Hi-Fi за один доллар? Усилитель на TDA2030 в классе А

По просьбам жителей Датагории выкладываю полный текст статьи Олега Гетьмана. (АМ 2002) с комментариями мэтра С. Куниловского.

Hi-Fi за один доллар?
Какая еще может быть fidelity за один доллар? А вы, господа аудиофилы и меломаны, задумывались ли вы над тем, как в кривых зеркалах так называемой маркетинговой политики и торговой рекламы искажаются, и чаще всего нелинейно, предметы материального быта и их потребительские свойства? И тогда телевизор испускает целебные био-лучи, а показывает, прямо скажем, так себе, "бумбокс" носит гордую надпись "1000 Watt Р.М.Р.О" (видимо, это должно означать 1 кВт пиковой максимальной выходной мощности), а звучит ну сами знаете как, а килодолларовый музыкальный центр, оказывается, звучит хуже дедушкиного трофейного "Телефункена". Тенденция, однако? Ну все, не буду о грустном.

Прежде всего хочу спросить вас, господа читатели (и слушатели в первую очередь), обращали ли вы когда-нибудь внимание на то, в каком положении наиболее часто находится ручка регулятора громкости усилителя в вашей системе при прослушивании компактов с проигрывателя CD? Так вот, имея в своем распоряжении 3 усилителя НЧ ("Корвет 50У-068С", "Marantz РМ340", "Yamaha AX-592"), два проигрывателя CD ("Sony CDP-XE800" доработан каскад выходного аналогового фильтра; вместо штатных AD712JN установлены AD797JN в каждом канале; исключены выходные электролитические конденсаторы, транзисторные ключи, шунтирующие выход CD; изменены номиналы резисторов в цепи выходов ОУ на R= 47 Ом; "Yamaha CDX 590") и часто слушая музыку на работе, а вечером и ночью дома, как-то (лет 5 назад) я все же обратил внимание на вышеупомянутую ручку и, подключив осциллограф (С 1-73) к выходу одного из каналов усилителя ("Корвет 50У-068С"), нагруженного на 35АС-021 "Эстония" (85 дБ/Вт/м, 8 Ом ном./6,8 Ом мин.), установил, что пиковая мощность при "комфортном" уровне громкости (почему в кавычках понятно) составляет от силы 1,5-2,0 Вт.

Возник вопрос: а зачем тогда 50 Вт на канал? Правда, мгновенно возник и ответ ну запас линейности по пиковым сигналам, типа...Только потом, гораздо позже, с помощью господ Квортрупа П., Кондо X., Макарова Ю., Шушурина В. etc. и личного опыта прослушивания (например, "Sony CDP-XE800", "Monster Interlink 300 Mk II"; "Yamaha AX-592", "Monster Standard S12"; "B & W DM302"- слушаем при Рвых. до 2 Вт) я понял, что большая часть бюджетных усилителей достаточно плохо передает этот диапазон мощностей, что, впрочем, и понятно как-никак класс АВ, причем скорее ближе к В, чем к А. Зато расходы на радиатор поменьше.

Вот почему, движимый желанием найти максимально дешевое и схемотехнически несложное решение этой проблемы, хочу предложить вашему вниманию схему со следующими свойствами:
- короткий тракт;
- полное отсутствие проходных конденсаторов;
- отсутствие сервосистем поддержания нулевого потенциала на выходе;
- класс А;
- высокая перегрузочная способность;
- низкий коэффициент нелинейных искажений.

↑ Итак, весь вечер на арене "Hi-Fi за !"

Список элементов
С1 (подбирается при регулировке)
ПО-750 пФ ±5%-500 В
С2 КТ-5,6 ±0,4 пФ
СЗ.С6 2200,0 мкФ-16 В ("Samsung")
С4.С5 К73-17-4,7 мкФ ±10%-63 В
С7 К73-17-0,22мкФ±10%-63 В



Теперь немного расскажу о принципиальной схеме. Данное устройство представляет собой мощный операционный усилитель в инвертирующем включении с коэффициентом усиления, определяемым в основном соотношением R7/R5 и равным 3. R1 баланс каналов; R4: громкость; R1С1 фильтр ВЧ-помех, необходимость его применения зависит от уровня ВЧ-помех и наводок в системе проигрыватель CD + межблочные кабели + входные цени устройства (у меня фильтра нет и без него лучше, а там кто знает попробуйте и так и эдак...); С2 коррекция частотной характеристики на ВЧ для обеспечения устойчивости устройства; R6 для подсоединения цепей балансировки по постоянному току (рис. 2а, б); при напряжении смещения на выходе менее 20 мВ (зависит от экземпляра DAi, если есть откуда отобрать и желание это делать.



