Усилитель LM3886 + AD825

“Каждый радиолюбитель обязан собрать усилитель на LM3886 или TDA7294” (найдено на просторах интернета)”

Понадобился мне усилитель. Да и не один, а целых четыре. Для биампинга. Чтобы простой и надёжный. И недорогой =). В закромах лежали когда-то купленные чипы LM3886, поэтому выбор был очевиден. Перелопатил кучу форумов в поисках рецепта приготовления. Схем включения достаточно много, начиная от классических даташитовских, и заканчивая гейнклонами и мауро. Наткнулся на любопытную ветку на веге – Усилитель на LM3886 c хорошим звучанием: возвращение LM3886 — второй заход, почитал отзывы и решил повторить с небольшими изменениями. Первая часть схемы представлена ниже.

LM3886 AD825 first version

Инвертирующее включение с входным буфером на AD825. На вегалабе ветка вызвала бурное обсуждение и споры с переходом на личности, в итоге была снесена в отстойник. Желающие могут пройти по ссылке выше и почитать. Для нежелающих – небольшое резюме касательно схемы 🙂 Конструкция представляет собой моноблок, выпрямитель и фильтр блока питания собраны на ПП усилителя, цепи питания имеют минимальную длину. Элементы С1-С5, R2-R6 образуют снаббер, выполнен на smd-элементах. Фильтр БП наборный, вместо 2 больших банок – несколько маленьких, и это связано в первую очередь с габаритами платы и самих банок фильтра. В сумме 8.000uF в плечо. В оригинале немного больше, но это не критично. Я не сторонник десятков тысяч в фильтре. Ближайшие к lm-ке электролиты должны быть ультра-лоу-еср максимального качества (Panasonic FC, FM). С электролитами общего назначения будет скорее всего хуже. Я для успокоения души ставлю FC серию, с остальными электролитами не сравнивал. Питание ОУ реализовано на стабилитронах, этого достаточно и нет необходимости ставить интегральный стабилизатор. Лишние детали. Цепь Mute запитана от «чистой» шины -15V, соответственно пересчитаны номиналы RC-цепочки. Вся обвязка AD и LM выполнена опять же на smd-элементах, для экономии места.

Печатная плата ниже. Разводка немногим отличается от оригинала, сделал так, как нравится мне. Не мог удержаться от изобретения собственного велосипеда )

amp-lm3886-aurora-02

amp-lm3886-aurora-03

Плата односторонняя, чтобы можно было выполнить ЛУТ-ом, размеры 120мм х 50мм. Силовые и сигнальные цепи максимально коротки. Земли также физически разделены на силовую и сигнальную. Трассировка выполнена на нижней стороне платы, верхний слой может быть стравлен или оставлен в качестве экрана. Хочется заводской вариант платы, двухсторонний, с маской/шелкографией, но после запуска прототипа.

DSC_0148

DSC_0142

Сборка начинается с установки и пайки smd резисторов и конденсаторов на нижней стороне ПП, затем резисторы, стабилитроны и диоды Шотки на верхней стороне, и последними электролиты. Я сразу собирал 4 платы, для биампинга ). На фото не хватает трёх резисторов, где-то едут =).

DSC_0072

DSC_0098

Вот готовые 4 канала 🙂

DSC_0084

Идём дальше. Вторая часть схемы – сетевой фильтр, трансформаторы питания, регулятор громкости и выходные фильтры.

amp-lm3886-aurora-09

Сетевой фильтр – элементы C1-L1. L1 — синфазный дроссель (например Murata PLA) индуктивностью не менее 3мгн (лучше больше) на ток 1.5-2А. C1 – помехоподавляющий, тип X2, ёмкость – 0,47-1uF. Фильтр можно собрать навесным монтажом на сетевом разъёме XP1, а можно собрать на печатной плате. Я собрал навесным.

Выходной фильтр – их два, по одному на канал. Размещается на выходных клеммах, не вплотную ко входу. Катушка 10-12 витков эмальпровода 1мм на оправке диаметром 10мм и R-C цепь на землю 0.068 (0.1) мкф — 18(22) ом. Конденсатор — любой пленочный, резистор — любой непроволочный мощностью 0.5вт (MF-0.5 или подобное). Для чего он нужен и нужен ли вообще, можно прочитать тут: Цепь Цобеля и RL цепь на выходе. В целях экономии времени собрано также навесным монтажом.

Трансформаторы – TALEMA 55122-P1S2, 50ВА, 2х18В, на каждый канал – свой трансформатор. Вот такие замечательные трансформаторы приехали с tme.eu.

DSC_0015

DSC_0013

Переменный резистор – сдвоенный, сопротивлением не выше 10 кОм, максимального качества (Alps к примеру).  Разделительная емкость для РГ номиналом 10к оптимальна в пределах 0.47-0.68мкф. Этот конденсатор совместно с РГ образует фильтр верхних частот с частотой среза около 20гц, который ослабляет инфразвуковой мусор, присутствующий во многих записях, что приводит к снижению интермодуляционных искажений в АС и «разгрузке» источника питания усилителя.

