Hi-End Bridge LM3886TF Audio amplifier

Elektricnu shemu High End audio pojacivaca baziranoj na 2 x LM3886TF u mostnom spoju (bridge-mode) autora Dragoljuba Aleksijevica – Macola koju predstavljam u ovom clanku je prva iz serije potpuno novih i originalnih konstrukcija audio pojacivaca koje poseduju odlicne zvucne i prakticno laboratoriske tacne karakteristike. Ova konstrukcija je osmisljena kao “Open Hardware” DIY projekat i predstavlja rezultat visedeceniskog iskustva autora u linearnoj tehnologiji.

Prikazani audio pojacivac primenjuje nekoliko tehnickih resenja iz laboratoriske merne tehnike u cilju dobijanja sto boljih zvucnih karakteristika koje mogu da se porede sa veoma skupim komercialnim uredjajima upotrebom poznatog i lako dostupnog LM3886TF integrisanog kola.

Osnovni vodeci princip ove kosntrukcije se zasniva da rezultujuci zvucni signal osim sto treba da ga “valjano” pojacamo prakticno treba dovesti na sam zvucnik sto je tehnicki gledano prilicno zahtevno. Tehnicke anomalije (induktivne i kapacitivne karakteristike) i gubici u kablovima koji nastaju i proporcionalno rastu sa svakim metrom kabla i Watt-om upotrebljene snage, predstavljaju jedan od vecih uzroka izoblicenja audio signala pa je zato ovde primenjen takozvani “remote sensing” tj princip da povratnu informaciju o zvucnom signalu neophodnu za ispravan rad audio pojacivaca uzimamo sa samih prikljucnih konektora zvucne kutije ili samog zvucnika koji moze biti vise desetina ili stotina metara udaljen od pojacivaca cime se nastale anomalije u kablu prakticno ponistavaju dovodeci do osetno boljih perfomansi ovog audio pojacivaca u poredjenu sa velikim brojem konstrukcija koje nemaju nikakve spoljasne povratne veze.

Prakticna realizacija povratne sprege se svodi na upotrebu bakarne parice (slicna telefonskoj zici ili parici iz LAN/UTP kabla) uz vec postojeci zvucni kabal koji prakticno vise ne mora da bude nekog preterano visokog kvaliteta ili poprecnog preseka.

Kao rezultat ovog pristupa sa “remote sensing” dobijamo veoma veliki damping faktor koji se krece do 1740 pri 500Hz i odlicnim frekvetnim odzivom od +/-0,25dB u opsegu 20Hz do 20KHz tj. -3dB u opsegu 1,8Hz do 180KHz. Takodje se primecuje da na izlazu iz pojacivaca nema nikakavih dodatnih R/C niti L clanova koji su u nekim drugim shemama prakticno bili pokusaji da se svi gore spomenuti problemi sa kablovima prevazidju na nivou pojacivaca.

Zanimljivo je da ova konstrukcija ima veliku imunost na “teska” kapacitivna opterecenja i kako autor navodi >8μF pri 1kH pri punoj izlaznoj snazi bez promena zvucnih karakteristika sto je bitan parametar ukoliko se koriste kompleksne zvucne skrektnice ili elektrostaticki-elektrodinamicki hibridni zvucnici nalik Martin Logan i sl.

Provereni koncept mostnog spoja sa dva (ili vise) integrisana pojacivaca dodatno dobrinosi ukupnom kvalitetu ove konstrukcije. O prednostima i nekim manama mostnog spoja mozete procitati vise u temi na ES forumu.

Za obradu povratne sprege i kontrolu izlaznog DC napona (servo) upotrebljen je dodatni visokokvalitetni dupli operacioni pojacivac LME49720 cime je postugnuta dugorocna stabilnost offset-a koja je manja od 500μV na prikljucnim konektorima na samom zvucniku ili zvucnoj kutiji uz ukupni shum pojacivaca od svega 1,5mVpp koji je distribuiran po celom spektru, prakticno beli sum.

Maksimalna izlazna snaga za koju autor tvrdi da je u domenu High End perfomansi je 70W RMS na 4Ω, ili oko 100W RMS na 8Ω. Neka buduca i tacna merenja (THD, SNR i sl) je ostavio nama da uradimo :).

ES tema vezana za ovu konstrukciju ovde.

Nastavak sledi …

DRM – Digital Radio Mondiale – Dream Radio

Slikovit primer iz DRM programa Dream Radio, radio stanica DRM RUVR 1B drugi program na fkrekvenciji 9764KHz koriscenjem ZMSDR radio prijemnika.
Odlicno se cuje, dobre propagacije, zanimljiv sadrzaj …

DRM RUVR 1B  je Ruska radio stanica koja u odredjenim terminima emituje radio program u DRM (Digital Radio Mondiale) formatu preko KT opsega na Srpskom jeziku. Nazalost, trenutno u Srbiji nema (komercijalnih) radio stanica koje emituju signal na kratkim talasima u DRM niti bilo kom drugom formatu.

Tehnika potrebna za emitovanje DRM signala je u ovom trenutku vrlo prosta i dostupa cak sta vise to je jedna te ista tehnika koja se koristi posljednjih nekoliko decenija samo malo “pametnije” iskoriscena. Vecina komercijalnih radio stanica koriste svoju postojecu (staru) opremu za emitovanje AM modulisanog signala na kratkim talasima ali uz DRM interface emituju i digitalni zvucni signal slusaocima kao u primeru sa slike.

HQ modifikacija za TDA7294 – HiFi Audio Amplifier 5Hz – 200Khz

Kao mali odmor od SDR-a (verzija 2 uskoro), uzeo sam da napravim simpatican audio pojacivac baziran na ST-ovom IC TDA7294. Ovaj IC po specifikaciji ima jako dobre karakteristike i veliku izlaznu snagu od cak 100W. Naznacena snaga se odnosi na “muzicku snagu” dok je realna RMS snaga oko 50W sa THD < 0.1%. Sve u svemu podosta snage za jedan IC sto je fino ako zelite da napravite bas dobar audio pojacivac za kucnu upotrebu. Ovaj tekst opisuje kako modifikovati originalnu shemu u svrhu dobijanja jos boljih karakteristika.

Pojacivacki modul je skopljen po specificnoj shemi (iskreno nigde nisam video takvu implementaciju) koju mi je predlozio “veliki mag” za elektroniku i moj kolega Macola (KG). Posto ovaj IC predstavlja jedan snazni operacioni pojacivac, shema je koncipirana da tako i radi tj kao DC pojacivac sto znaci da radi od 0Hz i prakticno do nekih 200KHz sto je vise nego dovoljno za kvalitetno audio pojacalo. Obizrom da radi kao DC pojacivac, ovako modifikovana shema moze da se koristi i kao npr driver za jednosmerne motore kod CNC i slicnih masina. Posto ipak pravimo audio pojacivac, ulazni signal je doveden preko “velikog” blok (nikako elektrolit) kondenzatora od 4,7µF/63V cime smo prakticno odeskli donji frekventni opseg da pocinje od nekih 5Hz. Ovo je i dalje jako dobar paramater koji ce kao rezultat da proizvede veoma prijatan bass u zvucnicima.

Glavna modifikacija sheme (pricamo o modifikaciji osnovne sheme iz data sheet-a za ovaj IC na prvoj strani) se svodi na to da je  C2 elektrolit izbacen i umesto R2 680Ω otpornika sa invertujuceg ulaza (nozica 2) postavljen 1KΩ prema masi. C2/R2 su u osnovnoj shemi sluzili da se oslobodimo DC offseta na izlazu. Obzirom da elektrolitski kondenzatori sami po sebi nisu savrseni tj i oni pate kao akumulatorkse baterije od tkz “memorijskog” efekta (pojava koja se javlja kada npr ispraznite totalno elektrolit i posle nekog vremena na njemu se opet pojavi potencijal), ukljanjanjem ovog kondenzatora smo postigli za nekoliko decimala bolju totalnu harmonicku distorziju (THD) pri maloj snazi.

