21-06-2021, 12:07
LYNX Power Amplifier v3.0  Приветствую, друзья. Отрыл я в своих закромах руководство по сборке усилителя мощности LYNX Power Amplifier версии 3.0. Лет 10 наверно лежал материал, и всё никак руки не доходили плату нарисовать и статью набросать. Сегодня с отрисовкой закончил, и решил сделать небольшой перевод этой инструкции. Для начала приведу принципиальную схему усилителя.  Инструкция написана на английском языке, поэтому далее последует перевод. 1. Введение и технические характеристики. У этого проекта была только одна цель - обновить старую компоновку v2.2 и создать прочный и мощный усилитель звуковой мощности, подобный тем, которые используются в студиях звукозаписи. И если вы любите старенькие могучие и "мускулистые" усилители мощности от Phase Linear, SAE, GAS и Dynaco и т. д., вы можете быть заинтригованы этим проектом, так как результат получается очень близок к таковым. Компоненты, показанные на схемах, являются только предложениями. Схема показала хорошие характеристики и производила чистый звук, когда строилась с использованием недорогих компонентов. Таким образом, с помощью этой схемы у вас есть возможность либо построить недорогой динамический усилитель мощности, либо усилитель мощности студийного класса. Благодаря использованию мощного источника питания в сочетании с большой батареей конденсаторов усилитель мощности LYNX способен выдавать громкий и чистый звук и способен выдерживать нагрузку до 2 Ом без какой-либо нестабильности. Выходная мощность при номинальном напряжении питания постоянного тока +/- 55 вольт с конденсаторной батареей 2x22.000 мкФ: - 150 Вт на канал на нагрузку 8 Ом - 275 Вт на канал на нагрузку 4 Ом - 400 Вт на канал на нагрузку 2 Ом Усилитель может работать с напряжением питания от +/-30 до +/-60 Вольт постоянного тока с незначительными изменениями некоторых значений резисторов. 2. Описание схемы LYNX Power Amplifier v3.0. Входной сигнал от предусилителя или регулятора громкости подается на Инвертирующий вход (вывод 2) операционного усилителя U101 через фильтр нижних частот (R101 и C101), в то время как сигнал обратной связи (задержка R120 и R121) подается на неинвертирующий вход (вывод 3) операционного усилителя U101. U101 обеспечивает первое усиление низкого напряжения и обеспечивает низкое выходное сопротивление каскаду усилителя напряжения Q101 и Q103 (Усиление положительного напряжения) и Q102 и Q104 (Усиление отрицательного напряжения). Затем сигнал подается на каскады усиления по току, которые строятся в виде “Трех глубоких цепей Дарлингтона” (TDD), каждая из которых состоит из одного предварительного драйвера (Q106 и Q107), одного драйвера высокой мощности (Q110 и Q111) и выходных транзисторов (Q112 - Q119). Схема смещения состоит из Q105, C104 (частотная компенсация), R113, R115 и потенциометра R114, который позволяет регулировать смещение. Питание U101 от +/-15 В постоянного тока обеспечивается R122, ZD101 и C107 (положительная плечо), а также R123, ZD102 и C108 (Отрицательное плечо). Для защиты выходного каскада от подачи более высоких токов, чем указано в SOA, установлена схема ограничения тока (R124-R127, C105 и C106, D103-D106 и Q108-Q109). Использование C105 и C106 позволяет получать высокие пики тока (динамические пики) на выходе без ограничения выходного тока. Только если текущий поток продолжается выше "Уровень безопасности" конденсаторы заряжены, и Q108/Q109 ограничивает выходной ток, понижая сигнал до Предварительные драйверы. Если вы боитесь постоянного напряжения на входе (с выходов вашего другого оборудования), вы можете добавить пленочный конденсатор 1uF или 2,2 мкФ на вход последовательно с R101. 