Интегральный усилитель Musatoff PA-20 - Razin & Musatoff, Sergey Pavlov's cables - SoundEX - Клуб любителей хорошего звука Jump to content

Интегральный усилитель Musatoff PA-20


Recommended Posts

Этот аппарат - результат достаточно долгих усилий по созданию транзисторных схем с минимальным уровнем искажений, слышимых слухом, в том числе слухом экспертов. В разряд этих искажений входят и так называемое "транзисторное звучание". В поисках подхода к решению этой задачи мной были созданы усилители мощности Musatoff PA14 и предварительный усилитель Musatoff PR-2 . Все лучшие находки, опробованные в них, использованы при создании нового усилителя. Получение по настоящему хорошего звука - задача не простая и требует решения большого набора локальных задач, среди них:

качественное питание - использованы два раздельных трансформатора для выходных усилителей и для предварительных. При этом питание малосигнальных каскадов производится с двух-стадийной стабилизацией. Применены сетевые торы с улучшенной топологией намотки, что снизило уровень рассеяния трансформаторов на порядок (пришлось делиться но-хау с производителем торов).

входные каскады - с подавлением инерциально нелинейных искажений (memory distortion). Частным случаем которых являются тепловые искажения.

выходной каскад - с термической стабильностью. Известно, что повторитель по классической схеме двойки или тройки после прохождения импульса сигнала, на некоторое время увеличивает начальный ток, что связано с прогревом кристалла, потом ток возвращается на начальный уровень. Но характер звука повторителя отличается при разных токах, и такое изменение характера происходит постоянно. В новой топологии этот эффект отсутствует и звучание приобретает естественную стабильность.

Link to comment
Share on other sites

Немного опишу кишки нового усилителя:

Параллельно задней стенке расположена плата предварительного усилителя. На ней установлены RCA разъемы, что позволило избавиться от паразитных проводных соединений. Вдали от трансформаторов расположен корректор, под ним регулятор громкости, построенный по лестничному принципу. При этом сделано так, что бы не проводилось ненужных операций делений сигнала, а потом усиления. Пока сигнал нужен меньшего уровня, чем входной, работает только делитель, а потом меняется усиление. Бережное отношение к сигналу - непреложное правило.

Коммутация делается специальными японскими полизованными реле с серебряными позолоченными контактами. Напряжение на обмотку подается только при переключении, потому нет помех от тока управления. Для резисторов делителя использованы специальные прецизионные серии с наилучшими параметрами, а в ответственных местах и с точностью 0,1% (правда это как бонус от других параметров, чем необходимость в такой точности)

По бокам стоят модули усилителей. Транзисторы впаяны в плату и установлены на радиаторах. Это очень важно, поскольку значительно снижает индуктивность выводов от соединительных проводов, а, вместе со специальной топологией платы, позволяет принципиально убрать помехи от протекания широкополосных силовых токов (в классе АВ) на входные каскады. Сами же платы выполнены с дорожками с фольгой толщиной 105 мкм, что во много раз больше типичной толщины фольги (18 или 35 мкм). Входные каскады вынесены на отдельные прецизионные платки, которые как модули впаяны в основные платы.

Питание от трансформаторов подается на все платы напрямую и на месте выпрямляется, фильтруется и, если надо стабилизируется.

Перед лицевой панелью располагается блок управления с микроконтроллером, индикацией, управлением и сетевой коммутацией.

post-33-0-30156300-1357587600_thumb.jpg

post-33-0-49290200-1357587614_thumb.jpg

post-33-0-49271300-1357587624_thumb.jpg

  • Like 1
Link to comment
Share on other sites

Вот так усилитель должен будет выглядеть после завершения работ по отделке. На данный момент не закончено изготовление окончательного варианта уголков, имеющиеся уже получили нужное покрытие и цвет, но не нанесен логотип и не покрыты защитным лаком, а потому имеют дефекты текстуры поверхности и пачкаются от рук. Так же никак не придет тонированный акрил. Эти вопросы, надеюсь, скоро будут решены с такими важными мелочами как клемма заземления для LP проигрывателя и переключатель 220/240 на задней панели. Сейчас для смены напряжения надо снять верхнюю крышку.

