Witam serdecznie.
Oto moje drugie podejście do nietypowego połączenia nowoczesnej techniki impulsowej we wzmacniaczach określanej mianem klasy D oraz klasyki elektroniki czyli lamp elektronowych. Obydwie konstrukcje wykorzystują układ scalony TPA3116D2 firmy Texas Instruments. W pierwszej konstrukcji w torze wstępnym wykorzystałem radzieckie lampy nuwistor typu 6С51Н (~7586) oraz jako wizualny atraktor subminiaturowe oczko magiczne typu DM70 (1M3) znane między innymi z radia Szarotka. Druga konstrukcja bazuje już na lampach powiedzmy "łatwo dostępnych", tor wstępny audio wykorzystuje chińskie lampy 6J1 (6Ж1П, 6F32, EF95, 6AK5, 6069) zaś w roli atraktora wizualnego chińskie oczko magiczne 6E2 (~EM87, ~6HU6).
Całość zasilana jest niskim napięciem 24V z zewnętrznego zasilacza, najlepiej impulsowego (tak, wiem że to dla niektórych herezja ale nowoczesne przetwornice bardzo szybko reagują na dynamiczne zmiany obciążenia zaś kolejną zaletą jest brak wnoszonego brumu 100Hz jaki występuje w liniowym zasilaczu sieciowym). Całość zmontowana na jednej płytce PCB, eliminacja dodatkowych kabelków. Niezbędne napięcia żarzenia, anodowe przedwzmacniacza oraz anodowe lampy wskaźnika uzyskiwane są z przetwornic umieszczonych na tejże płytce. Jedynie głowny zasilacz stanowi urządzenie zewnętrzne zgodnie z obecnym domunująym już trendem w sprzęcie elektornicznym powszechnego użytku. W drugiej konstrukcji możliwym jest umieszczenie całości w ściśle dopasowanej obudowy lub umieszczenie jej w większej obudowe z dodatkowymi modułami jak zasilacz, selektor wejśc itp.
Czułość wzmacniacza została ustalona tak aby odpowiadała standardowemu poziomowi komercyjnemu (-10dBm = 316mVrms) z dodatkowym zapasem czułości. Pasmo przenoszenia zostało przyjęte jako parametr wyjściowy projektu nie gorsze niż 20 Hz - 20kHz ze spadkiem 0.5dB. Zbędne częstotliwości ponadakustyczne są tłumione dodatkowymi filtrami dolnoprzepustowymi.
Układ sterowania magicznym okiem, dość nietypowy bazujący na opblikowanym w latach 60-tych w radzieckim czasopiśmie Радио. Układ ten cechuje się wykorzystaniem techniki refleksowej (wydającej się starodawną dzisiaj), która oferuje dużą czułość wejściową oraz wprowadzaniem dodatkowych stałych czasowych oddzielnych dla narastania i dla opadania wskazania poziomu. W tym miejscu podkreślę, iż pomimo deklarowanej identyczności danych lampy 6E2 z danymi lampy EM87 w praktyce okazuje się, że są one nieco odmienne (błędem jest tym bardziej stawianie równości pomiędzy 6E2 a lampami EM84, 6FG6 czy 6Е3П). Lampa produkcji chińskiej wymaga ponad półtorakrotnie niższej rezystancji w anodzie triody sterującej w porównaniu z EM87. Ponadto zwracam uwagę na znaczne rorzuty parametrów tychże lamp, większe niż dla lamp renomowanych producentów nie będących odrzutami z produkcji. Przedmiotowy rezystor to R36 dla lampy EM87 jego wartość powinna wynosić około 180kΩ zaś dla chiśkiej 6E2 dla tego rezystora optymalna wartość leży w pobliżu 110kΩ. Koniecznym może się kiedyś okazać korekta rezystora R33 dla zapewnienia poprawnego zakresu regulacji czułości wskaźnika poziomu w przypadku stosowania lamp chińskiej produkcji zaleznie od ich jakości. (Dla lamp typu EM84 oraz 6FG6, 6Е3П rezystor R36 powinien mieć wyższą rezystancję około lub powyżej 330kΩ, czułość wskaźnika będzie o połowę niższa co wymusi modyfikację innych elementów, ponieważ lampy 6E2 i EM87 mają wyższą czułość, odpowiewnią dla tego projektu, to stąd wynika ich wybór na etapie projektu). Pozostaje jeszcze do omówienia rola tego przełącznika. Po wciśnięciu pomijamy dzielnik sygnału na wejściu do układu wskaźnikowego przez co lampa pracuje z dużą czułością co jest pożądane dla wykorzystywania wzmacniacz podczas dość cichego, kameralnego odtwarzania muzyki oferując żywe reakcje oczka magicznego na odtwarzaną muzykę.
W układzie zastosowano zabezpieczenia wejść i wyjść układu TPA3116 przed przepięciami powstającymi podczas załączania zasilania, w momencie gdy lampy już zyskują emisje oraz w chwili wyłączania zasilania. Są to elementy D1 i D2 oraz D3 wspomagane rezystorowymi dzielnikami 22kΩ / 56kΩ. Przepięcia te są wynikiem oczywistego faktu, iż człony RC zachowują sie jako człony różniczkujące. Dodatkowo wzmacniacz wyposażono w układ mute podczas załączania zasilania, zrealizowany mocno "siłowo" ale ten układ jest skuteczny zaś przekaźnik stanowi wymaganą dla prawidłowego dzialania funkcjonalność komparatora ze znaczną histerezą. Bez tego układu mute byłyby dwa stuknięcia w głośnikach, pierwszy po załączeniu zasilania co wynika z faktu, iż pojawia sie wysokie napięcie na anodach lampy 6J1 zaś drugie stuknięcie wynika z szybkiej zmiany napięcia na anodach lamp 6J1 gdy katody już uzyskują odpowiednią dla emisji temperaturę.
Sam tor sygnałowy nie wymaga szczegółowego opisu. Stopnie na lampach to klasyczne stopnie oporowe zbudowane na triodach (pentody połącozne triodowo). Rezystor katodowy niezablokowany czyli mamy lokalne USZ dla każdej z tych lamp. Elementy C5, R11 i C7 w kanale lewym oraz C6, R12 i C8 w kanale prawym stanowią filtr ograniczający od góry pasmo przenoszenia. Dodatkowym wspomnianym filtrem dolnoprzepustowym są elementy R1 i C1 w lewym kanale oraz R2 i C2 w prawym kanale. Tu dla przypomnienia fakt, że impedancja wyjściowa źródła sygnału ma wpływ na częstotliwość graniczną filtru, im wyższa impedancja źródła sygnału tym częstotliwość graniczna tych filtrów niższa. Współczesne źródła sygnału mają impedancję około 1kΩ a nawet niższą. Zastosowane wartości nie wprowadzają więc istotnego obcięcia górnej częstotliwości granicznej dla impednacji źródła nawet nieco powyżej 10kΩ.
Układ scalony TPA3116 pracuje w swojej typowej aplikacji. Jedyną róznicą jest dodanie snubberów RC przed wyjściowymi filtrami LC. Na wyjściu filtrów LC oczywiście są elementy RC tworzące obwody Zobla. Wybrano taktowanie układu TPA3116 równe 2.1MHz. Spadek sprawności stopni mocy nie jest istotnym, zaś wyższa częstotliwość kluczowania jest korzystną dla przenoszenia najwyższych częstotliwości przez impulsowy stopień mocy.
Teraz czas na przetwornice. Pierwsza to przetwornica buck (step-down) dostarczająca napiecie 6.3V dla żarzenia lamp. Wykorzystuje ona układ scalony LM2596 w swojej podstawowej aplikacji. Na wyjściu zastosowano dodatkowy filtr LC (L6, C54) tłumiący tętnienia o częstotliwości pracy przetwornicy. Ponieważ celem było uzyskania jak najniższych tętnień napięcia wyjściowego to użyte kondensatory C53 i C54 są typu hybrydowego (OSCON) oferującego bardzo niską wartość ESR. Niskie napięcie tętnień na wyjściu wymaga odpowiedniej kompensacji częstotliwościowej pętli regulacji napięcia wyjściowego - kondensator C51. Przetwornica pracuje stabilnie z dużym zapasem marginesu fazy. Zasilacz napięcia żarzenia wyposażono w regulację napięcia (filtr LC wnosi dodatkowy spadek napięcia trudny do wyspecyfikowania bo zależny od rozrzutu rezystancji szeregowej dławika). Pomiar napięcia żarzenia w punkcie testowym TP1.
Drugą przetwornicą jeast przetwornica boost (step-up) dostarczająca napięcie 52V dla zasilania lamp 6J1 wykorzystująca układ LM2585 . Wyższe napięcie niezbędne dla lampy wskaźnikowej 6E2 uzyskano za pomocą prostego tricku. Otóż w punkcie pomiędzy L7 a D9 mamy zmienne okresowo napięcie piłokształtne zmieniające się od 0V do 52V. Można je potraktować jako źródło prądu przemiennego o napięciu szczytowym około 26V. To napięcie przemienne podajemy na diodowo-kondensatorowy powielacz napięcia. Aby zmniejszyć ilość członów powielacza napiecie wyjściowe "podparty" jest "od dołu" napięciem wyjściowym przetwornicy równym 52V. Uzyskano w praktyce 206V napięcia anodowego dla lampy wskaźnikowej. Również dla zasilacza napięcia anodowego istotnym a nawet bardzo istotnym są niskie tętnienia tego napięcia. Oprócz zastosowania hybrydowych kondensatorów C59, C60 oraz C9 i C10 zastosowano filtr LC (L8, C60) wspólny dla obydwu kanałów oraz dodatkowe filtry tętnień RC indywidualnie dla każdego z kanałów (R13 i C9 oraz R14 i C10). Łączne tłumienie tętnień wyliczone teoretyczne dla anod lamp 6J1 jest większe od 100dB. Zważywszy na dośc wysoką czestotliwość pracy przetwornicy oraz na zastosowane filtry Π dolnoprzepustowe na wyjściu stopni lampowych mamy praktycznie całkowite wyeliminowanie pozostałości kluczowania tej przetwornicy. Pozostaje jedynie wspomnieć o nietypowym rezystorze R44. Otóż on jest bardzo istotny aby zapewnić stabilność pętli regulacji napiecia wyjściowego tej przetwornicy. Pomimo zastosowanej kompensacji częstotliwościowej (elementy R41 i C57) z powodu założonej niskiej amplitudy tęnień przy jednocześnie niskim natężeniu prądu obciążającego przetwornicę oraz bardzo niskiej wartości ESR kondensatora C59 niestety wbrew podanej przez proucenta ukłądu metody projektowej przetwornica wpada w oscylacje o częstotliwości około 2 - 5 kHz. Rezystor ten dodatkowo obciąża przetwornicę poprawiając margines fazy pętli regulacji napięcia wyjściowego. Umiejscowienie tego rezystor w tym miejscu a nie na wyjściu wydaje się dziwny ale zyskujemy dzięki temu jeszcze jedno - ciągłość przepływu prądu przez cewkę L7.
Załączanie zasilania. Załączanie i wyłączanie pradu stałęgo w obwodach kondensatorami nie jest trywialnym zagadnieniem. Styk wyłącznika w potencjometrze jest za delikatny. Koniecznym jest zastosowanie przekaźnika. Ale uwaga, standardowe przemysłowe przekaźniki 16A nawet w wykonaniu high inrush current po kilku, kilkunastu załączeniach skleją się. Użyto specjalnego typu przekaźnika ze stykiem pre-make tungsten. Te przekaźniki o nominalnym maksymalnym ciagłym natężeniu prądu płynącego przez styk równym 16A są zdolne wytrzymać ponad 500A impulsowego prądu udarowego. Skąd tak znaczny prąd udarowy? Bo mamy 6 kondensatorów 330µF mimo, iż to są standardowe aluminiowe kondensatory to jednak łączna wypadkowa wartość ESR nie przekracza kilkunastu mΩ. Styk potencjometru jest jeszcze bardziej delikatny od styków typowych przekaźników przemysłowych, które niestety szybko zawodzą w roli wyłącznika zasilania.
Dla minimalizacji przenikania zakłoceń od obwodów zasilania oraz dla minimalizacji przesłuchów istotnym jest odpowiedni layout PCB. Zastosowano cztery oddzielne masy połączone ze sobą jumperami 0Ω. Wyróżniono ogólną masę stopnia mocy, dwie masy przedwzmacniaczy lampowych i masę przetwornic. Płytka drukowana z materiału FR4 o grubości 1.55mm, dwustronna o grubości miedzi 35µm, pokryta obustronnie soldermaską i dwustronną warstwą opisową. Lampę wskaźnikową 6E2 umieszczono poziomo co wymagało użycia małej płytki z podstawką tej lampy zamontowaną prostopadle do głównej płytki wzmacniacza.
Brak odpowiednich złączy głośnikowych (w stałej ofercie oraz dostępnym, wiarygodnym rysunkiem wymiarowym niezbędnym dla przygotowania footprintu) lutowanych wprost do PCB wymusił zastosowanie złączy śrubowych rozłączalnych jako kompletów wtyk-gniazdo. To też efekt zastosowania zasady zero kabelków psujących zwartość konstrukcji zmontowanej PCB. Użyty radiator jest seryjnie produkowanym radiatorem zaprojektowanym dla płytki ewaluacyjnej układu TPA3116 oferowanej przez Texas Instruments. Model przełącznika wybrany takim aby osie potencjometru i tego przełącznika były na identycznej wysokości od powierzchni PCB.
Zmontowano przy użyciu zwykłej lutownicy zwarciowej, którą przylutowano bez większych trudności układ scalony TPA3116 w obudowie TSSOP32. Wystarczy jako pomoc w lutowaniu nieaktywny, płynny topnik kalafoniowy i plecionka miedziana.
Uzyskany zapas czułości dla poziomu -10dBm jest nie mniejszy niż 6dB. Impedancja głośników od 4Ω do 8Ω. Moc wyjściowa dla około 1% THD wynosi odpowiednio 2*50W i 2*32W przy napięciu zasilania wzmacniacza równym 24V. Maksymalne napięcie zasilania to 26V, minimalne to 18V. Wymiary PCB: 190mm * 110mm
Tyle tytułem wstępu.
Widok ogólny zmontowanego wzmacniacza:
Schemat ideowy:
Projekt głównej PCB:
Projekt płytki wskaźnika:
Reender głównej PCB:
Reender płytki wskaźnika:
Oto moje drugie podejście do nietypowego połączenia nowoczesnej techniki impulsowej we wzmacniaczach określanej mianem klasy D oraz klasyki elektroniki czyli lamp elektronowych. Obydwie konstrukcje wykorzystują układ scalony TPA3116D2 firmy Texas Instruments. W pierwszej konstrukcji w torze wstępnym wykorzystałem radzieckie lampy nuwistor typu 6С51Н (~7586) oraz jako wizualny atraktor subminiaturowe oczko magiczne typu DM70 (1M3) znane między innymi z radia Szarotka. Druga konstrukcja bazuje już na lampach powiedzmy "łatwo dostępnych", tor wstępny audio wykorzystuje chińskie lampy 6J1 (6Ж1П, 6F32, EF95, 6AK5, 6069) zaś w roli atraktora wizualnego chińskie oczko magiczne 6E2 (~EM87, ~6HU6).
Całość zasilana jest niskim napięciem 24V z zewnętrznego zasilacza, najlepiej impulsowego (tak, wiem że to dla niektórych herezja ale nowoczesne przetwornice bardzo szybko reagują na dynamiczne zmiany obciążenia zaś kolejną zaletą jest brak wnoszonego brumu 100Hz jaki występuje w liniowym zasilaczu sieciowym). Całość zmontowana na jednej płytce PCB, eliminacja dodatkowych kabelków. Niezbędne napięcia żarzenia, anodowe przedwzmacniacza oraz anodowe lampy wskaźnika uzyskiwane są z przetwornic umieszczonych na tejże płytce. Jedynie głowny zasilacz stanowi urządzenie zewnętrzne zgodnie z obecnym domunująym już trendem w sprzęcie elektornicznym powszechnego użytku. W drugiej konstrukcji możliwym jest umieszczenie całości w ściśle dopasowanej obudowy lub umieszczenie jej w większej obudowe z dodatkowymi modułami jak zasilacz, selektor wejśc itp.
