В поисках «поющего» QUAD 405-2. Наша версия

В статье описывается мой опыт клонирования легендарного УНЧ QUAD 405-2. Клон получился ближе к оригиналу, нежели варианты Решетникова, Солнцева и венгерский.
QUAD 405 выпускался промышленно в Британии в 70-е годы и получил высокую оценку, вплоть до эпитета «легендарный».
Вообще, от конструкций QUAD веет минимализмом. Поэтому их сложно назвать бескомпромиссными, хотя качество звука, на мой вкус, от минимализма не пострадало.
На выходе поставлена «псевдокомплементарная» пара, т. к. в те времена нормальные кремниевые мощники были только NPN-типа.

↑ Предыстория

Поиски собственного звука начались для меня достаточно давно и продолжаются ныне. Начинал я с интегральных УНЧ (микросхемы), продолжаю на «рассыпухе». «Рассыпуха» более сложна в повторении и настройке, но она и звучит лучше. Это утверждение касается только тех схем, которые я собрал и отслушал, насчет всех остальных говорить не берусь.
Так вот, в поисках звука я пробовал разные варианты как с нашего портала так и из других уголков великой Сети.
Мною были попробованы:
• 160 Вт УМЗЧ с компенсацией нелинейности. Доработанный усилитель В. Короля
• УМЗЧ Холтона на полевых транзисторах
• венгерский вариант QUAD 405
• Усилитель на N-канальных полевиках А. Никитина он же Creek 4240

↑ Я склонировал китайский клон. Китайцы, плачьте!

Последним вариантом был увиденный мной на E-bey китайский кит «QUAD 405-2». Цена, да еще с доставкой, при зарплате простого электрика показалась мне великоватой. Я решил пойти другим путём! Необходимо найти фотографию платы со стороны дорожек. Порыскав на том же ибее я её нашел.

Кстати, эта плата все-таки немного отличается от оригинальной:

в выходном каскаде (ВК) применены транзисторы от Sanyo 2SD1047 в корпусе ТО-3РВ, в раскачке стоят TIP42 °C (хотя более желательно применять BD242 от Philips); отсутствует перемычка посередине платы, она разведена дорожкой по контуру платы. Тем самым китайцы облегчили наш труд, т.к изготавливая первый свой вариант Венгерской версии QUAD 405 я достаточно намучался с поиском уголка и изготовлением из него переходника на радиатор.

Здесь же всё намного получилось проще: только я зашел на хозяйственный рынок, на втором лотке мне бросился в глаза алюминиевый уголок 40×30×4 мм длиной 20 см (на 2 радиатора нужно 184 мм). Я его тут же прикупил недорого.

Итак вернемся к плате. Фото платы было найдено


и отредактировано т. к. плата была сфотографирована под углом. Затем фотка была выставлена шаблоном в программе Sprint Layout 5.0, заданы размеры платы и пошла обрисовка. Плата была с точностью повторена. Переведена ЛУТом на подготовленный текстолит, и вытравлена.

Приятно отметить, что все детали (см. спецификацию в файлах) доступны и недороги. Мне удалось быстро всё купить у местных продавцов в моём городе.


Придя домой, начал всё запаивать, предварительно гнуть ноги резисторам на самопальной деревянной оправке. Для каждого канала я подбирал маломощные транзисторы на тестере. После запайки всех компонентов, кроме транзисторов на радиаторе, необходимо подготовить переходной уголок.

↑ Система охлаждения QUAD

Я делал это так: порезал уголок на два куска длиной 92 мм, потом приложил их к плате и разметил 2-а отверстия по углам платы, просверлил и прикрутил уголки к платам. Далее гнём выводы транзисторам, вставляем их в посадочные места и размечаем отверстия под крепеж. Такое дело я произвел с 4-мя транзисторами на плате. Далее просверлил уголок нарезал резьбу. Так как мой уголок был предварительно чем-то зеленым покрашен, я обработал его наждаком на ровной поверхности и заодно вывел точную плоскость для крепления с двух сторон.

Потом начинаем всё это дело собирать воедино: мажем термопастой с одной стороны слюдяную прокладку и прикладываем её к радиатору намазанной стороной, мажем теплоотвод транзистора и устанавливаем его в отведенные для него отверстия в плате прикручиваем через плоскую шайбу к радиатору в случае с 2SD1047. При монтаже TIP42 °C всё тоже самое, только предварительно необходимо прикупить 4 пластиковые диэлектрические шайбочки для корпусов ТО-220.

Уголки, несущие на себе транзисторы ВК прикручиваются через термопасту на бОльший радиатор. У меня он не очень большой, но достаточно массивный. При работе на средних мощностях этот радиатор разогревается до ~60 градусов.

