Полный усилитель на микросхемах. Часть 5-2. Компенсация сопротивления соединительных проводов акустических систем

Интерфейсные искажения, возникающие между УМЗЧ и акустической системой, явно недооценены любителями. Зато факт влияния соединительных проводов на звук подхвачен индустрией, не имеющей в настоящее время проблем с рынком сбыта акустических кабелей.

Принцип действия рассматриваемой в этом проекте схемы простой: измерение (снятие) падения напряжения на «холодном» соединительном проводе у акустической системы, удвоение его и добавление к усиливаемому сигналу на выходе УМЗЧ.
В сущности, это эквивалентно устранению проводов между усилителем и акустической системой.

↑ Принцип работы

Эффективное техническое решение, уменьшающее уровень интерфейсных искажений в несколько раз, было предложено Николаем Суховым в УМЗЧ высокой верности [1]. Оно опирается на зарубежные патенты, подобные [2, 3].

Принцип работы устройства компенсации сопротивления соединительных проводов АС иллюстрирует рис. 1.



Здесь А1 – основной УМЗЧ, А2 – вспомогательный усилитель с коэффициентом передачи К2=─ R3/R4=─2. Примем R5=R2, тогда коэффициент передачи с входа Cleaner до выхода УМЗЧ A1 окажется равным двум.

Для соединения усилителя мощности с акустической системой используется двухпроводный акустический кабель с одинаковым сопротивлением «горячего» и «земляного» проводов и по ним протекает один и тот же ток. Сняв сигнал с «земляного» проводника, подходящего к АС, получим увеличение напряжения на выходе УМЗЧ ровно на падение напряжения на обоих соединительных проводах, чем собственно и обеспечивается компенсация их сопротивления.

Обратим внимание, что устройство компенсирует не только активную, но и реактивную составляющую полного распределенного сопротивления акустического кабеля на низких и средних частотах.
Из схемы видно, что при замене кабеля или АС никакой настройки устройства не требуется.

Выключателем SA1 устройство компенсации может быть отключено, что наглядно демонстрирует его работу. Впрочем, выключателя может и не быть, и если не смущает «висячий» вход, можно отключить «кабелечистку» простым отсоединением провода от входа Cleaner.

Следует только посетовать на то, что любителями не был по достоинству оценен этот простой и эффективный способ уменьшения интерфейсных искажений АС. Законы природы не обманешь, и закрывать глаза на якобы незначительный вклад этих искажений в общую картину звучания не стоит!

Значительные сигналы противоЭДС самоиндукции катушек громкоговорителей за счет падения напряжения на акустических проводах создают ощутимые искажения.


Напомним, что при подключении Bi-wiring усилитель и АС соединяет четырехпроводный кабель: одна пара для низкочастотной секции, другая – для высокочастотной. Подключение Bi-wiring позволяет добиться лучшей детальности звучания.

↑ Схема компенсации сопротивления соединительных проводов акустических систем в УМЗЧ на LM1875

Конструкция базируется на улучшенной схеме усилителя из предыдущей публикации. Принципиальная схема УМЗЧ изображена на рис. 2.

Отличия заключаются в применении сдвоенного ОУ DA2. На первом из них (выводы 1, 2 и 3) выполнено устройство компенсации проводов АС, а на втором (выводы 5, 6 и 7) – интегратор для поддержания «нуля» на выходе.

Коэффициент передачи усилителя мощности DA1 по инвертирующему входу равен «– 1» (определяется отношением резисторов R6 к R5), по входу устройства компенсации сопротивления проводов АС «– 2» (R8/R10), по входу интегратора «– 1» (R8/R9).

Наличие инвертирующего каскада позволило уменьшить число пассивных элементов интегратора (C4, R12).


Рис. 2. Принципиальная схема УМЗЧ с интегратором и схемой компенсации сопротивления проводов АС

↑ Сборка усилителя

Катушка L1 мотается на оправке диаметром 10 мм и содержит 13 витков провода ПЭЛ, ПЭВ диаметром 1,0 мм. Резистор R12 находится внутри катушки L1.
Операционный усилитель DA2 заменим на более современный TLE2072.
При подготовке элементной базы я подобрал резисторы R5, R6, R8, R9, R10, чтобы получить точность указанных выше коэффициентов передачи не хуже одного процента.



Расположение элементов УМЗЧ с «кабелечисткой» показано на рис. 3.



Физически соединение устройства компенсации с «холодным» входом акустической системы может быть выполнено любым тонким проводом, например, как советует Н. Сухов, ПЭЛШО 0,12. Я взял провод МГТФ. Можно использовать пару проводов кабеля UTP.

↑ Результаты

Влияние аудиокабеля, соединяющего УМЗЧ с акустической системой, полностью устраняется простыми схемотехническими средствами.
При этом я пробовал даже силовой многожильный кабель сечением 2,5 кв. мм, и доволен результатом.
Существенный положительный эффект от наличия устройства компенсации сопротивления соединительных проводов АС подтверждается как субъективными, так и объективными испытаниями. Проведенные сравнительные измерения коэффициента гармоник непосредственно на зажимах акустической системы (рис. 1) с включенной и отключенной системой Cleaner показали следующее, см. табл.

Как говорится, комментарии излишни.

↑ Файлы

Схемы и печатную плату можно взять тут:
▼ Part_5-2.zip 🕗 12/08/14 ⚖️ 36,06 Kb ⇣ 148

↑ Упомянутые источники

1. Сухов Н. УМЗЧ высокой верности // Радио, 1989, №6, с. 55 – 57; 1989, №7, с. 57 – 61.
2. Патент ФРГ №3107799, МКИ H04R 3/00, публ. 30.05.85.
3. Патент США №4441085, МКИ H03F 1/34, публ. 03.04.84.