Макет собирался на шасси в корпусе от какого-то тюнера. Фоток не осталось, потому как собирался “по быстрому”. Так и остался там, пока не был разобран и все 4 платы уехали в Казахстан. Между тем, схема стала настолько популярной, что приняли решение сделать заводские платы, с маской и  шелкографией.

На вегалабе тем временем схема была немного “твикнута”. Не инвертирующий вход LM3886 посажен на землю, в ООС буферного ОУ паралельно резистору установлена ёмкость в 10pF, и немного пересчитаны номиналы схемы. В фильтре БП я оставил по 9900 uF в плечо. Актуальная схема ниже.

LM3886 AD825 Schematic

Печать немного изменилась ) Размеры уменьшены до 50mm x 100mm, переразведены входные цепи, сверху на верхнем слое залит земляной полигон.

LM3886-AD825-Top1

LM3886-AD825-Bottom1

Заказаны заводские печатные платы, маска синего цвета, белая шелкография, толщина меди 35 мкм. Фото ниже. Качество изготовления просто класс, ничего не перепутано =)

P11008331

P1100834

Пока рассматривал платы со всех сторон, приехала комплектация с диджикея. Можно и собирать.

P1100842cc

Сборка не сложна, в целом проходит в два этапа с перекуром: сначала паяем smd элементы, затем все выводные.  Долго  не мог сесть за паяльник, в силу ряда причин и собственной лени. Затем собрался и спаял грубо говоря за вечер.

DSC_0042

DSC_0050_

Радиатор и LM. Тут есть один момент. Для того, чтобы ровно распаять LM-ки, сначала сверлим в радиаторе отверстие (под резьбу M3 диаметр сверла – 2,5мм) для крепления микросхемы, прикручиваем микросхему к радиатору, монтируем на плату. Чертёж разметки под радиатор — ниже.

lm3886_ad825_drill_heater

Нарезаем резьбу М3, монтируем микросхемы на радиатор. Мне попались микросхемы с корпусом TF (изолированные), соответственно использовать слюду или термопрокладку не надо.

amp-lm3886-aurora-06

Прихватываем в нескольких точках ноги, снимаем микру с радиатора и пропаиваем ноги с двух сторон платы. Также в нижней части радиатора сверлим два отверстия М3, чтобы прикрутить сами радиаторы к днищу или монтажной плите. Это необязательно, но так надёжнее :). Фото не делал, ввиду очевидности процесса.

Также был собран рабочий макет, на фанерке.

DSC_0015_

DSC_0018_

DSC_0020

DSC_0023_

Оба канала запустились сразу же, после подачи питания. Щелчков при включении / выключении нет. Специально повесил динамик на выход, чтобы посмотреть, есть ли фон, как оказалось, фон отсутствует. Пробовал по разному, с подключённым источником и без, на разной громкости. Результат удовлетворил.

Измерений параметров я не проводил, благо того, что они уже измерены и выложены на форуме, а также на сайте у Аудиоманьяка. Вылавливать блох, измеряя, что изменилось от замены одного типа резистора или конденсатора на другой, я не стал. Единственное, попробовал поиграть с разными ОУ на входе, звук понравился с OPA132. Но по итогу оставил AD825. Ну и естественно, пощупал осциллографом выход с плат, на отсутствие генерации. На собранных мною 12-ти платах возбуда не обнаружено. Картинки заснять я не додумался, но “мысль зафиксирована”. Постоянка на выходе лежала в пределах от 11 до 18мВ. И на мой взгляд, необходимости в выходном RLC фильтре нет.

В общем, повторяемость у схемы отличная. И стоимость не кусается, нет дефицитных, трудно доставаемых деталей. Собрать при желании можно за выходные.  Лично мне звук понравился, пару плат поселилось в заводском корпусе. Также было собрано несколько копий для друзей и знакомых. Самая простая реализация. Собственно, комплектация получилась такой:

  • корпус 1NPS02PN (modushop);
  • два канала LM3886 + AD825;
  • трансформаторы Talema 55122-P1S2 (2x18V 50VA);
  • РГ – Alps RK27 2x10k
  • разъёмы, ручки, ножки – made in china.

Общая схема такая:

common

Итальянский корпус 1NPS02PN (modushop). Собирается нормально, но есть некоторые нюансы, доводятся до ума болгаркой и напильником =). Да, кстати, обязательно берите в комплекте с корпусом шасси, как на фото ниже. Во первых, уже есть много отверстий с шагом 10х10мм, удобно компоновать платы, трансы, и прикручивать их. А во вторых, нижнюю крышку дырявить не придётся, винты торчать не будут. Особенно актуально, если вдруг необходимо подвинуть что-то, а новое отверстие сверлить не хочется.

IMG_0951

Первым делом размечаем нижнюю крышку и прикручиваем ножки. Да, ноги, которые идут в комплекте с корпусом – никуда не годятся. Им на замену были куплены алюминиевые ножки китайского происхождения, чёрного цвета, глянцевые.