Czułość wzmacniacza została ustalona tak aby odpowiadała standardowemu poziomowi komercyjnemu (-10dBm = 316mVrms) z dodatkowym zapasem czułości. Pasmo przenoszenia zostało przyjęte jako parametr wyjściowy projektu nie gorsze niż 20 Hz - 20kHz ze spadkiem 0.5dB. Zbędne częstotliwości ponadakustyczne są tłumione dodatkowymi filtrami dolnoprzepustowymi.
Układ sterowania magicznym okiem, dość nietypowy bazujący na opblikowanym w latach 60-tych w radzieckim czasopiśmie Радио. Układ ten cechuje się wykorzystaniem techniki refleksowej (wydającej się starodawną dzisiaj), która oferuje dużą czułość wejściową oraz wprowadzaniem dodatkowych stałych czasowych oddzielnych dla narastania i dla opadania wskazania poziomu. W tym miejscu podkreślę, iż pomimo deklarowanej identyczności danych lampy 6E2 z danymi lampy EM87 w praktyce okazuje się, że są one nieco odmienne (błędem jest tym bardziej stawianie równości pomiędzy 6E2 a lampami EM84, 6FG6 czy 6Е3П). Lampa produkcji chińskiej wymaga ponad półtorakrotnie niższej rezystancji w anodzie triody sterującej w porównaniu z EM87. Ponadto zwracam uwagę na znaczne rorzuty parametrów tychże lamp, większe niż dla lamp renomowanych producentów nie będących odrzutami z produkcji. Przedmiotowy rezystor to R36 dla lampy EM87 jego wartość powinna wynosić około 180kΩ zaś dla chiśkiej 6E2 dla tego rezystora optymalna wartość leży w pobliżu 110kΩ. Koniecznym może się kiedyś okazać korekta rezystora R33 dla zapewnienia poprawnego zakresu regulacji czułości wskaźnika poziomu w przypadku stosowania lamp chińskiej produkcji zaleznie od ich jakości. (Dla lamp typu EM84 oraz 6FG6, 6Е3П rezystor R36 powinien mieć wyższą rezystancję około lub powyżej 330kΩ, czułość wskaźnika będzie o połowę niższa co wymusi modyfikację innych elementów, ponieważ lampy 6E2 i EM87 mają wyższą czułość, odpowiewnią dla tego projektu, to stąd wynika ich wybór na etapie projektu). Pozostaje jeszcze do omówienia rola tego przełącznika. Po wciśnięciu pomijamy dzielnik sygnału na wejściu do układu wskaźnikowego przez co lampa pracuje z dużą czułością co jest pożądane dla wykorzystywania wzmacniacz podczas dość cichego, kameralnego odtwarzania muzyki oferując żywe reakcje oczka magicznego na odtwarzaną muzykę.
W układzie zastosowano zabezpieczenia wejść i wyjść układu TPA3116 przed przepięciami powstającymi podczas załączania zasilania, w momencie gdy lampy już zyskują emisje oraz w chwili wyłączania zasilania. Są to elementy D1 i D2 oraz D3 wspomagane rezystorowymi dzielnikami 22kΩ / 56kΩ. Przepięcia te są wynikiem oczywistego faktu, iż człony RC zachowują sie jako człony różniczkujące. Dodatkowo wzmacniacz wyposażono w układ mute podczas załączania zasilania, zrealizowany mocno "siłowo" ale ten układ jest skuteczny zaś przekaźnik stanowi wymaganą dla prawidłowego dzialania funkcjonalność komparatora ze znaczną histerezą. Bez tego układu mute byłyby dwa stuknięcia w głośnikach, pierwszy po załączeniu zasilania co wynika z faktu, iż pojawia sie wysokie napięcie na anodach lampy 6J1 zaś drugie stuknięcie wynika z szybkiej zmiany napięcia na anodach lamp 6J1 gdy katody już uzyskują odpowiednią dla emisji temperaturę.
