Блок питания jlh: Всё об усилителе JLH. Часть VI — Правильное питание — залог здоровья! — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Всё об усилителе JLH. Часть VI — Правильное питание — залог здоровья!

Когда мы начинали цикл статей об усилителе мощности JLH, мы просто хотели внести ясность: какая схемотехника заложена в этом легендарном усилителе, чем он так хорош и какие варианты бывают. Сейчас на просторах Рунета наблюдается очередная волна интереса к этой конструкции, активно подогреваемая нашими китайскими поставщиками наборов для сборки и готовых конструкций. Однако некоторые радиолюбители любую трёхкаскадную структуру начали называть усилителем JLH.

Мы даже не предполагали, что кто-то попытается повторить эту конструкцию по нашим публикациям. Тем не менее, такие читатели нашлись. И чтобы материал был максимально полным, да и для удовлетворения многочисленных просьб, мы решили дополнить статью описанием конструкций блоков питания для усилителя мощности JLH.

Итак, от качества питания напрямую зависит звучание вашего усилителя! Конечно, свой вклад вносит источник сигнала, акустические системы, да и сам усилитель мощности. Но с плохим источником питания улучшение других элементов тракта теряет смысл. Так что экономить на блоке питания настоятельно не рекомендуется. Это такая же важная часть вашей аудиосистемы, как и сам усилитель.

Надо напомнить, что усилитель мощности JLH работает в классе «А» и выходной каскад псевдо-двухтактный, что накладывает особые требования к источнику питания, как по мощности, так и по пульсациям выходного напряжения.

В блоке питания своего первого усилителя (образца 1969 года) сам Линсли Худ использовал электронный дроссель, чтобы получить приемлемые пульсации выходного напряжения и габариты самого источника питания. Это сейчас электролитические конденсаторы стали доступны по цене и небольшие по габаритам. В прошлом веке детали были гораздо больших размеров и массы.

С развитием радиотехники появились интегральные стабилизаторы типа LM78XX и LM79XX, поэтому блок питания для усилителя версии 1996 года стал стабилизированным. Из-за относительного низкого выходного тока таких микросхем их пришлось умощнить транзисторами:

Увеличение по клику

Для версии усилителя с однополярным питанием достаточно собрать только одно, верхнее плечо стабилизатора.

Усилитель варианта 2001 года обзавёлся блоком питания на регулируемых интегральных стабилизаторах LM317/LM337 (более тут уместных, чем LM7815), умощнённых составными транзисторами.

Увеличение по клику

Так как интегральные стабилизаторы не обеспечивают достаточный выходной ток и их приходится умощнять дополнительными транзисторами, то в более современных модификациях усилитель мощности JLH всё чаще запитывают от полностью дискретного стабилизатора напряжения. Без интегральных стабилизаторов схема получается не намного сложнее, но обеспечивает при этом достаточное качество питающего напряжения.

Увеличение по клику

Как в любом усилителе, в конструкции JLH для минимизации фона переменного тока сети важно правильно развести общий (земляной) проводник. Возможный вариант монтажа показан на схеме:

Увеличение по клику.

Для версии с однополярным питанием разводка аналогичная: общие проводники от разных узлов схемы соединяются «звездой» в одной точке — у конденсаторов блока питания. Шасси (корпус) соединяется с землёй только в одной точке, чаще всего у входных разъёмов. Но для минимизации уровня фона, возможно, что точку соединения придётся подбирать опытным путем. Всё зависит от вашего конструктива.

Статья подготовлена по материалам Интернета.

Главный редактор «РадиоГазеты».