Бог в помощь, ну а на нет и суда нет) можно отказаться от цепей балансировки. С3С4, С5С6 фильтрующие конденсаторы; чем ближе они расположены к соответствующим выводам DA1, тем лучше. R8-R12 как раз то самое, фишка всей конструкции резисторы, смещающие рабочую точку верхнего по схеме (Л1) транзистора выходного каскада Da1 в режим класса А на мощностях до 1 Вт на нагрузке 8 Ом (0,5 Вт на 4 Ом) (кстати, можно попробовать применить вместо них генератор тока на полевом или биполярном транзисторе); R13-C7 обеспечивает устойчивость при резких изменениях выходного напряжения и величины нагрузки. Конструктивно самый первый экземпляр был выполнен на базе набора "Рапри УМ-1" (Л2); второй методом навесного монтажа с помощью провода МГТФ 0,35 и ПЭВ2 0,8 мм; были изготовлены экземпляры и на печатных платах. В любом случае следует придерживаться топологии, представленной на рис. 1, и минимизировать длину соединительных проводников.

Для двух каналов можно использовать общий радиатор площадью не менее (лучше более) 800 см2, если вы не собираетесь создавать конструкцию dual mono с раздельными двухполярными стабилизированными источниками питания. Если собираетесь, то следует либо применить раздельные радиаторы на каждый канал, либо изолировать корпуса микросхем слюдяными прокладками, так как вывод теплоотвода у них соединен с выводом 3 (-14 В). Трансформатор питания для двух каналов должен иметь мощность не менее 120 Вт (попробуйте перемотать ТС 180 или подходящий из серии ТПП). Схема варианта источника питания показана на рис. 3. VT4, VT5 установлены на раздельных радиаторах площадью 200 см2 каждый. VD9, VD12 можно подобрать до получения на выходе источника питания (под нагрузочным током 1,6 А) напряжения питания ±14 В. Если же у вас имеется парочка исправных автомобильных аккумуляторов (хотя бы 50 А.ч), попытайтесь применить их, используя для регулировки смещения схему, помещенную на рис. 2б, satisfaction guaranteed.



И еще: по такой же схемотехнике (рис. 1) можно включить TDA1514 (a la "Linn"), TDA2040/ 2050/ 2051 (ЛЗ), подобрав нужный Кусил = R7/R5 и С2 по максимальной скорости нарастания прямоугольного сигнала при условии отсутствия выбросов па фронте и спаде импульса, и получить соответственный прирост качества звучания (правда, стоить это будет уже не один доллар).

Основные технические характеристики

О звуке
Контрольный тракт: "Sony CDP-XE 800" (или "Yamaha CDX-590"); "Monster Interlink 300 Mk II"; [...]; "Monster Standard S12"; "B & W DM302" ("35AC-021"). На место многоточия подставляем поочередно "Корвет", "Marantz", "Yamaha". "Корвет" выбыл в первом же периоде, "Marantz" довольно долго боролся с "Yamaha" не то чтобы он оказался так уж хорош, а просто сложно было решить, какие недостатки звуковоспроизведения более приемлемы для моего слуха его или "Y". Победила "Yamaha". Потом стали бодаться "Yamaha" и соответственно, как бы его назвать ("Как вы судно назовете, так его и понесут..." [4]), ну пусть будет "Alpha" первая буква, так сказать. Не буду фантазировать, уважаемые читатели (слушатели?), и сообщать вам, что "А" сразу забодал насмерть "Y"...

