Feel the power of music :)

Усилитель LM3886 + AD825

Автор проекта: Audiomaniac (www.audiomaniac.net)

“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

amp-lm3886-aurora-04

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 =).

amp-lm3886-aurora-05

amp-lm3886-aurora-07

Вот готовые 4 канала :)

amp-lm3886-aurora-08

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 Top

LM3886 AD825 Bottom

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

P1100833      P1100834

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

P1100842

Долго  не мог сесть за паяльник, в силу ряда причин и собственной лени. Затем собрался и спаял грубо говоря за вечер.

DSC_0050_

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 у меня и нескольких моих знакомых.

Усилитель собран, упакован в коробку. Самая простая реализация. Было собрано несколько копий для друзей и знакомых, решили написать об этом небольшую статью-мануал. 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:

-_thumb2

Комплектация для плат была заказана на диджикее. Сборка не сложна, в целом проходит в два этапа с перекуром: сначала паяем smd элементы, затем все выводные. Собрал за один вечер.

DSC_0042

DSC_0043

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.

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.

С корпусом мы промучились долго. Изначально были разработаны две серии корпусов из алюминия. Серия “Simple”, со стенками толщиной 10мм, и “Power”, с мощными боковыми радиаторами. С высотой от 1U до 5U. Радиаторы, к слову, нестандартные, фрезерованные.

Case-compare_thumb1

С обработкой алюминия сложностей не возникло. Однако пока что получить качественное покрытие за вменяемые деньги нам не удалось. Либо цвет деталей неодинаковый (одна стенка светлее, другая темнее), либо на самой детали одна сторона чёрная, вторая — серая. И было такое, что покрытие просто стирается даже от прикосновения.

В общем, пока возились с гальваникой, были заказаны итальянские корпуса с modushop. Обзор корпуса можно прочитать вот тут: Итальянский корпус 1NPS02PN (modushop). Собирается нормально, 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 :). Фото кликабельны.

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.

, ,

  • http://facebook.com/profile.php?id=100002462302687 Maya Pashkevich

    Скоро соседи будут слушать то, что я люблю))

    • http://facebook.com/profile.php?id=100002469604057 Vitali Semashkevich

      на тех колонках, которые мы с тобой собирали вместе =)

  • Serg

    Душевная статейка!

  • http://vk.com/id24824985 Николай Кардаш

    Хорошая статья, синие платы порадовали исполнением и качеством :)

    • http://www.linkedin.com/profile/view?id=3u0mFuzqf9 Vitali Semashkevich

      Спасибо ) пишу кусками, по мере продвижения, и понимаю, что такой способ неудобен ни мне, ни читателям ) В след раз буду целиком статью публиковать, а не кусочками

  • http://vk.com/id83485755 Диль Алимов

    Виталий, а когда продолжение статьи будет? усилитель собран? можно ли на него посмотреть?
    печатки получил, спасибо !!!

    • http://facebook.com/profile.php?id=100002469604057 Vitali Semashkevich

      Приятно )). На днях допишу статью. Сейчас жду корпус, чтобы всё красиво упаковать ))

      • http://vk.com/id83485755 Диль Алимов

        Ждёмс с нетерпением)))

  • Эльбрус

    Витали можно заказать платы у тебя эти? я тоже хочу собрать

  • Евгений

    Нумерация контактов на моноблоках и общей схеме усилителя не совпадает . Пардон, смотрел последнюю схему. Все нормально

  • Евгений

    Где можно заказать печатные платы ?

  • http://facebook.com/profile.php?id=100002469604057 Vitali Semashkevich

    Написал вам на почту

  • http://vk.com/id244963712 Олег Дегтярёв

    А фаил для спринт лайота где можно скачать и список компонентов?

  • http://facebook.com/profile.php?id=100002469604057 Vitali Semashkevich

    Для спринт лэйаута нет, есть только в P-CAD 2006. Если нужно, напишите на diyaudioby@gmail.com

  • http://vk.com/id244963712 Олег Дегтярёв

    Платы я у вас закажу , а вот со сметой по комплектующим надо будет вечерок убить! И если можно вопрос вам задать , то замена трансформатора на 60 Ва 2х18 критична или нет? Не поймите не правельно, я просто совсем начинающий радиолюбитель!

  • http://facebook.com/profile.php?id=100002469604057 Vitali Semashkevich

    Нет, замена такая не критична, даже лучше. По поводу комплектующих — посмотрите в разделе «Документация», там схемы и партлисты. Если будут вопросы — пишите на email.

  • Anonymous

    Не опасно конденсаторы так близко к радиатору ставить?

  • http://facebook.com/profile.php?id=100002469604057 Vitali Semashkevich

    Не опасно, греются максимум до 50 град, это если на полную мощность эксплуатировать усилитель

  • https://www.facebook.com/app_scoped_user_id/625795360904409/ Ruslan Korchakov

    Хотел бы заказать платы и, если возможно, основные радиокомпоненты. Как это можно сделать? Сколь будет стоить доставка в Украину?
    Также интересует, какая версия усилителя на lm3886 наиболее качественна по звуку среди тех к которым вы реализовываете платы?

  • http://facebook.com/profile.php?id=100002469604057 Vitali Semashkevich

    По поводу заказа плат — отписал на почту. Что касается наиболее качественного звука, однозначно ответить сложно, всё зависит от источника сигнала и АС.

  • https://www.facebook.com/app_scoped_user_id/625795360904409/ Ruslan Korchakov

    Источник: комп+китайский ЦАП на AK4990
    АС: доведенные до ума колонки Edifier c200