Sam tor sygnałowy nie wymaga szczegółowego opisu. Stopnie na lampach to klasyczne stopnie oporowe zbudowane na triodach (pentody połącozne triodowo). Rezystor katodowy niezablokowany czyli mamy lokalne USZ dla każdej z tych lamp. Elementy C5, R11 i C7 w kanale lewym oraz C6, R12 i C8 w kanale prawym stanowią filtr ograniczający od góry pasmo przenoszenia. Dodatkowym wspomnianym filtrem dolnoprzepustowym są elementy R1 i C1 w lewym kanale oraz R2 i C2 w prawym kanale. Tu dla przypomnienia fakt, że impedancja wyjściowa źródła sygnału ma wpływ na częstotliwość graniczną filtru, im wyższa impedancja źródła sygnału tym częstotliwość graniczna tych filtrów niższa. Współczesne źródła sygnału mają impedancję około 1kΩ a nawet niższą. Zastosowane wartości nie wprowadzają więc istotnego obcięcia górnej częstotliwości granicznej dla impednacji źródła nawet nieco powyżej 10kΩ.
Układ scalony TPA3116 pracuje w swojej typowej aplikacji. Jedyną róznicą jest dodanie snubberów RC przed wyjściowymi filtrami LC. Na wyjściu filtrów LC oczywiście są elementy RC tworzące obwody Zobla. Wybrano taktowanie układu TPA3116 równe 2.1MHz. Spadek sprawności stopni mocy nie jest istotnym, zaś wyższa częstotliwość kluczowania jest korzystną dla przenoszenia najwyższych częstotliwości przez impulsowy stopień mocy.
Teraz czas na przetwornice. Pierwsza to przetwornica buck (step-down) dostarczająca napiecie 6.3V dla żarzenia lamp. Wykorzystuje ona układ scalony LM2596 w swojej podstawowej aplikacji. Na wyjściu zastosowano dodatkowy filtr LC (L6, C54) tłumiący tętnienia o częstotliwości pracy przetwornicy. Ponieważ celem było uzyskania jak najniższych tętnień napięcia wyjściowego to użyte kondensatory C53 i C54 są typu hybrydowego (OSCON) oferującego bardzo niską wartość ESR. Niskie napięcie tętnień na wyjściu wymaga odpowiedniej kompensacji częstotliwościowej pętli regulacji napięcia wyjściowego - kondensator C51. Przetwornica pracuje stabilnie z dużym zapasem marginesu fazy. Zasilacz napięcia żarzenia wyposażono w regulację napięcia (filtr LC wnosi dodatkowy spadek napięcia trudny do wyspecyfikowania bo zależny od rozrzutu rezystancji szeregowej dławika). Pomiar napięcia żarzenia w punkcie testowym TP1.
Drugą przetwornicą jeast przetwornica boost (step-up) dostarczająca napięcie 52V dla zasilania lamp 6J1 wykorzystująca układ LM2585 . Wyższe napięcie niezbędne dla lampy wskaźnikowej 6E2 uzyskano za pomocą prostego tricku. Otóż w punkcie pomiędzy L7 a D9 mamy zmienne okresowo napięcie piłokształtne zmieniające się od 0V do 52V. Można je potraktować jako źródło prądu przemiennego o napięciu szczytowym około 26V. To napięcie przemienne podajemy na diodowo-kondensatorowy powielacz napięcia. Aby zmniejszyć ilość członów powielacza napiecie wyjściowe "podparty" jest "od dołu" napięciem wyjściowym przetwornicy równym 52V. Uzyskano w praktyce 206V napięcia anodowego dla lampy wskaźnikowej. Również dla zasilacza napięcia anodowego istotnym a nawet bardzo istotnym są niskie tętnienia tego napięcia. Oprócz zastosowania hybrydowych kondensatorów C59, C60 oraz C9 i C10 zastosowano filtr LC (L8, C60) wspólny dla obydwu kanałów oraz dodatkowe filtry tętnień RC indywidualnie dla każdego z kanałów (R13 i C9 oraz R14 i C10). Łączne tłumienie tętnień wyliczone teoretyczne dla anod lamp 6J1 jest większe od 100dB. Zważywszy na dośc wysoką czestotliwość pracy przetwornicy oraz na zastosowane filtry Π dolnoprzepustowe na wyjściu stopni lampowych mamy praktycznie całkowite wyeliminowanie pozostałości kluczowania tej przetwornicy. Pozostaje jedynie wspomnieć o nietypowym rezystorze R44. Otóż on jest bardzo istotny aby zapewnić stabilność pętli regulacji napiecia wyjściowego tej przetwornicy. Pomimo zastosowanej kompensacji częstotliwościowej (elementy R41 i C57) z powodu założonej niskiej amplitudy tęnień przy jednocześnie niskim natężeniu prądu obciążającego przetwornicę oraz bardzo niskiej wartości ESR kondensatora C59 niestety wbrew podanej przez proucenta ukłądu metody projektowej przetwornica wpada w oscylacje o częstotliwości około 2 - 5 kHz. Rezystor ten dodatkowo obciąża przetwornicę poprawiając margines fazy pętli regulacji napięcia wyjściowego. Umiejscowienie tego rezystor w tym miejscu a nie na wyjściu wydaje się dziwny ale zyskujemy dzięki temu jeszcze jedno - ciągłość przepływu prądu przez cewkę L7.