История сборки усилителя JLH для Александра

В мае на мою электронную почту пришло письмо с вопросом: «Вечер добрый Руслан! Меня зовут Александр! Вы собираете усилитель jlh на заказ?». В принципе это не первый раз, когда меня об этом просят и обычно я отвечаю отказом, т. к. для меня собрать что-то из области аудио — это хобби, а не способ заработать. Пока есть куча других дел и работа в IT сфере, ну совсем не хочется тратить время на сопутствующую такому занятию возню (организация доставки, гарантия и пр.). Руководствуясь этими соображениями, я и ответил Александру, что не возьмусь за сборку. На что получил ответ: «

Понимаю Вас, пересылкой заниматься не нужно будет т.к. у меня супруга работает в Питере и забрать смог бы сам. Настаивать не буду, но если вдруг появиться желание, буду очень признателен! Планирую использовать акустику на топовых scanspeak чувствительностью 87Дб.» Хм… раз в Питере, раз есть желание получить именно JLH (немногие ценители музыки готовы довольствоваться десятью Вт на канал), тогда почему бы и нет. К тому же, перейдя на удаленку из-за известных всем событий начала 2020 года, высвободилось время, которое я обычно тратил на дорогу до офиса. Появилось желание чем-нибудь заняться. В общем закрутилось!

Хочу отметить, что у Александра уже есть ламповый усилитель, также собранный на заказ. Но ввиду крайне ограниченного срока службы ламп, их дороговизны и дополнительных сложностей, связанных с приобретением, ему захотелось иметь в составе своей системы что-то надежное и качественное для ежедневного прослушивания. Именно поэтому выбор пал на транзисторный усилитель А-класса, но цены на промышленные образцы, мягко говоря, кусаются.
Обсуждение деталей конструирования усилителя было достаточно долгим. Александр щепетильно подошел к вопросам будущей реализации, мотивируя это тем, что если не все предусмотрит, то потом будет переживать. Где-то мне даже приходилось проявлять настойчивость и находить разумные обоснования, чтобы реализация не превращалась в чрезмерную трату денег, т.к. профит от этих вложений будет стремиться к 0. В итоге основные требования к усилителю, на которых мы сошлись, были следующими:

Схема: классический JLH 1969.
Трансформатор: тор 18В x 2, 4 А, мощностью 150W.
Конденсаторы фильтра: EPCOS LongLife 3×10000 мкФ на канал.
Конденсаторы, используемые в схеме усилителя в критических местах: ELNA Silmic II, Nichicon FG, Mundorf MCap
Выходные транзисторы: Sanken 2SC2922 (Александр настоял, чтобы это были именно Sanken)
Потенциометр: ALPS
Наличие задержки включения и защиты АС (хоть защита и не принципиально из-за разделительного конденсатора на выходе)
Наличие двух пар входов (переключение простое — с помощью тумблера).
Терминалы: Audiocore.
Кнопка включения: антивандальная с синей подсветкой 🙂
Корпус: смотрели разные варианты на Али, но лучший по цене/качеству, размерам и площади радиаторов оказался тот, который я брал раньше.

Компоненты для такого, казалось бы простого, усилителя пришлось заказывать аж в четырех местах (Китай, «Чип и Дип», «Аудиомания», «Электронимпорткомплект»). В итоге только на ожидание всех необходимых для сборки деталей ушел практически месяц.

Элементы «сердца» усилителя. Пары выходных транзисторов Sanken 2SC2922 подобраны по равнозначности коэффициентов усиления

Детали для фильтра появились раньше остальных, с него и началась сборка. Пришлось хорошенько подумать, как разместить 6 шт. конденсаторов, чтобы они не помещали размещению остальных элементов усилителя в небольшом корпусе.

Диодные мосты выведены на обратную сторону, чтобы их можно было прикрутить к алюминиевому днищу корпуса усилителя, выполняющего роль радиатора

Технология изготовления печатных плат методом ЛУТ освоена на 100% :), с каждым разом качество дорожек на платах растет!

Один канал усилителя в собранном виде

В комплекте с транзисторами Sanken шли слюдяные прокладки. Это просто шикарно! Можно установить транзисторы с использованием термопасты для более эффективного отвода тепла. Александр попросил использовать хорошую термопасту, а именно Arctic Cooling MX-4 с характеристиками теплопроводности 8.

5 Вт/(м·K). Для сравнения, у популярной термопасты КПТ-8 теплопроводность равна всего 0.65 Вт/(м·K).