Этого, конечно, не было, да в данной конструкции и быть не могло: "Y" в своей категории очень добротное и прилично звучащее изделие, хотя и не лишенное достаточного количества чисто конструкторских, как бы помягче сказать, недоработок. Слушали много, в общей сложности более 90 компакт-дисков. Описывать все прослушанное долго не имеет смысла, так как, во-первых, я не считаю себя мерилом вещей, эдаким компасом в мире аудиоэкспертизы, а во-вторых, и уши, и мозги у всех разные каждый все равно слышит что-то свое и по-своему.

Послушайте сами, например:
W. A. Mozart. The Magic Flute, A Little Night Music, Piano Concerto № 17. DDD, "Point Production", 1991;
Michael Bolton. My secret passion. The Arias. "Sony Music", 1998, трек 3 "Una furtiva lacrima" из "Любовного напитка" Доницетти - прослезился слушая;
Золотая коллекция. Иоганн Штраус. AAD, "AT Music", 1999;
Ch. Aznavour. 20 Chanson D'or. "EMI Music Holland BV", 1997, трек 13 - "La Boheme";
Astrud Gilberto. Beach Samba, 1993, трек 5 "Oba, Oba", и 9 - "My Foolish Heart";
Kate Bush. Never For Ever. AAD "EMI Records Ltd.", трек 10 "Army Dreamers";
Lisa Gerrard & Pieter Bourke. Duality "4AD", 1998, трек 7 "Human Game";
Annie Lennox. Medusa. "BMG", 1995, трек 1 "No more "I love you's"";
Mike Oldfield. Discovery. AAD , трек 1 "To France";
Saint-Preux. Le piano cTAbigail. "ARCHER", 1995;
Chris de Burgh. Quiet Revolution. "A & M Records", 1999;
Sinead O'Connor. Universal Mother, 1996.

Вернемся к нашим баранам. "А" и "Y" бодались значит, бараны, на быков они не тянут. Различия в качестве записей "А" передает лучше "Y". По пространственным характеристикам сцены "А" и "Y" примерно одинаковы, а в отношении тембров "А" ощутимо лучше передает их богатство, нежели "Y", звучащий не то чтобы сухо или бедно, а как-то академично вроде бы все на месте, как у "А", но все-таки похуже. В особенности это заметно в низкочастотной области, где "А" худо-бедно, но позволяет услышать каждую басовую ноту раздельно, а не сплошной массой и кучно, чем иногда грешит "Y". Это я рассказал кое-что из того, что заметно сразу и отчетливо. К тому же всплыла масса тихих звуков, которых не то чтобы раньше не было, а так вроде есть, а вроде и нет.

Теперь скажу о том, что я считаю основным свойством этой конструкции, слушать музыку в тракте с "Y" заметно скучнее, чем с "А" (Ну да, да, не так интересно, как, например, с гибридным SE на 6Н23П + BUZ10 без ООС, как говорится, "А " с ним и рядом не стоял, и не так, как с "бюджетным" биполярно-полевым SE (два каскада с неглубокой ОС), и уж точно не так, как с SE на 6С4С + 6Н23П), но все же...

И еще: слушать музыку с "А" можно на таких малых громкостях, при которых большая часть транзисторных усилителей еще не оживает. И соседям не помешаете, и уши будут целее, и акустический отклик помещения прослушивания будет поменьше. В заключение своего опуса хочу еще раз напомнить о цели разработки данной конструкции, отягощенной неизбежным злом недостатков (взять хотя бы наличие глубокой ООС...), максимально облегчить и удешевить первый шаг к High Fidelity для человека, которому музыка интересна не только как фон, но и сама по себе, как некий другой мир, создаваемый поколениями композиторов и слушателей, и предоставить ему достаточно универсальный в смысле жанровых предпочтений и простой в повторении инструмент для этого шага (согласитесь, что схемотехнически "Alpha" проще, чем, скажем, Макаровский "MAG 3.5").

↑ Мой усилитель

Моя разводка платы несколько неправильна и определена типом использованных резисторов смещения. Их лучше располагать на двух сторонах платы и блюсти правило наикротчайших проводников. Греется всё это хорошо. Я использовал активный продув корпуса. В макете я пробовал вставить генератор тока на LT1083 с хорошим радиатором. Звук улучшается. Конструкция становится более компактной.

↑ Файлы

Полная информация с комментариями С. Куниловского в полиграфическом качестве
🎁tda2030.pdf  1.16 Mb ⇣ 1513

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации