Contextul proiectului este următorul, în jurul anului 2008, apoi puțin cunoscutul waso (Vadim Mogilny) și-a postat proiectul pe forumurile de radioamatori Vegolab și Soldering soir pentru discuții - un circuit amplificator de design propriu. Numele autorului proiectului a fost ULF Natalie. Circuitul amplificatorului a fost dezvoltat cu mult înainte de a fi postat pe forumuri, în 1996. Primele modele ULF Natalie au fost asamblate pe piese autohtone, datorită faptului că în orașul Novokuznetsk, la mijlocul anilor 90, era strâns cu importuri. Chiar și pe configurația casnică, ULF-ul suna destul de bine, zgomotele abia se distingeau doar în imediata apropiere a difuzoarelor. Acum, desigur, ULF-ul lui Natalie și întreaga linie ulterioară de modificări sunt importate. Primele modele ULF au fost testate într-un mod nemilos la discoteci și dublarea diferitelor evenimente.

În discutarea proiectului, incl. Mulți membri ai forumului au participat la exprimarea remarcilor critice. Dar cea mai mare și mai directă asistență autorului în dezvoltarea proiectului a fost oferită de tsf54 (Sergey) și Shurika (Vadim). S-a făcut o cantitate imensă de muncă: moduri de reglare, măsurători, selectarea bazei elementului, apoi interceptări telefonice, respingere ... și totul din nou s-a făcut pe modele.

Rezultatul acestei lucrări a fost ULF Natalie EA. Modul de funcționare al etajului de ieșire este SuperA (economic A) la un curent de repaus de 80 până la 120 mA.

Parametrii tehnici ai UMZCH:
Putere nominală de ieșire, W (pro_version - patru perechi de tranzistoare de ieșire) - 300 W \ 4 Ohm
Versiune trunchiată, W (home_version - două perechi de tranzistoare de ieșire) - 150 W \ 4 Ohm.
Kg (THD) la puterea nominală de ieșire la o frecvență de 1 kHz, nu mai mult de 0,0008% (valoare tipică - nu mai mult de 0,0006%)
Coeficientul de distorsiune de intermodulație, nu mai mult de 0,002% (valoarea tipică este mai mică de 0,0015%)

Pentru versiunea acasă, un PCB cu o singură față a fost divorțat; pentru instalarea compactă, VD18, 19 diode sunt atașate din partea de lipit.

ULF Nataly EA montare pe un radiator

Montarea etajului de ieșire pe un rând pe un radiator nu a fost utilizată pe scară largă, dar a fost testată în aspect:

Am colectat ULF Natalie EA home și pro_versions de cel puțin o sută de ori, dar vreau mai ales să scot în evidență asamblarea din acest flux dimon(Dmitri, Sankt Petersburg). În ULF totul ar trebui să fie bine: sunet, detalii, corp... Încercați să faceți un corp similar acasă.

Foto: preamplificator „Natalie” în carcasă Receptor de satelit

Articolul se va concentra pe versiunea mea a ansamblului preamplificatorului Natalie cu o soluție de succes la problema carcasei.

Acest proiect a devenit un alt proiect de construcție pe termen lung pe lista mea și a depășit toate termenele limită. Cert este că ideea de a asambla preamplificatorul a apărut în urmă cu mai bine de un an și, odată cu gândul, aproape toate componentele necesare acestui circuit s-au instalat în cutia mea pentru piese.

Și, așa cum se întâmplă adesea, tot entuziasmul s-a evaporat brusc undeva, așa că a trebuit să restrângem tot ce am început pentru o perioadă nedeterminată. Deși de ce este incert... foarte sigur - înainte de apariția frigului de toamnă, când toate treburile de vară, din care au fost multe anul acesta, vor fi finalizate și va fi timp liber pentru lipire.

Despre diagramă și detalii

Am ales schema de multă vreme, de foarte multă vreme! Calea către acest preamplificator a început cu utilizarea microcircuitelor specializate precum LM1036 sau TDA1524 ca PU cu control de ton, dar membrii locali ai forumului m-au descurajat cu succes de la acest păcat. Apoi a fost o diagramă luată de la un site străin pe trei amplificatoare operaționale de tip TL072 cu control HF și LF. A gravat chiar și PP-ul și l-a strâns, și l-a ascultat o vreme pe acesta, dar sufletul nu s-a așternut la el.

Apoi a atras atenția asupra schemei faimosului preamplificator Solntsev și, în timp ce căutam informații despre unitatea de control Solntsev, am dat peste o schemă asemănătoare cu a lui Solntsev împreună cu RT-ul pasiv al lui Matyushkin. A fost . Era exact ceea ce aveam nevoie!

După ce am simplificat puțin circuitul preamplificatorului și l-am modificat pentru mine, am obținut următorul rezultat. Trecerea la sursa de alimentare cu un singur etaj și eliminarea pieselor „inutile” au făcut posibilă simplificarea oarecum a aspectului plăcii, să o facă unilaterală și, cel mai important, să reducă ușor dimensiunile PCB. În circuit, nu am schimbat nimic semnificativ, care ar putea înrăutăți calitatea sunetului, doar am eliminat funcțiile inutile de ocolire a controlului tonului, echilibrului și blocului de volum.

La circuitul de control al tonului Nu am contribuit cu nimic propriu, dar tot trebuia să ridic din nou tabla, știi. Nu am găsit pe Internet un sigiliu unilateral gata făcut de dimensiunea de care aveam nevoie. Comutarea modurilor blocului de timbru se face cu ajutorul releelor ​​domestice RES-47.

Pentru a face controlul controlului de ton și al preamplificatorului de care aveam nevoie, m-am plonjat timp de câteva zile în teoria principiilor de funcționare a contoarelor și declanșatoarelor microcircuitelor domestice. Pentru preamplificator, am ales o carcasă de la un receptor de satelit, care și-a supraviețuit propriei sale, în care era o fereastră destul de mare și trebuia umplută cu ceva frumos și util. Deci, am vrut să fac astfel încât să existe informații vizuale despre modurile de control al tonului și este mai bine dacă acestea nu sunt LED-uri, ci numere familiare ochiului și creierului. Ca rezultat, a fost desenată o astfel de diagramă a trei MC.

K561LE5 setează impulsurile care sunt alimentate la intrările K174IE4 și K561IE9A. Contorul de pe IE9 controlează 4 taste care comută releele pe RT Matyushkin. În același timp, contorul de pe IE4 modifică citirile de pe afișajul cu șapte segmente ALS335B1, indicând în ce mod se află controlul tonului. acest moment... Numărul „0” corespunde modului cu nivelul minim frecvențe joase, numărul „3” este maxim. Un alt comutator electronic simplu este realizat pe MC K155TM2. O jumătate din microcircuit controlează un releu care comută modurile indicatorului de nivel al semnalului, cealaltă jumătate este responsabilă pentru releul selector de intrare. Bine schema tipica indicator de nivel de semnal pe MS LM3915 separat pentru fiecare canal.

Alimentare electrică realizate pe baza transformatorului TP-30, bineînțeles, cu înfășurarea secundară rebobinată sub tensiunile necesare.

Toate tensiunile sunt stabilizate:
+/- 15V - pornit / LM337 pentru alimentarea plăcii preamplificatorului
+ 9V la 7805 pentru alimentarea releului și a unității de control
+ 5V din nou pornit pt Alimentare USB placa de sunet

Despre personalizare și posibile probleme

În ciuda întregii aparente complexități a circuitului și a multor detalii, cu asamblarea corectă și utilizarea unor componente despre care se știe că sunt în stare bună de funcționare și recomandate pentru acest circuit, cel mai probabil te poți proteja de surprizele neplăcute care pot apărea în timpul montajului acestui PU. Singura parte a întregului circuit care trebuie ajustată este placa de preamplificare în sine. Este necesar să setați curentul de repaus, să verificați nivelul constant la ieșire și forma de undă.

Curentul de repaus recomandat pentru acest PU este de 20-22 mA și este calculat prin căderea de tensiune la rezistențele de 15 ohmi R20, R21, R40, R42. Pentru un curent de 20-22 mA, 300-350 mV ar trebui să scadă peste aceste rezistențe (300: 15 = 20, 350: 15 = 22). Căderea de tensiune și, în consecință, curentul pot fi reglate într-o direcție sau alta prin modificarea valorii rezistențelor R9, R10, R30, R31 (51 Ohm în circuitul original). Un curent de repaus mai mare corespunde unei rezistențe de rezistență mai mare și invers. În versiunea mea, în loc de rezistențe constante de 51 Ohm, am lipit trimmere cu mai multe ture cu o valoare nominală de 100 Ohm, ceea ce a făcut posibilă setarea curentului de repaus necesar fără efort suplimentar și cu o precizie ridicată.

Două necazuri pe care o poate întâlni o persoană care decide să repete acest preamplificator este entuziasm și o constantă la ieșire. Mai mult, de regulă, prima problemă dă naștere celei de-a doua. În primul rând, trebuie să vă asigurați că există sau nu o componentă DC la ieșirea fiecărui buffer și a fiecărui amplificator operațional. Este permisă o cantitate mică de constantă, dar doar una mică, aproximativ vorbind, nu mai mult de câțiva mV.

Dacă nu există constantă, te felicit! Dacă există, căutăm motivul, dar nu sunt atât de multe motive. Aceasta este fie o eroare la instalare, fie partea „greșită”, fie undeva există entuziasm. În primul rând, trebuie să inspectați cu atenție placa pentru nelipire sau, dimpotrivă, pentru șenile blocate, verificați de două ori dacă utilizați toate detaliile denumirii necesare și, dacă totul este corect, rămâne a treia opțiune. , adică excita. Veți avea nevoie de un osciloscop pentru a-l găsi.

Eu însumi m-am lovit de această problemă. Toate cele patru tampoane au avut o ieșire constantă de 100-150 mV. Iar motivul apariției sale a fost doar detaliul „greșit”. Cert este că în loc de amplificatoare operaționale OPA134, am instalat NE5534-uri, care nu sunt tocmai potrivite pentru utilizarea în acest circuit. M-am luptat cu această problemă mult timp și fără succes, iar problema a dispărut de la sine după ce am înlocuit amplificatorul operațional cu OPA134.

Despre locație și conexiune

Din cauza faptului că carcasa existentă nu era foarte mare, a trebuit să desenăm toate plăcile de la zero pentru a le face și mai compacte cu câțiva centimetri. Amplasarea plăcilor în carcasă s-a dovedit a fi foarte strânsă, dar din fericire totul s-a potrivit. Totul este o placă a unui preamplificator, un control de ton, o placă duală a unității de control și afișare, USB placa de sunet, un transformator de alimentare și o placă redresor-stabilizatoare și două plăci mici pentru un selector de intrare și un control de volum și HF.

Toate firele comune sunt conectate la un moment dat, pe placa de control al volumului și înalte. Acest lucru m-a salvat de zumzetul și problemele de fundal care mă înspăimântă, care sunt posibile cu pământul diluat necorespunzător.

Din nou, din cauza condițiilor înghesuite, panoul de control și indicație a trebuit să fie din compozit, format dintr-o placă mare și una mică. Sunt conectate între ele printr-un conector pin.

Toate plăcile au fost atașate de șasiul carcasei prin astfel de distanțiere izolatoare din plastic. Acest lucru a făcut posibilă izolarea completă a plăcilor de contact, atât cu carcasa metalică, cât și unele de altele, în locurile în care nu este necesar.

Corp convenabil

O să vă povestesc puțin despre cazul în sine. După cum am menționat deja, carcasa receptorului de satelit este folosită ca carcasă pentru preamplificator. Bătrânul a slujit cu credincioșie mulți ani, a fost reparat de mai multe ori, iar după o altă călătorie la atelier mi-a fost înaintat cu diagnostic de „cadavru”.

Clădirile erau bune înainte, mari! Din cauza dimensiunii și ferestrei mari am ales această carcasă. Pe panoul frontal, în afară de inscripții, nu era nimic de prisos. Au fost, desigur, 3 butoane nefolosite, dar e în regulă. Am pictat peste inscripții cu vopsea mată dintr-un spray cumpărat dintr-un magazin auto. Vopseaua a coincis în proporție de 98 la sută la culoare cu cea cu care a fost vopsită inițial corpul. Diferența poate fi observată doar dacă te uiți cu atenție.

Le-am instalat ca mânere pentru aceste regulatoare, care de altfel. Se potrivesc perfect (după părerea mea) în designul general al preamplificatorului, care este păstrat în culoarea negru-argintiu.

Despre sunet și impresii

Și a venit momentul să povestesc despre cele mai interesante, despre ce s-a întâmplat până la urmă. Și până la urmă am primit o altă jucărie bună în colecția mea de echipamente de reproducere a sunetului.

Schema merită, fără îndoială, atenție și să fie repetată. Mi-a plăcut sunetul dispozitivului finit, aduce puțină culoare muzicii. În ciuda doar 4 pași în controlul tonului Matyushkin, nu pot spune că controalele de joasă frecvență nu sunt suficiente. Patru poziții ale controlului basului sunt suficiente pentru a găsi nivelul potrivit de bas pentru un anumit stil de muzică și preferințele dumneavoastră.
Îți place basul exploziv? Comutați blocul de tonuri în poziția a patra și lăsați difuzoarele să se rupă! Gama de ajustări pentru înaltă este și ea mai mult decât suficientă atunci când mânerul este poziționat cât mai mult în dreapta, numărul celor înalte începe să taie urechea.

Preamplificator NATALY de înaltă calitate

Schema schematică, descriere, circuit imprimat

Acest preamplificator este folosit pentru corectarea tonului și a volumului la reglarea volumului. Poate fi folosit pentru a conecta căști.

Pentru o cale de înaltă calitate, care include UMZCH cu distorsiuni neliniare și de intermodulație de ordinul a 0,001%, restul pașilor sunt de asemenea importanți, ceea ce ar trebui să vă permită să realizați pe deplin potențialul inerent. În prezent, există multe opțiuni pentru implementarea parametrilor înalți, inclusiv cei de la OS. Motivele dezvoltării propriei noastre versiuni a preamplificatorului au fost următorii factori:

La asamblarea unui preamplificator pe un amplificator operațional, pragul tensiunii sale de ieșire și, prin urmare, capacitatea de suprasarcină, este determinat în întregime de tensiunea de alimentare a amplificatorului operațional, iar în cazul sursei de alimentare de la + \ - 15V nu poate să fie mai mare decât această tensiune.
Rezultatele examinărilor subiective ale preamplificatoarelor op-amp în forma lor pură (fără repetoare de ieșire) și cu astfel de, de exemplu, bazate pe un amplificator paralel - arată preferința ascultătorilor pentru schema op-amp + repetor, cu parametri practic identici „din punctul de vedere al Kg”, acest lucru se explică prin îngustarea spectrului de distorsiune a amplificatorului operațional atunci când funcționează pe o sarcină cu impedanță ridicată și își operează treapta de ieșire fără a intra în modul AB, care dă distorsiuni de comutare, este practic mai scăzută. decat nivelul de sensibilitate al dispozitivelor (Kg OU OPA134, de exemplu - 0,00008%), dar evident la ascultare. De aceea, precum și pentru o serie de alte motive, ascultătorii disting clar un preamplificator cu o etapă de ieșire pe tranzistoare.
Soluția de circuit binecunoscută care conține un follower integrat bazat pe un amplificator paralel BUF634 este destul de costisitoare (prețul tamponului nu este mai mic de 500 de ruble), deși circuitul tampon intern poate fi implementat cu ușurință pe o bază discretă - pentru un mod mult mai rezonabil. Cantitate.
Amplificatoarele, în care amplificatorul operațional funcționează în modul de semnal mic, prezintă caracteristici ridicate, dar pierd în funcție de rezultatele ascultării. În plus, ele sunt foarte critice pentru reglare și necesită cel puțin un generator de unde pătrate și un osciloscop cu bandă largă. Și toate acestea cu rezultate subiective clar mai proaste.

Lipsa tensiunii de ieșire în circuitul PU (amplificator operațional + buffer) poate fi eliminată prin implementarea câștigului de tensiune în tampon, iar feedbackul local profund elimină distorsiunea. Un curent de repaus inițial suficient de mare în tranzistoarele de ieșire ale tamponului garantează funcționarea acestuia fără distorsiunile caracteristice structurilor push-pull în modul AB. Prezența amplificării tensiunii doar de două ori permite obținerea unei creșteri a capacității de suprasarcină cu 6 dB, iar cu o creștere de trei ori, această cifră devine egală cu 9 dB. Când tamponul funcționează de la o sursă de alimentare de + \ - 30V, variația tensiunii sale de ieșire este de 58 volți de la vârf la vârf. Dacă tamponul este alimentat de la + \ - 45V - atunci tensiunea de iesire vârf la vârf poate fi de ordinul a 87V. Această rezervă va fi benefică atunci când ascultați discuri de vinil care au trăsături caracteristice sub formă de clicuri de praf.
Implementarea în două etape a preamplificatorului se datorează faptului că blocul de timbru introduce o atenuare în semnal de până la 10 ... 12 dB. Desigur, puteți compensa acest lucru prin creșterea câștigului celei de-a doua etape, dar, după cum arată practica, este mai bine să aplicați cât mai multă tensiune blocului de timbru - acest lucru crește raportul semnal-zgomot. În plus, sunt destul de frecvente discurile înregistrate cu un factor de creastă ridicat (vârfuri puternice și un volum mediu destul de scăzut). Aceasta nu este o lipsă de mixare, mai degrabă, dimpotrivă, deoarece inginerii de sunet abuzează adesea de compresor, încercând să încadreze toate nivelurile de volum al sunetului în gama unui CD. Dar nu se poate pretinde că astfel de înregistrări nu există. Ascultătorul adaugă apoi volumul. Astfel, a doua etapă ar trebui să aibă, de asemenea, o capacitate de suprasarcină nu mai mică, în plus, ar trebui să aibă zgomot intrinsec scăzut, impedanță mare de intrare și capacitatea de a trece semnalul real fără distorsiuni după blocul de ton, în care frecvențele extreme ale domeniului audio merge cu cea mai mare ascensiune. O cerință suplimentară este un răspuns liniar în frecvență atunci când blocul de timbru este oprit, un răspuns în frecvență plat la testarea unui meandre și invizibilitatea subiectivă a PU în cale.

Blocul de tonuri bine dovedit al lui Matyushkin a fost folosit ca bloc de ton. Are un control de joasă frecvență în 4 trepte și un control de înaltă frecvență neted, iar răspunsul său în frecvență corespunde bine cu percepția auditivă, în orice caz, clasica punte TB (care poate fi folosită) este evaluată mai jos de către ascultători. Releul permite, dacă este necesar, oprirea oricărei corecții de frecvență în cale, nivelul semnalului de ieșire este ajustat de un rezistor de tăiere pentru un câștig egal la o frecvență de 1000 Hz în modul cu TB și la ocolire.
Regulatorul de echilibru este încorporat în OOS din a doua etapă și nu are caracteristici speciale.
Tensiunea de polarizare scăzută a OPA134 (în practica autorului la ieșirea celei de-a doua etape nu este mai mare de 1 mV) face posibilă excluderea condensatoarelor de tranziție din cale, lăsând doar unul - la intrarea PU, deoarece nivelul este necunoscut tensiune constantă la ieșirea sursei de semnal. Și, deși la ieșirea celei de-a doua etape din diagramă, condensatorii 4,7 μF + 2200 pF sunt indicați - la un nivel de compensare zero de aproximativ un milivolt sau mai puțin - aceștia pot fi excluși în siguranță prin scurtcircuitare. Acest lucru va pune capăt controversei despre efectul condensatorilor într-o cale asupra sunetului - prin metoda cea mai radicală.

Caracteristici de proiectare:

Kg în intervalul de frecvență de la 20 Hz la 20 kHz - mai puțin de 0,001% (valoarea tipică este de aproximativ 0,0005%)
Tensiune nominală de intrare, V 0,775
Capacitatea de suprasarcină în modul de ocolire a blocului de tonuri este de cel puțin 20 dB.
Rezistența minimă de sarcină la care funcționarea etajului de ieșire în modul A este garantată - la variația maximă a tensiunii de ieșire „de la vârf la vârf” 58V 1,5 kOhm.

Când utilizați un preamplificator numai cu CD playere, este permisă reducerea tensiunii de alimentare a tamponului la + \ - 15V, deoarece gama de tensiune de ieșire a unor astfel de surse de semnal este limitată în mod deliberat de sus, acest lucru nu va afecta parametrii.
Stabilirea unui preamplificator ar trebui să înceapă cu verificarea modurilor pentru curent continuu tampon de ieșire pentru tranzistori. În funcție de căderea de tensiune în circuitele emițătorilor acestora, curentul de repaus este setat - pentru prima treaptă aproximativ 20 mA, pentru a doua - 20..25 mA. Când folosiți radiatoare mici, care devin obligatorii la + \ - 30V - puteți, concentrându-vă pe situația cu temperatura - să creșteți puțin curentul de repaus.
Selectarea curentului de repaus se face cel mai bine cu rezistențele din emițătorii primelor două tranzistoare tampon. La un curent scăzut, crește rezistența, la un curent mare, o reduce. Ambele rezistențe trebuie schimbate în același mod.
Cu curentul de repaus setat, apoi punem regulatoarele TB într-o poziție corespunzătoare răspunsului de frecvență plat maxim și, după ce a aplicat un semnal de 1000 Hz cu o tensiune nominală de 0,775V la intrare, măsurăm tensiunea la ieșire a al doilea tampon. Apoi pornim modul bypass și folosim un rezistor de tăiere pentru a obține aceeași amplitudine ca la TB.
În etapa finală, conectăm regulatorul de echilibru stereo, verificăm absența diferitelor forme de instabilitate (autorul nu a întâmpinat o astfel de problemă) și ascultăm. Configurarea TB lui Matyushkin este bine acoperită în articolul autorului și nu este luată în considerare aici.
Pentru alimentarea preamplificatorului, se recomandă o sursă de alimentare stabilizată, cu înfășurări independente pentru comutare PU și releu. Din punct de vedere tehnic, cerințele nutriționale nu sunt nimic nou. Principalul lucru este un nivel scăzut de zgomot de frecvență medie și de înaltă frecvență, cu suprimarea sursei de alimentare a cărei situație este cunoscută la amplificatorul operațional. Despre nivelul de ondulare - nu trebuie să depășească 0,5 - 1mV.

Un set complet de plăci este format din două canale PU, RT Matyushkin (o placă pentru ambele canale) și o unitate de alimentare. Plăcile cu circuite imprimate au fost proiectate de Vladimir Lepyokhin.

PCB cu două fețe Preamplificator:

CREȘTE

Placă de circuit imprimat pentru TB Matyushkin cu comutare releu:

CREȘTE Circuitul este stabil.Nu există o ondulație de tensiune vizibilă la ieșire, măsurătorile au fost efectuate pe un osciloscop în modul 0,01 div/volt (a mea este limita minimă).

CREȘTE

Rezultate măsurători:

Pe OPA134 (doar prima legătură dintre cele două), sursa de alimentare este cu o singură treaptă, + \ - 15V:

Kn (1 kHz) .......................... -98dB (aproximativ 0,0003%)
Kim (50Hz + 7kHz) ................. mai puțin de -98dB (aproximativ 0,0003%)

Pe OPA132 (ambele link-uri), versiunea completă, sursă de alimentare în două trepte:

Carte (1kHz) .......................... -100dB (aproximativ 0,00025%)
Kim (19kHz + 20kHz) ................... -96dB (aproximativ 0,0003%)

În cazul autoexcitarii cascadelor la HF, condensatoarele de corectare a micii cu o capacitate de 100 până la 470pF trebuie lipite în paralel cu rezistențele R28, R88 și complementare acestora într-un alt canal. Acest lucru a fost găsit la utilizarea tranzistoarelor BC546 \ BC556 + 2SA1837 \ 2SC4793.

Toate fișierele schematice pot fi descărcate în atașamente și plăci de circuite imprimateîn formatele SPlan 6.0 și, respectiv, SL 5.0,