Выходной транзистор 2SC2922

А знаете, что за работа, при сборке этого усилителя, является самой кропотливой, сложной и нудной? Это нарезание резьбы M3x0.5 в радиаторах для держателей плат и болтов, с помощью которых крепятся транзисторы к радиатору. Помогли навыки, оставшиеся со школьных уроков труда. Очень важное знание — смазывать метчик маслом, иначе резьбу в алюминии срывает на раз два, и легко можно запороть работу.

Отверстия в радиаторе под крепеж плат усилителя, транзисторов и блока задержки включения

Трансформатор пришлось домотать, т.к. 18В «переменки» на токе 4А недостаточно для получения выпрямленного напряжения 30В, получается примерно 25 В. А добавить нужно немного — всего 9 витков для каждой обмотки. Также добавил еще одну обмотку на 12 В для питания платы задержки включения/защиты АС.
Для крепления трансформатора к корпусу усилителя из алюминиевой пластины было сделано П-образное крепление. В креплении есть отверстия с резьбой, что позволяет аккуратно и надежно закрепить трансформатор внутри корпуса. К креплению приклеены резиновые прокладки для виброразвязки трансформатора от корпуса, чтобы исключить возможное гудение.

Трансформатор и крепление

Днище корпуса тоже доработал. Оно не содержит отверстий для вентиляции, что плохо, учитывая высокую температуру внутри корпуса. Ряд достаточно больших отверстий добавил рядом с радиаторами, в том месте, где будут расположены платы левого и правого каналов усилителя. Также сделаны доп. отверстия под крепления платы выпрямителя и трансформатора.

Доработанная нижняя стенка корпуса

Диодные мосты тоже нуждаются в отводе тепла, поэтому крепятся болтами к днищу корпуса. На места крепления также нанесена термопаста

Первое (тестовое) включение обоих каналов — всегда волнительный момент! Но все работает замечательно, начальная регулировка сделана и звук на высоте! Можно продолжать сборку.

Тестовый прогон усилителя и точная подстройка тока покоя

При заказе на Али кнопки вкл/выкл с подсветкой не учел, что она может быть и без фиксации… И, как на зло, именно такая и пришла :(. Созвонился с Александром: мол так и так, кнопка без фиксации, ставим ту, что идет с корпусом или делаем standby mode? Александр выбрал standby. Вопросов нет, делаю плату под кнопку (А

что, будет классная фишка!), к тому же мне показалось, что проблем с подобной реализацией не будет, схем в интернете полно. Но первый блин оказался таки комом и мне пришлось переделывать плату.

Первая схема была построена на таймере NE555.

Первая (неудачная) схема включения/выключения кнопкой без фиксации

Решил делать сразу, без макета. Изготовил под схему плату с питанием от отдельного трансформатора ТПГ-2 (220/3.5В):

Но какое же разочарование меня ждало после ее включения. Оказалось, что при подаче питания она в большинстве случаев сразу включает реле! И это не все беды данной схемы. Она крайне нестабильно срабатывает на нажатие кнопки, при этом один из контактов кнопки очень чувствителен и срабатывает при простом прикосновении к нему, т.е. обеспечивая фактически сенсорный режим. В общем хочется пожелать жариться на сковородке тому, кто ее придумал и распространил в сети. В итоге плата была отправлена в мусорку после выпайки всех элементов.

На замену была найдена альтернативная схема, на основе мультивибратора. Я ее немного доработал, добавив транзистор Т3, диод D3 и реле RL, т.к. напряжения на коллекторе транзистора Т1 не хватало для включения реле, рассчитанного на 5 В.

Вторая схема включения/выключения кнопкой без фиксации

Чтобы не повторять ошибок прошлого проверил работоспособность схемы на макете 🙂

Функционирует эта схема абсолютно четко и надежно, как автомат Калашникова. За счет конденсатора C2, задающего смещение, при подаче питания реле никогда не включится, только после нажатия кнопки.