↑ Изготовление катушек

Пара слов о намоточных изделиях. В схеме на один канал присутствует одна индуктивность на 3 мкГн (феррит 4мм*20мм, кол-во витков 14) и две на 6,9 мкГн (феррит 8*20мм, кол-во витков 21). Потом катушки я одел в термоусадку и залил цапон лаком, чтобы феррит не выскакивал.

Будем считать, что монтаж плат окончен:

↑ Блок питания

Займемся блоком питания. Требуемое питание оригинальной схемы +/-40В — +/-50В. БП данного УНЧ выполнено по классической нестабилизированной схеме. Пример моего БП:


Использованные мной элементы:
• трансформатор от Брига со вторичными обмотками по 31 В и мощностью порядка 250-300Вт (на глаз). Был подарен другом Алексеем, который в свою очередь сейчас занят сборкой этого варианта QUAD 405
• С1-С2 0,22uF 275V MKT
• D1-D4 — SF56
• R1-R2 разряжающие резисторы 2 кОм 2 Вт
• С3-С4 Основные конденсаторы фильтра, купленные мной по случаю в Киеве. Когда мне потребовалась одна хитрая и редкая микросхемка, то в том магазине мне намекнули, что пару микросхем они не отправят и мне пришлось в нагрузку прикупить парочку качественных конденсаторов Nippon ChemiCon 10000uF 50V.
• R3-R4 токоограничительные резисторы для индикации положительного и отрицательного питания относительно средней точки.
• С5-С6 шунтируюшие конденсаторы WIMA 0.33uF 63V
Блок питания готов. Начинаем проверять.

↑ Первое включение и наладка

ОБЯЗАТЕЛЬНО первое включение производим с включенной в разрыв одного из проводов питания первички трансформатора лампы накаливания на 100-150 Вт 220В.

Мой блок питания успешно стартовал, теперь подключаем его к первому испытываемому каналу УНЧ. Лампочку не убираем. Закорачиваем вход УНЧ. Тестер подключаем к выходу и меряем постоянное напряжение на выходе. В моём случае оно оказалось +35В, во втором канале аналогично.
Тут я расстроился

Начал сравнивать с картой расположения элементов — всё в порядке. Нашел оригинальную схему QUAD 405-2 и начал поиски ошибки. И нашел! Таилась она в перепутанных ногах TR2 2N5551. Посмотрел на фотку платы китайцев, там же он запаян согласно монтажной карте. Странно… может китайцы тем самым обезопасили себя от клонирования платы?! Ну, да ладно, поменял базу с коллектором транзистора, подал питание и на экране тестера увидел 40мВ, что есть хороший результат.

Осциллографа дома не имею и я смело подключил тестовый динамик 5-ГДШ-4 и подал сигнал на вход. Звук пошел, уголок нормально греется. Послушав один канал, я расплылся в счастливой улыбке, перекинув на 2-й канал там тоже было все в порядке. Правильно собранный усилитель из рабочих деталей с требуемым напряжением питания от +/-40В до +/-50В в наладке и настройке не нуждается.

↑ Защита АС

Далее переходим к защите АС. Я применил схему защиты Александра Котова. Она достаточно проста и надежна, хотя и имеет недостаток: разная чувствительность срабатывания от положительного и отрицательного напряжения на входе. При R1 и R2 равным 33к схема срабатывает примерно от +1,5В и -2,5В. С1 и С2 неполярные электролитические конденсаторы.
Диодный мост у меня на 2А в корпусе похожим на DIP. Реле прикупил раздельные на каждый канал с током контактов 10А производства OMRON с катушками на 12В и включил последовательно.


Схема питается от отдельного трансформатора со вторичкой на 20В. Также рекомендуется минус или плюс питания схемы завести на нормально открытый контакт кнопки (реле) включения питания на усилитель, чтобы при выключении питания кнопкой защита тут же отключалась, а не ждала пока разрядятся конденсаторы.

Временной интервал задержки выставляется конденсатором С3. При емкости в 100 мкФ задержка порядка шести секунд, что меня вполне устраивает.

↑ Отзывы об усилителе QUAD 405

Попался мне отзыв человека после прослушивания оригинального Квода, с которым я полностью согласен:

↑ Фотки готового усилителя

И, наконец, фото готового рабочего, и главное, прекрасно «поющего» усилителя:

↑ Файлы для QUAD 405

Рисунки печатных плат, схемы, спецификацию прикалываю.
🎁2sd1047.7z  114.06 Kb ⇣ 1659
🎁bom-quad-405.7z  33.8 Kb ⇣ 1840
🎁quad-405.7z  3.41 Mb ⇣ 2446

Прошу обратить внимание на то, что ошибка, найденная мной в печатной плате (перепутаны В-С на TR2) исправлена, так что смело всё запаивайте согласно монтажной карте.

↑ Обсуждение на форуме

Техподдержка датагорского кита Project-9 QUAD CLONE
Изготовление катушек для QUAD

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации