(c) klausmobile 2000
Этот материал не предназначен для повторения. Я не могу гарантировать, что совершенно точно срисовал схему с платы. Думайте, господа...
Иногда, вглядываясь внутрь фирменного "заводского" изделия, после первой реакции - "ну и наворотили..." задаю себе вопрос - "а зачем?". А зачем, в самом деле, наворачивать странное нагромождение лишних резисторов, не влияющих на звучание (ну по крайней мере не улучшающих его)? И ведь пока не декодируешь полностью всю конструкцию, так и не поймешь к чему это все.
А ларчик открывается просто. Аппарат хоть и бытовой, но бортовой. Режимы его эксплуатации - такие, что в самом страшном сне не виделись бытовой аппаратуре. Поэтому и "лишние детали", на самом деле - совсем не лишние. Вот и попытаемся восстановить, как же в Аудисоне это сделано.
1. Хорошо лежим!
Конструктив - узкое корыто-радиатор - задает геометрию платы, узкой и длинной (нет, не зеленой а благородно-синей). При этом логично, что входные разъемы, коммутаторы и фильтры оказываются на одном торце (справа на рис.1), а силовой разъем - на противоположном. Там же оказались и акустические клеммы. Просто на "чистом" конце все место занято, больше некуда. Это вообще-то означает, что выходные печатные трассы (навесных проводов в схеме вовсе нет) проходят прямо под импульсным трансформатором. Ну и ладно, зато со стороны входов - все чисто. Между аналоговой и импульсной частями платы - "экран", образованный выходными емкостями преобразователя. Монтаж достаточно плотный, причем диоды выпрямителя установлены на вертикальных планках-радиаторах прямо над микросхемой ШИМ-контроллера. Ведь иначе пришлось бы отдать под диоды минимум шесть погонных сантиметров радиатора. На верхней (по рис.1) стороне его свободного места нет. На нижней - есть, но длинные дорожки от трансформатора конструктор, очевидно, счел источником помех и потерь, поэтому технологичностью сборки пожертвовали - зато теперь диоды распаяны всего в сантиметре от трансформатора.
Как минус, не влияющий на звук но осложняющий жизнь ремонтнику - помимо упомянутых диодов над платой отмечу еще слюдяные прокладки между транзисторами и радиатором. Дело в том, что при выдвигании-вдвигании платы в удерживающие ее пазы корыта они неизбежно сползают, так что их придется вставлять по одной, а это значит - отгибать транзисторы, а потом обратно их зажимать (отдельной клипсой каждый). Не заменить ли слюду на длинную силиконовую полосу?
Как плюс, тоже эфемерный но "душе приятно" - все компоненты, где есть маркировка производителя - из солидных конюшен (Philips, SGS, Motorola), особенно приятен выбор конденсаторов - только Elna (пусть и не Cerafine - cерия RE2, RE3 для аналоговых цепей и RSG для импульсных). Всегда бы так...
2. Крупными мазками
Вот так коммутируются блоки усилителя. Входной ключ с низким падением напряжения, управляемый сигналом Rem[ote], подает на внутреннюю слаботочную шину питания +12В. Ключ срабатывает при не менее 8В на управляющем входе с гистерезисом около 1В. Выходной ток ключа питает слаботочный вход ИС ШИМ контроллера, цепи коммутатора защиты, а также ключ, управляющий стабилизаторами напряжения в УМ. Питание выходных каскадов ШИМ контроллера (драйверы затворов) подается непосредственно с входной шины +12В через балластный резистор.
ШИМ контроллер выполнен на давно устаревшей ИС SG3525A, о нем дальше будет сказано особо. Обратная ШИМ связь - только по напряжению. Силовой преобразователь - внешне традиционная двухтактная схема (два ключа на плечо), но в нем две изюминки. Во-первых, странная цепь запуска затворов (о ней также поговорим). Во-вторых, токовая развязка выходной (аналоговой) земли от силовой земли через резистор 2кОм. Ну это как раз приятно, скачки тока преобразователя отсекаются от аналогового тракта.
Блок (коммутатор) защиты обеспечивает контроль по трем параметрам: перегрев радиатора (датчик расположен рядом с ключами ПН), превышение выходной тока каждого канала и постоянное напряжение на выходе каждого канала. Ток потребления всего усилителя не контролируется. Коммутатор выдает два сигнала управления а) наивысший приоритет, авария - блокировка преобразователя (Shutdown); б) Разрешение на открытие аналоговых ключей между кроссовером и УМ (Mute). Упомянутые ранее стабилизаторы (+ и - 15В, банальный стабилитрон + эмиттерный повторитель) - парные, один на НЧ пару каналов, другой - на ВЧ пару каналов и кроссоверное хозяйство. Оба управляются общим ключом, причем задача его - не столько запускать стабилизаторы, сколько отключать их при снятии сигнала REMOTE.