Блин, какой же крутой звук от кнопки и срабатывания реле включения! Как звук закрытия двери элитного автомобиля 🙂

Для потенциометра ALPS (регулятор громкости) также была сделана отдельная плата, обеспечивающая удобную пайку проводов от входных терминалов и входов усилителя. По просьбе Александра для защиты дорожек плат и других открытых элементов от окисления все платы и такие элементы были покрыты цапонлаком.

Плата потенциометра

На заднюю панель дополнительно добавлены: вторая пара входов, тумблер переключения входов и выключатель, полностью обесточивающий усилитель (плату standby mode).

Элементы на задней стенке корпуса

Хочу обратить внимание на тумблер переключения входов. Требования к нему высокие. Помимо надежности он должен обеспечивать очень качественный контакт. На нем решили не экономить. Взял тумблер МТ3 от НПП «Кузбассрадио» (для меня было открытием, что их до сих пор производят и устанавливают в высоконадежной аппаратуре спецтехники). Контакты этого тумблера покрыты серебром, а в их надежности можно не сомневаться. Я хорошо помню, как в советское время их устанавливали в передатчиках/приемниках связи, в т.ч. радиосвязи с самолетами (отец работал радиоинженером в аэропорту, в телекоммуникации, и мне неоднократно доводилось с ними сталкиваться). Практически космические/военные технологии 🙂

Про плату защиты и задержки включения АС особо рассказывать нечего, она достаточно проста. Заказал ее на Алиэкспрессе. Плата пришла в разобранном виде, собирается за полчаса. Между прочим сама плата с двухсторонней металлизацией и очень высокого (образцового) качества, прям рад за китайцев. Закрепил ее на радиаторе левого канала.

Размещение платы задержки включения акустики и платы standby

Общий вид «внутренностей» готового усилителя

Впечатления от прослушивания

Так как в этом усилителе были применены новые компоненты (транзисторы Sanken с более высоким коэффициентом усиления, чем у тошибовских 2SC5200, хорошие выходные конденсаторы), то интересно было провести сравнительные тесты с моим усилителем и проверить услышу ли я разницу.

Два «почти» близнеца

Для теста выбрал свой самый любимый джазовый альбом «This is all I ask», басиста Нильса-Хеннинга Эрстед-Педерсена (NHOP). На мой взгляд, работа крайне высочайшего качества, этот альбом прекрасно подходит для оценки качества аудиосистемы.

У меня изначально были сомнения по поводу разницы в звучании усилителей ибо одна и та же схемотехника, отличия по сути в мелочах, поэтому к тесту подходил с изрядной долей скептицизма. Тем не менее скептицизм был развеян после первых прослушиваний. Разница все-таки есть. Выражается она в несколько более ярком звучании тарелок, хай хэта и любых других металлических инструментов. Хочу заметить, что в данном случае яркое звучание не значит жесткое, скорее реалистичное! Мне приходилось в живую слышать, как звучат барабаны и металл тарелок на репетициях группы, в которой я подыгрывал на гитаре. Этот звук невозможно забыть, он очень яркий и сочный, и именно его частенько не хватает в звучании аудиосистемы!
Отсюда вывод, экономить на компонентах в этом усилителе не стоит, несмотря на простоту схемы, дьявол кроется в деталях. Очень важно знать, где можно применить простые элементы, а где лучше использовать топового качества. Интересно, что такого в него суют китайцы, массово штампующие JLH, и продающие аналоги фактически за копейки?

JLH 1969 с блоком питания для ноутбука

моппи

Член

16.01.2018 9:22

16.01.2018 9:22

Вам нужно будет добавить некоторую форму подавления помех. Умножитель конденсатора может быть достаточно хорошим, и JLH разработала по крайней мере один. Он также разработал пожиратель ряби.
Возможно, он решил, что это необходимо для получения наилучшего звука от некоторых его схем.

Много (+много) лет назад у меня был такой усилитель, и у него был довольно плохой PSRR, так что я мог слышать пульсацию питания. Если вам нужна хорошая производительность, вам, вероятно, следует использовать блок питания с линейной стабилизацией. Это лучший способ снизить уровень шума.

Блоки питания для ноутбуков могут страдать от проблем с нагревом, поскольку они часто не рассчитаны на постоянную подачу максимальной мощности без значительного нагрева. Для обычного класса D или AB это не проблема, потому что средняя мощность в музыке значительно ниже пиковой мощности, которая определяет максимальное использование громкости. Но класс A отличается тем, что он просто потребляет много энергии, независимо от используемой выходной мощности и типа музыки. Таким образом, помимо возможных проблем с пульсацией, вы можете столкнуться с перегревом блока питания.

У меня здесь есть запасной тороидальный трансформатор, но я не уверен, будет ли он под напряжением или нет. Трансформатор рассчитан на двойные первичные обмотки 0–15 В при 200 ВА. Какую мощность я получу от этого трансформатора? Я планирую сделать 10-ваттный JLH.

в зависимости от импеданса нагрузки
.
С одной обмоткой 15 В переменного тока вы получите около 21 В постоянного тока. При сопротивлении 8 Ом или выше вы получите менее 10 Вт. С двумя обмотками 15 В переменного тока вы получите, скажем, 41 В, что выходит за рамки графика, и вам потребуется * массивный * радиатор.

Джонатан Брайт
Участник
17-01-2018 5:39
#8
17-01-2018 5:39

@chumingo
Опубликованная схема oldDIY может быть использована в качестве шаблона для маломощной версии наушников.
Возможно, для этого нужен другой поток.
Для наушников не думаю, что нужно было бы больше 1Вт на канал, если что.
Первый вопрос — на какую мощность рассчитаны ваши наушники? И какой импеданс? Я видел от 32 до 64 Ом, а некоторые из них были около 40.
Я спрашиваю из-за прилагаемых измерений искажения REW из моего буфера Diamond в процессе работы для моего JLH. Первые измерения искажений показывают то, что я считаю нестабильностью, а вторые показывают улучшение, когда большой (18 нФ) конденсатор был добавлен от 100 Ом к земле. Третий показывает большой импульс в конденсаторах байпаса местного источника питания.
По-прежнему присутствует частота 60 Гц (отображается как 2-я гармоника 30 Гц, 3-я гармоника 20 Гц и т. д.) Источник питания — LM317/LM337 с шунтированными регулировочными клеммами и большими/хорошего качества шунтами на входах и выходы регуляторов.
Поскольку вам нужно только сбалансировать напряжения питания, как насчет того, чтобы просто добавить 78L12,79L12 в соответствующие шины питания с одним или двумя диодами и шунтирующими конденсаторами для хорошей меры. Я не думаю, что схемы HDAM могут предложить здесь что-то по сравнению с алмазным буфером, и вам все равно придется сбалансировать поставки.
Я всегда хотел попробовать знаменитый Jlh 1969 — теперь он почти готов в моем тестовом шасси. Входной транзистор BC560, расщепление фаз/ВА — BD139. Выход BD911 — выбран из 10шт 4 с наибольшим и равным Hfe. (пробывал и другие утилизированные транзисторы — BD 911 на картинке нет). Второй канал будет доделан завтра. Смещение со стандартными значениями = около 1,1 А. CRC фильтр — NOS 20 летний daewoo 3×4700 1R 3×4700 + 2200 на плате. Выход С = 4700 мкФ. вход С — 3uf3. питание 24В. Нет гула — тихий усилитель и звучит приятно даже с одним каналом.
@kozard-алмазные буферы подвержены шуму транзисторов, как и все транзисторные (и другие электронные) схемы. Но, возможно, это было немного отвлекающим маневром, поскольку он будет работать на довольно высоком уровне (может быть, около вольта), поэтому добавленный шум, вероятно, не будет слишком заметным.
Во всяком случае, я думаю, что эффективная параллельная работа пары NPN/PNP должна уменьшить шум (в 2 раза) по сравнению с одиночными устройствами, но наличие двух каскадов будет противодействовать этому, поэтому мало чем отличается от одиночного каскада, возможно, хотя я не исследовал.