post-33-0-13796400-1357588925_thumb.jpg

  • Like 1
Link to comment
Share on other sites

Технические параметры усилителя:

Номинальная выходная мощность 120 Вт / 4 Ом и 75 Вт / 8 Ом

Максимальная выходная мощность по границе ограничения (зависит от напряжения в розетке) 150 Вт / 4 Ом и 94 Вт / 8 Ом

Уровень нелинейных искажения на номинальной мощности (0 дБ) - 0,005%

Уровень нелинейных искажений на при мощности -10 дБ - 0,001%

Уровень интермодуляционных искажений при половинной мощности (-3 дБ) - 0,002%

Уровень продуктов интермодуляций любых порядков во всем звуковом диапазоне на тесте 10 частотным сигналом с частотами от 20 Гц до 20 кГц (эмуляция нестационарного сигнала) на полной мощности 0 дБ - от 85 дБ и более (на СЧ примерно 105 дБ, где слух наиболее чувствителен)

Отсутствие задержки после превышения максимального уровня (клиппирования)

Выходное сопротивление на низких и средних частотах примерно 0,005 Ом

Полоса усиления 0 Гц - 240 кГц

Частота ФВЧ для работы с источниками с наличием постоянной составляющей на выходе - 1,7 Гц

Полоса усилителя сверху ограничена двумя пассивными фильтрами: на входе УМ и на выходе УМ. Без них полоса усилителя более 2 МГц

Усиление УМ - 30 (29,5 дБ)

Усиление предварительного усилителя от -127 дБ до +18 дБ

Шаг регулирования усиления предварительного усилителя - 1 дБ

Регулировка баланса +-8 дБ с шагом 1 дБ

Входное сопротивление предварительного усилителя - 10 кОм

Входное сопротивление УМ - 20 кОм

Количество входов - 5 (1 ММ + 4 линейных)

Для примера привожу спектрограмму искажений на половинной мощности 60 Вт на нагрузке 4 Ома сигнала с частотами от 5 Гц до 40 кГц.

post-33-0-34953800-1357590862_thumb.png

Link to comment
Share on other sites

Сервисные возможности усилителя:

Выбор режима работы - есть четыре режима: интегральный усилитель (начальный), предварительный усилитель (выходные каскады обесточены), УМ - работает вход direct (входные каскады обесточены), интегральный с доп оборудованием (сигнал с выхода предварительного усилителя подается на другое устройство и возвращается на вход direct)

ПДУ - пульт дистанционного управления, с которого доступны все функциональные возможности усилителя

Выход с предварительного усилителя - буферизированный выход после регулировки громкости. К нему можно подключить второй такой же усилитель в режиме УМ для биампинга

Вход direct - прямой вход УМ. Он отключается пока усилитель не включен. На него так же распространяется опциональный ФВЧ

ММ корректор - первый вход усилителя. Корректор сделан с распределенной коррекцией и с заменой штатной периодической ВЧ коррекции с помощью входного конденсатора на апериодическую коррекцию с возможностью подстройки. Подстройка под индуктивность головки, которую можно взять из описания на головку.

RIAA/RIAA-78 - переключение коррекции с ПДУ. По сути это дополнительный ФВЧ с частотой среза 20 Гц для коробленных пластинок.

Защита ММ входа - поскольку вход корректора очень чувствительный и не защищен от статики, а так же не имеет конденсатора на входе, то пока не задействован корректор, его вход закорачивается на землю.

Настройка стартового состояния - усилителю можно указать на какой уровень надо ставить громкость после включения, включать ли mute, какой вход использовать

Настройка уровня mute - можно настроить глубину подавления при задействовании функции mute

Коррекция чувствительности входов - для каждого входа (включая вход корректора) можно задать уровень усиления так, что бы при переключении между входами, не трогая регулятор громкости, уровень громкости в комнате не изменялся. В том числе можно это сделать так, что бы уровень на дисплее усилителя показывал реальный уровень громкости (для записи со стандартным уровнем).

Открытый вход - вход с отключенным межкаскадным конденсатором, создающим ФВЧ на частоту 1,7 Гц. Можно настроить автоматическое применение этой настройки для каждого входа, кроме корректора ММ.

Баланс - регулировка баланса с диапазоном +-8 дБ. Можно запомнить положение баланса так, что бы оно применялось при включении усилителя

StandBy - режим, при котором питание подается только на блок управления. Позволяет включать и выключать усилитель с ПДУ

Задержанный пуск - можно внести задержку старта усилителя до 10 секунд после подачи питания, что бы пропустить переходные процессы в других элементах системы.

  • Like 1
Link to comment
Share on other sites

Константин, все очень красиво. Цена еще не определена?

Link to comment
Share on other sites

Окончательная цена не определена, поскольку будет обсуждаться не только с прямыми покупателями, планируется серийное производство. Пока постановочная партия, то думаю, что справедливая цена примерно 70 т.р. Да, постановочная партия ограничена - 24 экземпляра, в которые будут входить и авторские экземпляры и экземпляры для маркетинга.

Link to comment
Share on other sites

Купил бы этот усилитель, если бы у него был выход на наушники. Потому что он мне очень нужен... :(

Link to comment
Share on other sites

У интегральников выход на наушники обычно делался резисторами с выхода мощника. Но это решение далеко от хорошего звука. А делать еще хороший ушник в него - заметное удорожание конструкции. Наверно можно держать отдельный ушной усилок.

  • Like 1
Link to comment
Share on other sites

Константин, здравствуйте. Как я понимаю, всё управление завязано на специализированный пульт ДУ? В случае поломки пульта, чем можно управлять непосредственно с усилителя? Только громкостью?

Link to comment
Share on other sites

Усилитель может работать с разными ПДУ. Увозя домой его на НГ я забыл штатный, нашел ПДУ от видеокамеры и познакомил усилитель с ним.

С помощью энкодера на передней панели можно выполнять следующие функции:

поворот - регулировка громкости

нажатие и поворот - переключение входов

краткое нажатие - включение/выключение режима mute

нажатие в течении 2-5 секунд - переход в режим standby и обратно

нажатие в течении 5-10 секунд - переход в сервисное меню, откуда можно управлять всеми функциями, в том числе познакомить усилитель с пультом

Link to comment
Share on other sites

А какая емкость в системе питания (на канал) у преда и мощника и мощность "главного" тора ? Замеряли ли динамические характеристики, такую, к примеру, как скорость нарастания сигнала ? Есть ли осциллограммы вых.сигналов (синус, меандр) на разных частотах при комплексной нагрузке ?

Link to comment
Share on other sites

Усилитель может работать с разными ПДУ. Увозя домой его на НГ я забыл штатный, нашел ПДУ от видеокамеры и познакомил усилитель с ним.

Ага, мне это еще при прослушивании гибридника понравилось! Вроде и не сложно, а никто не делает так, а очень удобно!

Link to comment
Share on other sites

А какая емкость в системе питания (на канал) у преда и мощника и мощность "главного" тора ?

Емкость конденсаторов в одном канале УМ примерно 37 тыс. мкф.

Емкость конденсаторов входного фильтра предварительного усилителя 2 тыс. мкф.

Габаритная мощность силового тора 550 Вт.

Замеряли ли динамические характеристики, такую, к примеру, как скорость нарастания сигнала ?

Поскольку усилитель изначально широкополосный, а полоса ограничена фильтрами, то скорость нарастания так же ограничена принудительно на уровне около 30 В / мкс.

Есть ли осциллограммы вых.сигналов (синус, меандр) на разных частотах при комплексной нагрузке ?
Осцилограммы были проверены, но не сняты, поскольку в них никакой дополнительной информации нет. Сам понимаешь, что синус с тысячными долями процентов на глаз не определить. А форма меандра определена пассивными фильтрами и повторяет их импульсный отклик.
Link to comment
Share on other sites

Спасибо, Константин!

Осцилограммы были проверены, но не сняты, поскольку в них никакой дополнительной информации нет.

Ну как бы "дополнительной информации" может и нет, как и в АЧХ АС, но некие характерные признаки увидеть или не увидеть можно...

