГТФ.
"Родная" схема УНЧ-50-8
схема где указаны изменения
Качество плат не слишком высоко, поэтому каждую деталь можно аккуратно перепаять не более двух раз. Делаем все внимательно.
Узел защиты от короткого замыкания в нагрузке я удалил. Его можно оставить, но желательно проверить его работу и настроить.
Узел состоит из VT11,12; VD3-6; C6,7; R19,21,24,25,28,29.
VT 9, 13-20 - Можно оставить для проверки работоспособности схемы, а заменить импортом в последнюю очередь.
Перерезать дорожки: От R15 до R17; от Б VT10; от К VT1.
Перемычки (снизу): R17 на "-" шину (по схеме); К-Б VT1. Перемычки МГТФом: Б VT3 - Б VT8; Э VT7 - Э VT10. (сверху): Rх2 - Б VT10 (по схеме).
Сх4 не установлен
С3 - В виду малого постоянного напряжения на нем установить неполярный электролитический на 100мкФ.
С8 - 0,33 мкФ пленочный полипропилен.
С11,12 - 0,47мкФ 63В пленка полипропилен.
Сх1 - параллельно R5 в его отверстия. пленка полипропилен.
Диоды Dх1-6 1N4148.
R6 - можно впаять резистор на 1,2к, но лучше вместо этого поставить многооборотный подстроечник (2-2,2к) на посадочное место VT1 (на фото так и сделано). На подстроечнике необходимо "накрутить" 1,2к. Им выставлять 0В на выходе усилителя.
R9 - 820 Ом - несколько увеличиваем коэфф. усиления.
R12 - многооборотный подстроечник на 2-2,2к (накрутить на 0). Он служит для установления тока покоя выходного каскада (50мА в моем варианте)
R30, 31, 38, 39 - 0,22 Ом 5Вт (белые "сухари").
Изображенная коммутация обмоток силового трансформатора несколько увеличивает напряжения питания усилителя. Индикатор выходного уровня лучше питать от отдельного источника.
Он очень широко применялся многими любителями музыки и у многих он сохранился и до сих пор.
Однако даже поверхностный анализ схемы показывает на модуль УНЧ-50-8, как на самое слабое звено усилителя. Модуль далеко не полностью реализует возможности предварительного усилителя, собранного на микросхемах К157УД2.
Предлагаю вариант переделки полного усилителя Радиотехника У-101 в действительно высококачественный усилитель для бытового комплекса звуковой аппаратуры. Отличительные особенности: высокие технические характеристики и надежность при минимальном вмешательстве в переделываемый аппарат, когда сохраняются все функциональные возможности исходного усилителя.
Для замены модуля УНЧ-50-8 выбран УМЗЧ с малыми нелинейными искажениями . Его основные технические характеристики:
номинальная выходная мощность на нагрузке сопротивлением 8 Ом, 25 Вт;
коэффициент гармоник в диапазоне частот 20-20000 Гц 0,03% (0,3% у УНЧ-50-8);
скорость нарастания выходного напряжения 40 В/мкс.
Схема усилителя для переделки Радиотехники У101
УМЗЧ состоит из двухкаскадного усилителя напряжения (ОУ DA1, DA2) и собственно усилителя мощности (VT1-VT4). Каскады на ОУ DA1, DA2 питаются от идентичных источников, образованных элементами VD1, VD2, R6, R7, С6, С7 и VD3, VD4, R14, R15, С13, С14. Средние точки этих источников питания соединены с низкоомным делителем напряжения R5R12R20, подключенным к выходу УМЗЧ, чем обеспечивается подача отслеживающих потенциалов в каскады усилителя напряжения. Цепи R16C8 и R19C10 фильтруют напряжения, питающие первые каскады, от порождаемых сигналом нелинейных пульсаций в цепях питания выходного каскада.
Проблем с креплением выходных транзисторов УМЗЧ на радиаторе «Радиотехники» в соответствии с рекомендациями в не возникло. На радиаторе есть четыре металлические пластины, изолированные слюдяными прокладками. На каждой пластине достаточно места для трех транзисторов, никаких доработок радиатора не требуется.
Единственная проблема - необходимость уменьшения печатных плат УМЗЧ, поскольку места в «Радиотехнике» мало. Два УМЗЧ следует собрать на двух печатных платах, ширина которых не должна превышать 60 мм. Рисунок платы усилителя напряжения (рис.3,а в ) нужно уплотнить по ширине до этого размера. Это нетрудно сделать, если конденсаторы К50-6 заменить на К50-35 или на другие малогабаритные. Рисунок платы оконечного каскада (рис.3,6 в ) поместится на плате шириной 60 мм без изменений (рисунки приводятся).
Первую плату делают длиной 240 мм и на ней размещают один усилитель напряжения и два оконечных каскада. Другой усилитель напряжения размещают на второй плате.
Длинную плату крепят к радиатору «Радиотехники» на стойках длиной 15 мм таким образом, чтобы в корпусе усилителя она размещалась вертикально. Предварительно демонтируют платы УНЧ-50-8. Вторую плату усилителя напряжения крепят к длинной плате на стойках длиной 20 мм со стороны боковой стенки корпуса усилителя.
УМЗЧ подключают к источнику питания ±26 В «Радиотехники». Напряжение питания ±30 В не используется. Выход УМЗЧ подключают к плате защиты «Радиотехники». Сигнальные провода при этом не нужно путать (то же относится и к входным проводам).
Правильно собранные и подключенные УМЗЧ начинают работать сразу после включения питания и налаживания не требуют. Рекомендую еще заменить конденсаторы СЗ, С4, С8, С9 на плате выпрямителя «Радиотехники». Они наверняка уже потеряли часть емкости (высохли), поэтому лучше заменить их новыми емкостью 4000-5600 мкФ.
Все функциональные возможности «Радиотехники» после переделки сохраняются. Звучание переделанного усилителя можно охарактеризовать эпитетами: чистое, прозрачное, сочное с четкой локализацией источников звука. Оно намного лучше, чем у исходного усилителя и заметно лучше, чем у имеющегося у меня AKAI FD-1.
При работе переделанного усилителя на звуковые колонки с НЧ головками типа 10ГД-30 или 25ГД-26 на большой громкости слышны характерные щелчки. Это происходит из-за недостаточной жесткости колпачков, закрывающих магнитные зазоры головок. Следует заменить колпачки на более жесткие. У исходного усилителя значительно хуже быстродействие, поэтому щелчков не наблюдалось.
Я. М. Когут, Львовская обл
.
Литература
1. Усилитель «Радиотехника У-101 стерео». Руководство по эксплуатации.
2. Агеев А. УМЗЧ с малыми нелинейными искажениями//Радио.-1987. -№2.-С.26-29.
Приводим рисунки печатных плат и размещение элементов, опубликованные в журнале «Радио», на которые ссылается автор статьи.
РАДIОАМАТОР №10, 2001г.