Я заметил, что в вашей схеме в посте 7364 нет эмиттерных резисторов. Они могут помочь линеаризовать схему и позволить вам работать с некоторым усилением по току, что может помочь поддерживать низкий уровень шума (позволяя передней паре работать при более низком Текущий).
Может и со стабильностью помочь.
Действительно. Быстрый поиск проблем уходит в прошлое на десятилетия, и самый безумный пример подделки — это корпус TO220 с одним резистором внутри. Другие обычно имеют мощные транзисторы меньшего размера и схемы операционных усилителей короткой формы, основанные на простой паре операционных усилителей, и обеспечивают менее половины ожидаемых номинальных характеристик, но для звука более важны хорошие характеристики стабилизации и PSRR, которые будут намного хуже, чем ожидалось.
Что касается тонких задних панелей, я теперь вижу, что это касается и ряда транзисторов TO220. Я также прочитал документ поставщика. недавно заявил, что это должно облегчить пайку, поверхностный монтаж, а также сквозное отверстие, сборку на болтах, и более или менее задал вопрос: «Кому вообще нужна толстая задняя пластина? и пристегните этот тонкий бэкплейт или спросите себя, для чего предназначались корпуса ТО252, ДПАК и т.п.?.
Итак, что я попытаюсь сделать, так это использовать REW в режиме RTA, чтобы построить спектр выходного шума источника питания (только) с самодельными регуляторами, а затем второй источник LM317 с установленным одним из подлинных National LM317. Если это покажет проблему с LM317 или LM337 в блоке питания, я получу подлинный Ti LM317/337.
Если это не покажет проблему, я попытаюсь улучшить PSRR алмазного буфера, заменив резисторы смещения источниками тока. Вместо линейной зависимости от напряжения питания источники тока должны обеспечить значительное улучшение PSRR, верно? Надеюсь, если я зашунтирую светодиод на базе транзистора источника тока, это должно помочь больше.
Говоря об этом тонком язычке LM317, я только вчера получил еще один. На этот раз это источник питания для предусилителя-клона NE5534/MBL6010. Мне нужно будет проверить эти NE5534 на скорость нарастания и сигнатуру выходного повторителя напряжения относительно эталонного реального NE5534… …на всякий случай. И я могу измерить спектр выходного шума этого источника питания одновременно с источником питания Diamond Buffer.
Еще одна схема Diamond Buffer — это дочерняя плата входного каскада Austin для усилителя мощности First Watt под названием M2x. Схема ниже. Довольно много членов diyAudio построили и слушают «Остин». Это одна из печатных плат, которую магазин diyAudio отправляет вам при покупке набора плат усилителя мощности M2x.
Я хотел бы сделать предусилитель на печатной плате для JLH с потенциометром громкости, за которым следует хороший алмазный буфер. Я собираюсь попробовать заказать у JLCPCB. Моя цель — доска стандартного размера 100×100 мм. Потенциометр громкости может быть на плате или отдельно.
Я построил белые доски jlh для aliexpress. Используются новые выходы onsemi n3055. Источник питания — 4 * 22000 мкФ с 23 В постоянного тока на каждом канале. Смещение 1,6А. Я тестирую усилитель с предусилителем BA3. Пока ничего не взорвалось, но у меня высокий шипящий звук увеличивается с увеличением громкости на предусилителе BA3. Есть идеи, где проверить?
«Схема также имеет значение 2003 (Тим Эндрю «Схема JLH для ESL») обеспечивает большую мощность.
Прежде чем Тим впервые связался со мной, он построил комплектную версию 1996, который он впоследствии модернизировал компонентами более высокого качества. Хотя Тим был доволен результатами, он стремился увидеть, можно ли еще улучшить качество звука, и я был рад предложить различные модификации схемы, большинство из которых впоследствии оказались очень полезными. Каждая из модификаций проводилась отдельно, чтобы результаты можно было оценить на индивидуальной основе».
(PDF) Jlh-2003-amplifier | adolfo martinez — Academia.edu