DSC_0013

DSC_0015

Далее –   дизайн передней / задней панели и компоновка . Имея на руках сам корпус и чертежи, скачанные с modushop, нарисовал 3D модель корпуса (на будущее). Дизайн передней панели. По центру ручка регулировки громкости, слева – кнопка включения. Над кнопкой – светодиод для индикации состояния усилителя (вкл/выкл). Спартанский стиль. Минимализм нынче в моде. Надписи под лазерную гравировку.

Front panel

Разместил разъёмы на задней панели. Пришлось их сдвинуть относительно центра, дабы иметь нормальный внешний вид.

Rear panel

Получил панели с гравировкой и фрезерованными отверстиями. К слову, лазерная гравировка обошлась ровно в 5 раз дешевле, чем шелкография (если считать, что панель делалась в единичном экземпляре). На задней панели надписи не гравировал, т.к специалисты сказали, что цвет гравировки будет отличатся от передней панели, т.к материал – сталь. Теперь жалею, надо было всё-таки попробовать.

DSC_0062

DSC_0079

Многие ошибочно полагают, что в названии “М30” цифры – это мощность. На самом же деле это не так. Были названия и соната, и сюита, и камертон, и ещё какие-то, не помню уже. Однако всё это очень пафосно, было решено присвоить букву и пару цифр. Как в армии. И ниже обычная надпись – “Stereo Amplifier”, потому как наносить надписи типа хифи или хиенд считаю признаком дурного тона :).

Вариантов компоновки несколько. Можно расположить платы так, как показано на рисунках ниже.

Comp_1

Comp_2

Как видите, свободного места много, можно ещё пару каналов запихнуть в корпус + приятные фишки типа ДУ, селектор входов и так далее. Я выбрал вариант слева. Прикидываем, как это будет смотреться в реальном корпусе.

DSC_0071

Для крепления РГ были заказаны уголки из стали толщиной 1мм. На будущее, лучше всего делать уголки из 2мм стали. Вал потенциометра связан со штангой и ручкой регулятора через алюминиевую муфту. Такое решение не очень хорошее, нужно очень точно совместить осевые линии валов, зато недорогое, отрегулировать положение потенциометра можно. Штанга – стальная трубка диаметром 6мм.

DSC_0069_

Далее подпаиваем входные / выходные провода к платам и РГ, размещаем платы и трансформаторы, прикручиваем всё это к шасси.

DSC_0077

Припаиваем на вход конденсаторы. У меня были запасы полипропиленовых радиальных конденсаторов “ERO” 0,47uF (lf; не помню, откуда). Также для эксперимента на макете пробовал ставить всё, что было под рукой – и К73-17, и даж К10-17 извратился поставить, Epcos, Wima, Rifa. С керамикой звук  мёртвый, с металлоплёнкой – резковат. Оставил ERO.

DSC_0078

Временно закрепил конденсаторы стяжкой. По дилетантски, потом заменил на скобу. Обратно собираем корпус, припаиваем сигнальные провода ко входным и выходным разъёмам, а также питающие провода к сетевому разъёму через предохранитель. Предохранитель рекомендую ставить всегда. Также окончательно монтируем штангу РГ. Сигнальные земли соединяются на кронштейне крепления РГ (на фото виден болт с шайбой). RLC фильтр я не ставил.

DSC_0082

DSC_0088

На передней панели разместились кнопка включения питания и светодиод для индикации питания. Насчёт кнопки есть несколько решений – либо кнопка с фиксацией положения, самый простой вариант, либо либо без фиксации. Второе решение более изящно, что-ли, однако требует наличия “дежурного БП”. В этом варианте упростили, поставили обычную кнопку с фиксацией. Кнопка крепится к панели на винтах-стойках М3, для возможности регулировки вылета колпачка. Отррегулировал, чтобы ничего не шаркало и не затиралось.

DSC_0106

С колпачками для кнопки были проблемы, готовые варианты были колхозными. Диаметр колпачка 10мм, цвет чёрный. Как оказалось, найти такие поштучно – проблема. Либо покупай мешок (100 штук). А хуже всего, что этот мех так и останется лежать. С кнопкой помог товарищ на работе, выточил из нержавейки. Полировка, покраска + слой лака, чтобы краска не стиралась. Есть ещё одно решение для кнопок — полированные валы, которые используются для сборки станков ЧПУ и 3D принтеров. Диаметры валов там разные, 6-8-10-12мм и так далее. Продаются как в Китае, так и у нас. Можно напилить каких угодно кнопок разного диаметра. Светодиод запитан от +15В (через гасящий резистор) одного из каналов усилителя. Синего цвета, ибо мой любимый цвет 🙂

DSC_0124

Ну и пару фот собранного девайса, для полноты картины 🙂

DSC_0125

DSC_0126

Получилось так, как получилось. Что-то можно было сделать лучше либо по другому. Можно ещё добавить сетевой фильтр (или хотя бы кондер между первичными обмотками трансформаторов), и светодиод запитать по-другому, потому как ёмкости на БП разряжаются медленно, и светодиод точно также медленно гаснет. Сам процесс и результат мне понравился, такое и не стыдно показать людям и в стойку поставить.

Спасибо за внимание и репост.