Кроме этого, в самих УМ есть традиционная защита по току нагрузки (шунтирование перехода база-эмиттер выходных каскадов), не связанная с коммутатором защиты. Его задача - срабатывать на кратковременные импульсы тока, которые по замыслу конструктора не должны приводить к аварийному отключению, а вот при долговременном превышении предельного тока - активируется другая цепь защиты, запрещающая работу УМ. Выходные LR-CR фильтры расположены непосредственно у внешенего акустического разъема.
Все это хозяйство собрано на дискретных элементах (ИС использованы только в кроссоверах и ШИМ контроллере), причем несмотря на достойную плотность монтажа, дорожки на плате и зазоры между ними - достаточно толстые, а переходных отверстий - не так уж и много (по сравнению с PPI и MTX). Кстати, построение блока защиты на ИС (компараторы, как в МТХ) наверняка заняло бы больше места на плате.
3. Мелким шрифтом: Входной ключ - ШИМ контроллер - Преобразователь
Внимание: нумерация компонентов на схемах условная и НЕ СООТВЕТСТВУЕТ маркировке на плате! Ее же, родную, под резисторами не видно!
... Рис.3. Схема-1: Входной ключ и силовые элементы преобразователя напряжения
... Рис.4. Cхема-2: ШИМ контроллер
Входной ключ (рис. 3) - самый обыкновенный, с pnp проходным транзистором (для минимального падения напряжения). Емкости, фильтрующие его выходную шину, распределены по плате рядом с потребителями и так же изображены в схеме. Похоже, разработчик очень уважает эту npn-pnp конструкцию, - далее она не один раз повторится в блоке защиты. Причем несмотря на дискретное построение, очень компактно смонтировано.
ШИМ контроллер (рис.4) вначале вызывает недоумение. Зачем этот странный транзистор Q52 во входной цепи усилителя ошибки? А это пороговый ключ, задающий паузу между импульсами двух плечей преобразователя. В отличие от TL494, где для этого есть внешний управляющий вход, в SG3525 для этого надо вмешиваться в цепь усилителя ошибки. Поскольку он достаточно быстрый, допустимы и манипуляции с уровнями входом в пределах одного такта (запрещенные в TL494). Фаза запирания усилителя ошибки практически не зависит от входного сигнала "датчика" ОС по напряжению. Зато она зависит от температуры транзистора - при комнатной температуре порядка 10% такта, при более высоких - не проверял, но пауза должна увеличиться.
ОС подключена к выходам ПН через относительно высокоомный делитель (Q87, R78-R81+RISO - суммарный ток 2.5 мА), поэтому практически не влияет на разницу потенциалов аналоговой и силовой земли. Делитель с первого взгляда несимметричен (по положительному и отрицательному напряжению), но на самом деле - коэффициенты передачи отклонений напряжения на каждой шине на управдяющий вход ИС практически одинаковы, примерно 0.045 (разумеется, когда Q52 закрыт). Обратите внимание - конструкторы не пожадничали и обвесили керамическими (и не только ими) конденсаторами все силовые и опорные выводы, непосредственно рядом с выводами, как и предписано.
Еще необычно - относительно высокоомные цепи запуска затворов - минимум 87 (фронт импульса), максимум 200 Ом (полка импульса) в цепи тока между выходом ИС и затворами.
Все обмотки трансформатора - как в теории - намотаны жгутами из лакового провода примерно 0.6 мм диаметром (во избежание потерь на скин-эффект). Жгуты толстые, но уложены компактно, так как сердечник - тор с высокой но узкой образующей - имеет относительно широкое отверстие. Порадовало грамотное - как в учебнике - размещение фильтрующих емкостей в цепи ключ-обмотка: непосредственно между истоками (земля) и общей точкой первички, с минимальными длинами токовой петли. Для этого использованы низкоиндуктивные импульсные электролиты Elna серии RSG (105C, Low ESR, Longlife). Дроссель выполнен на вертикально стоящем ферритовом стержне (h=20, d=10мм) толстой жилой d=2.2 мм.
Вторичная цепь - обычный мост со средней точкой. Антизвонных шунтов параллельно диодам - нет, зато для той же цели есть RC снабберы между горячими выводами вторичной обмотки. Обычно их ставят в первичную цепь, а тут и в первичке (R1C6) и во вторичке (R2C7). Выпрямитель нагружен непосредственно на Elnовские НЧ электролиты, шунтированные маленькой керамикой, далее дроссели (вертикальные, 1 cлой провода 1 мм на стержне 5*15 мм) и выходные электролиты.
4. Мелким шрифтом: Оконечный усилитель
... Рис. 6. Схема-3: Оконечный усилитель с управляемыми стабилизаторами (1 канал)
Полностью дискретная схема вполне традиционная - с комплементарными дифкаскадами на входе плюс комплементарный усилитель напряжения плюс 2-каскадный биполярный повторитель. Выходной каскад на одиночных транзисторах, так что заявленные 2*180Вт мостом не следует принимать буквально. Ни к чему ему такая нагрузка. Ток покоя выходного каскада - 20 мА. Выходные транзисторы - Motorola 2N6491, 2N6488 - имеют предельный постоянный ток коллектора 15А, предельное напряжение коллектор-эмиттер 80В (при 25С) и граничную частоту 5МГц при токе коллектора 1А. можно увидеть на сайте Шихмана. То же самое с поправкой на другие транзисторы и цепи коррекции.