3. Список элементов LYNX Power Amplifier v3.0. Резисторы: 0,6 Вт: Размер 7.5x2.5 мм, расстояние между ножками на печатной плате: 10 мм 2.0 Вт: Размер 12x4 мм, расстояние между ножками на печатной плате: 16 мм 5.0 Вт: Размер 17x6 мм, расстояние между ножками на печатной плате: 22 мм - R101 1K, 0.6W 1% - R102 100K, 0.6W 1% - R103, 104, 107, 108 1K, 0.6W 1% - R105, 106 13K, 0.6W 1% - R109, 110 3.3K, 0.6W 1% - R111, 112 330R, 2W - R113 1K8, 0.6W 1-5% - R115 210R, 0.6W 1-5% - R116, 117 180R, 0.6W 1-5% - R118, 119 33R, 2W - R120 10K, 0.6W 1% - R121 390R, 0.6W 1-5% - R122, 123 (see next page) 2W - R124, 125 (see chap. 4) 0.6W 1-5% - R126, 127 100R, 0.6W - R128 to 135 0R22 to 0R47, 5W - R136, 137 10R, 5W - R138 to 145 0 to 10R, 0.6W 1% - R114 5K многооборотный подстроечный резистор - C101 330pF WIMA FKP 2 WxL: 2.5x7.2 мм расстояние между штифтами 5 мм - C102, 103 33pF WIMA FKP 2 WxL: 2.5x7.2 мм расстояние между штифтами 5 мм - C105, 106 22uF, 50V Диаметр:8 мм, P:3.5mm Неполярность - C104, 107, 108, 112, 113, 114, 115 100nF, 63/100VDC VISHAY MKT 370/470 WxL: 2.5x7.2 мм расстояние между штифтами 5 мм - C109 100pF WIMA FKP 2 WxL: 2.5x7.2 мм расстояние между штифтами 5 мм - C110 470uF, 16V Panasonic EHG Эквивалентное расстояние между штифтами 5 мм - C111 100nF, 150V Epcos WxL: 5x14 мм расстояние между штифтами 10 мм - U101 OPA627 или OPA134 Low DC-Offset opamp - Q101, 108 MPSA42* или эквивалент OnSemi - Q102, 109 MPSA92* или эквивалент OnSemi - Q103, 107 MJE350 или эквивалент OnSemi - Q104, 105, 106 MJE340 или эквивалент OnSemi - Q110 MJE15032** или эквивалент OnSemi MJE15030 - Q111 MJE15033** или эквивалент OnSemi MJE15031 - Q112, 114, 116, 118 MJL21194 или эквивалент OnSemi - Q113, 115, 117, 119 MJL21193 или эквивалент OnSemi - D101 до 106 1N4148 или эквивалент - D107, 108 BAV21 или эквивалент - L101 2uH, 20A расстояние между выводами 16 мм - ZD101, ZD102 15V Zener 1 Вт, расстояние между выводами 8 мм - J101, 102 - 2-контактный ряд расстояние между контактами 2,5 мм * Будьте осторожны. Некоторые старые версии имели другую компоновку контактов. Проверьте данные производителя. ** Остерегайтесь подделок (мне пришлось выбросить более 100 транзисторов, купленных у дешевого поставщика, так как они взорвались в этом усилителе) Расчет R122/R123: Вот так вы рассчитываете R122 и R123 (2W резистор для стабилитрона) - Iz=20mA (с током стабилизации 20mA = 0,02А) (Напряжение питания усилителя минус напряжение стабилизации стабилитрона)/0.02A=R Например, с +/-55VDC питающим напряжением: (55-15)/0.02 = 40/0.02=2000R = 2kOm Как сделать L101: Возьмите примерно 15-20 см сплошного эмалированного медного провода толщиной 1,5-2 мм. Намотайте 10 витков вокруг круглого предмета диаметром 8-10 мм (например, сверла или карандаша). Убедитесь, что витки плотно прижаты друг к другу. Затем аккуратно согните концы, чтобы они соответствовали расстоянию между отверстиями 16 мм на печатной плате. Отрежьте концы и аккуратно зачистите 5 мм эмали с каждого конца. Теперь осторожно вытяните оправку. Обращаю внимание, реально на плате я поставил макрос катушки с расстоянием между выводами 23 mm. 4. Расчет защиты SOA. Как рассчитать R124 и R125. Ниже показана SOA (Безопасная рабочая зона) для MJL21193/94. Если вы используете другие транзисторы, пожалуйста, используйте кривую защиты SOA для тех, которые будут использоваться в расчетах.  Ниже вы видите схему защиты и рассчитываемые значения R124 и 125:  Чтобы рассчитать схему защиты, вам нужно решить, какие напряжения рельса вы будете использовать для выходного каскада. Также вы должны определить значение резисторов от R128 до R136 (от 0,22 R до 0,47 R). Следующий пример-расчет для напряжения на рельсе +/-50V постоянного тока и значения 0,22R для R128-R136. На кривой SOA мы видим, что при 50V транзисторы MJL могут обрабатывать ток 4A в течение 1 секунды (красные линии на графике) при темперетуре 25 градусов. Зная значение от R128 до R136 (0,22 R), мы можем рассчитать напряжение на них при 4A. Используя закон Ома (IxR=V) 4Ax0.22R = 0,88V. Поскольку Q108 включится при Vbe примерно на 0,6 В, ток через R126 при 0,6 В всегда будет 6 мА. Теперь можно рассчитать напряжение на R124: 0,88V - 0,6V = 0,28V. Зная, что ток через R124 и R126 должен быть таким же (без учета базового тока Q108), ток через R124 составляет 0,006А (6 мА) при 0,28 В. Используя формулу V/I=R, мы получаем 0,28V / 0,006A = 46,7R (на всякий случай и принимая во внимание, что напряжение и ток могут быть не в фазе до 45 градусов, выберите значение резистора ниже 46,7 R (например, 39R). Поскольку MJL-это грубые устройства, вы можете быть особенно осторожны при использовании других устройств вывода. Выберите предохранители в соответствии с приведенным выше расчетом. В приведенном выше случае подходящим значением будет 16AT (app. 3,5 А для каждого из четырех выходных устройств = 14 А, а затем немного округлите в большую сторону). 