Załączanie zasilania. Załączanie i wyłączanie pradu stałęgo w obwodach kondensatorami nie jest trywialnym zagadnieniem. Styk wyłącznika w potencjometrze jest za delikatny. Koniecznym jest zastosowanie przekaźnika. Ale uwaga, standardowe przemysłowe przekaźniki 16A nawet w wykonaniu high inrush current po kilku, kilkunastu załączeniach skleją się. Użyto specjalnego typu przekaźnika ze stykiem pre-make tungsten. Te przekaźniki o nominalnym maksymalnym ciagłym natężeniu prądu płynącego przez styk równym 16A są zdolne wytrzymać ponad 500A impulsowego prądu udarowego. Skąd tak znaczny prąd udarowy? Bo mamy 6 kondensatorów 330µF mimo, iż to są standardowe aluminiowe kondensatory to jednak łączna wypadkowa wartość ESR nie przekracza kilkunastu mΩ. Styk potencjometru jest jeszcze bardziej delikatny od styków typowych przekaźników przemysłowych, które niestety szybko zawodzą w roli wyłącznika zasilania.
Dla minimalizacji przenikania zakłoceń od obwodów zasilania oraz dla minimalizacji przesłuchów istotnym jest odpowiedni layout PCB. Zastosowano cztery oddzielne masy połączone ze sobą jumperami 0Ω. Wyróżniono ogólną masę stopnia mocy, dwie masy przedwzmacniaczy lampowych i masę przetwornic. Płytka drukowana z materiału FR4 o grubości 1.55mm, dwustronna o grubości miedzi 35µm, pokryta obustronnie soldermaską i dwustronną warstwą opisową. Lampę wskaźnikową 6E2 umieszczono poziomo co wymagało użycia małej płytki z podstawką tej lampy zamontowaną prostopadle do głównej płytki wzmacniacza.
Brak odpowiednich złączy głośnikowych (w stałej ofercie oraz dostępnym, wiarygodnym rysunkiem wymiarowym niezbędnym dla przygotowania footprintu) lutowanych wprost do PCB wymusił zastosowanie złączy śrubowych rozłączalnych jako kompletów wtyk-gniazdo. To też efekt zastosowania zasady zero kabelków psujących zwartość konstrukcji zmontowanej PCB. Użyty radiator jest seryjnie produkowanym radiatorem zaprojektowanym dla płytki ewaluacyjnej układu TPA3116 oferowanej przez Texas Instruments. Model przełącznika wybrany takim aby osie potencjometru i tego przełącznika były na identycznej wysokości od powierzchni PCB.
Zmontowano przy użyciu zwykłej lutownicy zwarciowej, którą przylutowano bez większych trudności układ scalony TPA3116 w obudowie TSSOP32. Wystarczy jako pomoc w lutowaniu nieaktywny, płynny topnik kalafoniowy i plecionka miedziana.
Uzyskany zapas czułości dla poziomu -10dBm jest nie mniejszy niż 6dB. Impedancja głośników od 4Ω do 8Ω. Moc wyjściowa dla około 1% THD wynosi odpowiednio 2*50W i 2*32W przy napięciu zasilania wzmacniacza równym 24V. Maksymalne napięcie zasilania to 26V, minimalne to 18V. Wymiary PCB: 190mm * 110mm
Tyle tytułem wstępu.
Widok ogólny zmontowanego wzmacniacza:
Schemat ideowy:
Projekt głównej PCB:
Projekt płytki wskaźnika:
Reender głównej PCB:
Reender płytki wskaźnika:
Cool? Ranking DIY