Как например увидеть меандр на 20 Гц и потом услышать такое:

McIntosh MC-207 (отсюда)

McIntosh_mac20.jpg

Антрацит (частота не указана, так для примера)

S_03b.jpg

где будут НЧ правильнее "заочно" даже понятно :)

Link to comment
Share on other sites

Поскольку усилитель УПТ (усилитель постоянного тока), то меандр на НЧ будет выглядеть ровно так же, как и на выходе генератора. Единственно, при частоте ниже 5-10 Гц сработает защита АС и выключит усилитель. Для ламповых усилителей такая осцилограмма имеет смысл, поскольку полоса снизу ограничена, причем она ограничена и сигнально и по индукции в трансформаторе. При этом форма искажений на НЧ у разных усилителей будет разная. А форма сигнала на выходе УПТ на нч просто повторяет входную с масштабом.

Картинка на выходе МС-207 говорит о том, что по полосе мы уже близки к ограничению снизу, а всяких артефактов в работе нет.

Link to comment
Share on other sites

Константин, где первый полюс АЧХ?

Станет ли схема нагодной?:)

Link to comment
Share on other sites

Константин, какие ОУ применены?

Link to comment
Share on other sites

Константин, где первый полюс АЧХ?
В теории 40-50 кГц, на практике кажется около 30 кГц

Станет ли схема нагодной?
Я не знаю, что означает это слово, но публиковать схему буду только после начала продаж серийного аппарата.

Константин, какие ОУ применены?
LME49860
  • Like 1
Link to comment
Share on other sites

А техногенная конфета сверху слева на лицевой панели-это логотип?

Link to comment
Share on other sites

А вообще, интегральник, тем более с фонокором-это хорошо :)

Link to comment
Share on other sites

А техногенная конфета сверху слева на лицевой панели-это логотип?

Да, вот захотелось обновить :)

Константин, прокомментируйте, пожалуйста, спектрограмму из поста 4.

Обычно приводят спектр на одной частоте. Но при этом трудно сказать, что происходит на других частотах, как изменяются искажения с частотой, есть ли какие-то аномалии и т.п. В спектрограмме каждая горизонтальная линия - это полный спектр сигнала, при этом уровень выводится в виде цвета. Шкала соответствия уровней и цветов справа, она составляет 120 дБ. Частота испытательного сигнала плавно изменяется от 5 Гц до 40 кГц, т.е. с запасом охватывает весь звуковой диапазон. Вертикальная ось сверху вниз - это ось времени в 60 секунд. Тоненькие синие вертикальные линии - остаточный фон по уровню порядка -100 дБ относительно полного размаха (-70 относительно +30 dbV). При частотах меньше 50 Гц происходит небольшая кроссмодуляция фона полезным сигналом (раскрывающиеся синие крышечки наверху). Гармонические искажения видны как эхо основного сигнала справа. Здесь остатки их можно заметить на частотах менее 100 Гц, но и тут с очень низким уровнем.

Вот еще примеры спектрограмм. Это две спектрограммы, снятые при фиксированной частоте сигнала 1 кГц при плавном увеличении уровня сигнала от -17 дБ до +3 дБ. +3 дБ для 4 Ом - это 240 Вт (а для 8 Ом - 140 Вт) - столько усилитель уже не может выдать, потому наблюдается ограничение сигнала, которое видно в виде резкого расширения спектра в самом низу спектрограммы. Из этих двух спектрограмм видно, что спектр искажений наблюдаем над уровнем шумов на мощностях примерно от 5 Вт. Сначала появляется вторая гармоника, потом третья. На нагрузке 8 Ом до ограничения больше ничего не появляется, на нагрузке 4 Ома незадолго перед ограничением спектр дополняется 4-й и 5-й гармониками, а под коней 6-й и 7-й. В этих спектрограммах так же очень важно отсутствие аномалий при некоторых условиях.

post-33-0-85182100-1357720226_thumb.png

post-33-0-02466000-1357720237_thumb.png

Link to comment
Share on other sites

На интермоды можно поцмотреть?

19+20кНz например.

Link to comment
Share on other sites

Да, вот захотелось обновить :)

Давно пора! Направление верное, но недоделано, не смогли!!! :(

Link to comment
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Unfortunately, your content contains terms that we do not allow. Please edit your content to remove the highlighted words below.
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

 Share

  • Recently Browsing   0 members

    • No registered users viewing this page.
×
×
  • Create New...