5. В пятой части описывается последовательность монтажа элементов на плату, поэтому эту информацию я пропущу. 6. Предварительное тестирование.  Теперь вы можете выполнить предварительный тест без подключенных устройств вывода. Обратите внимание! В зависимости от напряжения на рельсах приводные транзисторы Q110 и Q111 могут сильно нагреться или даже взорваться, если они не оснащены радиаторами ! Подключите регулируемый источник постоянного тока напряжением от +/-30 до 60 вольт к клеммам +DC и –DC с надписью “Supply to Voltage Amp” (Питание усилителя напряжения). Положительный провод на клемму +DC и отрицательный провод на клемму –DC, используя предохранитель от 0,5 до 1A в каждой линии питания. Подключите GND источника питания как к клеммной колодке питания на плате, так и к входному GND терминала. (рисунок выше).  Подключите вольтметр постоянного тока между “tp A” (на R118) и “tp C” (на R119) – Положительный вход вольтметра в “tp A”. Включите питание и следите за показаниями прибора. Тщательно отрегулируйте потенциометр смещения R114. Если показания напряжения изменяются, и вы можете настроить их на 1,4 В, то, похоже, все в порядке. Простыми словами, вольтметр, подключенный поочередно к резисторам R118 и R119 должен показывать 1,4 Вольта, регулируется подстроечным резистором BIAS. Измерьте напряжение между “tp B” (резистор R118) относительно Gnd. Показания должны быть не более 50 мВ (смещение постоянного тока). Если нет, сделайте быстрое измерение по каждому стабилитрону, чтобы убедиться, что +/-15В к операционному усилителю присутствуют и нет перекоса. Затем отключите питание и проверьте, нет ли плохой пайки и т. д. 7. Окончательная сборка и испытания. Если результат предварительного тестирования был в порядке, установите выходные транзисторы Q112...Q119 так же, как описано выше. Теперь прикрепите полностью собранную печатную плату к радиатору. ВАЖНО! НЕ ЗАБУДЬТЕ ИСПОЛЬЗОВАТЬ ИЗОЛЯЦИОННЫЕ ПРОКЛАДКИ И ТЕПЛОПРОВОДЯЩУЮ ПАСТУ МЕЖДУ ВСЕМИ ТРАНЗИСТОРАМИ, КОНТАКТИРУЮЩИМИ С РАДИАТОРОМ! После установки печатной платы используйте омметр, чтобы проверить, что ни один из транзисторов смещения, драйвера и выходных транзисторов не соединяется с теплоотводом. Заключительный тест. Подсоедините провода питания как к “Supply to Voltage Amp”, так и к “Supply to Output Stage”. Не забудьте подключить входной Gnd к GND источника питания. Подключите минусовой провод измерителя напряжения к GND источника питания и включите усилитель.  Измерьте напряжение на R128 (“tp E” и “tp F”) и отрегулируйте триммер смещения R114 следующим образом, чтобы установить смещение на 50 мА: Если R128=0,22 R: 10mV, если R128=0,33 R: 16mV и если R128=0,47 R: 23mV. Затем измерьте поперек R129 (“tp G” и “tp H”). Показания должны быть примерно одинаковыми. Проверьте показания прибора и отрегулируйте триммер смещения в соответствии с вышеизложенным каждые 5 минут в течение получаса. Через 30 минут смещение должно стабилизироваться и измерения могут иметь только небольшие отклонения. Если у вас есть осциллограф и функциональный генератор, то подайте сигнал низкого уровня (например, синусоидальную волну 100 мВ/1 кГц) на входные клеммы и наблюдайте за выходом либо при “tp F”, либо при “tp H”.  Поскольку усилитель имеет коэффициент усиления около 25, теперь вы должны увидеть четкую синусоидальную волну 2,5 В. Если вы наблюдаете какие-либо перекрестные искажения, отрегулируйте триммер смещения R114 до тех пор, пока искажение не исчезнет. Медленно повышайте уровень входного сигнала до тех пор, пока усилитель не защелкнется, одновременно проверяя , нет ли аномальной обработки сигнала или колебаний на выходе. 9. Базовая проводка. Здесь показано с одной общей точкой заземления (Start Ground)  10. Предложение по питанию. Рекомендуемая спецификация. Напряжение на рельсах: от +/-30 до 60 вольт постоянного тока с общим заземлением. Мощность трансформатора: от 300 до 500 Вт на канал. Конденсаторная батарея: мин. 2x15.000uF с параллелью 2x100nF. Ниже приведен пример простого источника питания для усилителя мощности LYNX:  Thanks to Rod Elliott. Удачного повторения. Размер архива - 1,7 Mb.
 Просмотрело: 4353
Комментариев: 0
admin_yuriyk64
Понравилась новость? Не забудь поделиться ссылкой с друзьями в соцсетях.
Информация Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации. |