Каждый УМ занимает около 6 погонных сантиметров радиатора. Транзисторы предвыходного повторителя и датчика температуры (Q6,8,9) размещены на радиаторе между силовыми транзисторами. При этом они прижаты (помимо обычной скобы) специальной планкой волнистого профиля, которая позволяет уместить три прибора в пластмассовом корпусе ТО-92 на площадке для одного корпуса ТО-220 (планка при этом еще и улучшает тепловой контакт).
На схеме рис.6 также показаны параметрический стабилизатор +/- 15В (фактически, 14.2 В при комнатной температуре) и ключ, запирающий стабилизатор при снятии сигнала REMOTE. На самом деле, стабилизаторов в усилителе только два (один на НЧ пару каналов, другой на ВЧ пару и кроссоверы), а ключ - и вовсе один, он сразу оба стабилизатора выключает.
(ждите) ... Рис. 8. Схема-4: Аналоговый коммутатор (1 канал)
5. Совсем мелким шрифтом: Кроссовер с плавной перестройкой 50 Гц - 5кГц
(ждите) ... рис.9. Узел плавной перестройки фильтров
6. Защищайтесь, господин Аудисон!
... рис.10. Схема-6: Блок защиты
Узел защиты от аварий и перегрузок на выходах УМ физически разнесен - датчики перегрузки расположены при каждом УМ, а датчики постоянного напряжения - сгруппированы отдельно от УМ. Этих последних - два, расположены попарно (учитывая то, что сигнал в каждой паре каналов в противофазе). Итого шесть выходов датчиков объединяются логическим И, и ток в любом из них открывает Q93 (нормально закрыт) и через ключ Q65-Q63 выдает высокий (запрещающий работу ПН) на линию Shutdown - при этом триггер защелкивается в состоянии Shutdown до снятия и повторного включения REMOTE. Обратите внимание на хитрые фильтры в цепи коллектор Q93 - база Q65.
Сигнал Shutdown также управляет инвертором Q91-Q64 (ну любят итальянцы такие ключики), выдающий сигнал MUTE (высокий уровень открывает, низкий - закрывает аналоговые коммутаторы). Обратите внимание на защитный диод D66 и постоянную времени R65-C55-R64. Она обеспечивает задержку включения и относительно быстрое выключение коммутатора при подаче-снятии сигнала REMOTE в штатном режиме.
7. Перечитывая пейджер...
Автор признателен , он же Железный Шихман, и , он же dB, за участие в правке материала. Материал будет корректироваться по мере выявления ляпов и очепяток.
И еще нельзя не высказать признательность собственно авторам конструкции. Как разработчикам принципиальной схемы (ну тут особенных новаций не отмечено, но ясно виден индивидуальный почерк конструктора), так и разработчикам платы. Из тех усилителей, в которых пришлось разбираться - MTX, PPI Powerclass, - плата Аудисона наиболее качественно задумана и неплохо выполнена.
Что имеется в виду: Компоненты размещены не как глупая машина положила (и такое бывает), а явно вручную и со знанием дела. В результате - короткие трассы, прежде всего сигнальные и силовые, минимум переходных отверстий. Количество "шин" из параллельных дорожек в МТХ-е просто поражает, в Аудисоне - необходимый минимум. Там, где разработчику (кажется, неодушевленному) МТХ-а изза неоптимального расположения деталей приходится тянуть пять дорожек, разработчику Аудисона достаточно двух. В результате дорожки увесистые, контактные площадки - массивные, паразитные индуктивности - минимальны. Надежность серии LR - по утверждениям источника, предпочитающего остаться инкогнито - лучшая среди Аудисоновских линеек.
С точки зрения механического конструктива - Аудисон не хуже других "бюджетников" выполнен, но MTX при втрое меньшей заявленной мощности явно выигрывает по массе, площади радиатора, и качеству теплового контакта. Да и в смысле гигиены - мелкие проточки на радиаторе Аудисона крайне сложно очищать от пыли. Силовые и акустические клеммники Аудисона также слабоваты (в буквальном смысле - не жестко закреплены). Кроме того, итальянцы - в отличие от остального мира - вывели вход Remote не на общий клеммник, а на стандартную ножевую клемму-папу, утопленную внутрь корпуса.
Ну и главный вопрос - а оно вообще играет? Скажем так - для "бюджетного усилителя" вполне неплохо, но его явный "почерк" (суховатый, легковесный) может с одной акустикой заиграть, а с другой нет. Главное - не требовать невозможного, не перегружать выходы - это не сабвуферный усилитель.
