Критерии

Усилитель мощности звука для домашней студии звукозаписи, конечно же, должен быть каким-то особенным! Но что же, собственно, он должен? На языке крутятся десятки эпитетов, но как ни парадоксально, гораздо лучше, если их не будет. И всё потому, что правильный усилитель мощности для звука не должен ничего добавлять "от себя".

"Прозрачный" - вот единственный критерий качества, необходимый аудио усилителю для работы в составе домашней студии звукозаписи.

Минимализм для творчества

Загляните в статью "Размышления о создании правильного усилителя мощности для звука". Никакой мистики. Просто не будем понапрасну всё усложнять, и сделаем только необходимое. В музыке тоже всего лишь семь нот, но быть шедевру искусства или не быть - зависит от того, как их сыграть.

Для решения задачи используем принципы минимализма. То есть, не применяем в своей конструкции ничего, не имеющего реального практического значения. По крайней мере для этой конкретной задачи: обеспечение звука в домашней студии звукозаписи.

В самом простом виде технические условия для студийного аудио усилителя сводятся к выбору выходной мощности, и согласования усилителя с акустической системой. Сделать остальные параметры неудовлетворительными ещё надо постараться, для этого тоже талант нужен.

Практика показывает, что мощности от 30W до 60 - 80W для студийного усилителя вполне достаточно.

К эксплуатационным требованиям я бы отнёс отключаемую тонкомпенсацию, регулировку громкости и переключатель входов. Хотя переключатель входов можно исключить, если с этим усилителем и акустической системой не предполагается активно использовать другие источники звука.

Ещё одна важная деталь. Этот усилитель наверняка будет эксплуатироваться только в своей собственной студии звукозаписи. То есть дома, стационарно. Значит, делать качественный, красивый и удобный корпус для этого усилителя мощности нет необходимости. Удобно должно быть лишь громкость регулировать.

Это означает, что количество функциональных узлов может быть на одну позицию меньше. То есть корпус для усилителя можно вовсе не делать, а ограничиться конструктивной жёсткостью таких компонентов как радиатор охлаждения и силовой трансформатор, или использовать готовый корпус от старого усилителя.

Например, мой студийный усилитель много лет назад поселился в корпусе из-под усилителя "Бриг 001", прекрасно работает и будет работать ещё много-много лет, на 100% удовлетворяя мои студийные запросы.

Регулятор громкости

Отключаемый тонкомпенсированный регулятор громкости я позаимствовал из того же усилителя мощности "Бриг 001", слегка модифицировав его.

При подборе номиналов я ориентировался на неизменность тонального баланса при регулировании громкости в конкретных условиях и на свой слух. Поэтому величина R1 и C2 немного отличаются от расчётных.

Блок питания

Блок питания, в принципе, без каких-либо особенностей, поэтому на рисунке не показан: обыкновенный силовой трансформатор мощностью от 100W и два раздельных выпрямителя, отдельно для каждого канала стерео усилителя.

Важный момент: у классических схем усилителей мощности выходной сигнал проходит последовательно через ёмкость выпрямителя. Поэтому, уделить внимание этому фильтру надо.

Проходные характеристики конденсаторов фильтра питания неидеальны. Для разных частот всего звукового диапазона конденсаторы имеют разное сопротивление. Поэтому,

• во-первых, нежелательно использовать один выпрямитель для двух каналов стерео усилителя, поскольку на этом участке будут складываться токи обеих каналов, которые могут приводить к замутнённости звука,
• во-вторых, от качества конденсаторов фильтра блока питания во многом зависит качество звука. Поэтому существует общее правило: параллельно конденсаторам большой ёмкости ставятся конденсаторы, имеющие хорошие характеристики в верхней части звукового диапазона. Желательно с лавсановой или полипропиленовой изоляцией, но только не керамические.

То есть, выпрямителя делаем два, для каждого канала свой. В выпрямитель ставим диоды шоттки.

Трансформатор здесь играет меньшую роль, лишь бы мощности хватало. Ориентировочно, в полтора раза больше расчётной суммарной выходной мощности обеих каналов усилителя. Два трансформатора - ещё лучше, но это уже не очень минимализм.

Схема усилителя мощности звука

Схема усилителя мощности звука - вопрос неоднозначный, но решим мы его также прагматично, в стиле минимализма. Для этого есть шикарная микросхема TDA7293 (или TDA7294). По совокупности характеристик она практически такая же, как и усилитель мощности LM386.

Не слушайте скептиков и снобов, считающих, что за такие деньги нельзя получить достаточно качественный звук. Просто сделайте этот аудио усилитель, и поработайте с ним. Вы обнаружите, что на самом деле, правильно собранный усилитель мощности на TDA7293 звучит правильно. Ничего не добавляет "от себя", обладает высокой детальностью и микродинамикой.

На первый взгляд, схема включения TDA7293 мало чем отличается от стандартного включения, рекомендованного изготовителем. Но отличия есть, их несколько, и они важны.

• Из схемы исключены все керамические конденсаторы. Вместо них вполне нормально работают металлоплёночные конденсаторы типа CL21 или К73-17. Ещё лучше - полипропиленовые CBB21 или К78-2.
• Исключены все лишние переходные конденсаторы. В цепи прохождения сигнала есть только один конденсатор на входе C1 1m - 4,7m CL21 или CBB21.
• Исключён конденсатор в цепи ООС (отрицательной обратной связи). Даже в таком включении напряжением смещения можно пренебречь. А вот то, что усилитель перестаёт при этом быть фильтром второго порядка - преимущество очень существенное, претендующее на уровень усилителей High End audio.

Для согласования с акустической системой усилитель Схема усилителя мощности на TDA7293мощности охвачен комбинированной обратной связью R5R6R9R11. Я ориентируюсь на активное сопротивление нагрузки. То есть, акустическая система - 3,5ом, и выходное сопротивление усилителя мощности - 3,5ом.

О согласовании подробнее я писал здесь. В отличие от адаптивного согласования усилителя мощности и акустической системы, при комбинированной обратной связи выходное сопротивление аудио усилителя не изменяется от сопротивления нагрузки. Но в целом, даёт очень хорошие результаты для звука, почти повторяя нагрузочную характеристику лампового усилителя.

Вот, кажется, и всё.

Да, ещё в этом усилителе мощности я сделал управление режимами "Standby" и "Mute" с помощью схемы на транзисторе VT1. Такая схема, в отличии от стандартной, позволяет отключать микросхему аккуратненько, плавно и быстро, не ожидая, пока начнут разряжаться конденсаторы блока питания. Если вам понадобится задержка и при включении, то последовательно с диодом VD1 следует включить резистор, а ёмкость C6 возможно потребуется увеличить.

Конструкция

Правильно собранный усилитель мощности - тема большая, но не такая страшная, как кажется. И самый важный секрет правильно собранного усилителя звука - это провода.

Всё очень просто.

Самое главное - не наделать земляных петель и не создать для входного сигнала усилителя мощности продольную помеху. Это значит, что все земляные выводы схемы должны сходится в одной точке, и не дублироваться через корпус, токопроводящие части деталей и т. д.

И особое внимание следует уделить точке заземления входной цепи. Дело в том, что двуполярное питание усилителя мощности создаёт дополнительные проблемы с определением этой самой точки заземления. Продольная помеха от тока пульсаций фильтра питания и выходного тока усилителя мощности может проявляться буквально на 1мм земляной шины и быть приложена ко входу. При этом интенсивность и асимметрия помехи зависит от уровня выходного сигнала.

Неоптимальность точки "земли" в усилителе с отрицательной обратной связью по току можно наблюдать на экране осциллографа, перемещая точку соединения датчика тока R11 с земляной шиной. Не забывайте только выключать усилитель перед перепайкой резистора в новую точку.

И ещё надо учесть, что участки общей "земли" для двух стереоканалов тоже добавляют мусора в звук.

Такая ситуация может создать грязь и муть в звуке, и способна испортить звучание самой хорошей схемы в мире. Более правильной здесь представляется схема усилителя мощности с однополярным питанием и разделёнными "землями", или в виде двух моноблоков. Но это тема другой статьи.

И так. Осталось соединить всё это.

Если кто не знает - на корпусе микросхемы "-" питания, не "земля". Поэтому я рекомендую поставить микросхемы через изолирующие прокладки. Сами радиаторы - от 500см² - 750см² на одну микросхему.

Всю схему я собирал, используя навесной монтаж, с помощью монтажной планки с лепестками. Это даёт большую гибкость в выборе деталей, при внесении в схему изменений или экспериментов.

Вот теперь всё.

Вот такой вот минимализм.

Сергей Шевгота