Kao “side efekat” ove modifikacije, postoji opasnost da se na izlazu pojavi jednosmerni napon (zbog pada napona na samim provodnicima usled prolaska struje mirovanja) sto moze biti veoma opasno za zvucnike. Da bi resili i ovaj problem, primenjen je metod razvodjenja mase po principu “zvezde” (inace stara “caka” kod audio pojacivaca). Ovo prakticno znaci da se SVE mase koje su potrebne za IC i ostale R/C komponente (oko 10-ak zica) razvode kao POSEBNE zice i na kraju spojene/zaletovane BUKVALNO u jednu jedinu tacku. Zice za masu koje idu ka IC/R/C mogu da budu relativno manjeg preseka (ja sam koristio zicu iz UTP kabla), dok je za masu od zvucnika, izlaz iz IC, srednji izvod od transformatora i samo napajenje IC-a potreban veci presek (reda 1mm i vise). Takodje, +/- zice za IC se sa druge strane trebaju zaletovati opet BUKBALNO na izvode ispravljackih elektrolita. Na ovaj nacin smo anulirali pad napona na samim provodnicima (verujte mi nije bezazlen ako se ovako ne radi), smanjili eventualne probleme oko “brujanja” i obezbedili “skoro apsolutni” nulti potencial na invertujucim/ne-invertujucim ulazima IC-a. Rezultat ovakvog pristupa je DC offset na izlazu iz pojacivaca od svega nekoliko mili volti.

Sledecih par modifikacija se svodi na “smirivanje” pojacivaca tj zastita od samo-oscilovanja. U ovu svrhu se paralelno postavlja kondenzator od 100pF zaletovan na same cinch ulazne konektore. Takodje je potrebno postaviti prigusnicu izmedju izlaza od IC nozica 14 i samog zvucnika. Prigusnica se pravi sa zicom preseka 1mm, 10 zavoja, namotanih na telu otpornika 10Ω/2W.

Posto sam pravio prakticno “slave” pojacalo, funkcija za MUTE i STAND-BY mi nisu bile potrebne tako da sam R4 i R5 ulazne krajeve spojio na “logicku jedinicu”. Originalna dokumentacija je malo zbunjujuca vezano za maksimalni ulazni napon ovih izvoda pa nisam hteo da rizikujem i logicku jedinicu sam napravio sa zener diodom 4.7V spojenu redno preko otpornika 2.2KΩ 2W na +Vs.

Sto se tice hladjenja, i tu sam naprvio malu modifikaciju. Konkretno, nisam koristio predvidjenu rupicu za pricvrscivanje IC-a na hladnjak, nego sam urezao dve rupe u telo hladnjaka i metalnom plocicom preko IC-a snazno pricvrstio. Posto je neophodno da se metalno telo IC-a izoluje od mase (na telu je -Vs) neophodno je koristiti liskun izolator i to sve “podmazati” termo provodnom pastom. Kao sto se moze videti na slici, iskorisceni su hladnjaci od starih Atlon procesora. Ja nisam koristio ventilatore (tako sam dimenzionisao snagu) ali za vece snage su verovatno potrebni. Dodatno za takve ventilatore bi trebalo obezbediti 12V napajanje (dodatni izvodi na glavnom transformatoru) i eventualno mali termo regulacioni sklop (da ne proizvode buku i skupljaju prasinu pri malom opterecenju).

Za isprvljac su korisceni 2 x 10.000µF/63V i grez od 25A. Grez jeste malo predimenzionisan (bio je neznatno skuplji od 5A-skog) ali se zato moze mnogo lakse ohladiti. Transformator u mom slucaju je 100VA sa 2 x 22V/ 2.27A u sekundaru. Sa ovakvim  transformatorm se dobija +/- 30V jednosmernog napona.

I na kraju sta da vam kazem, pojacalce radi fantasticno! :). Probao sam ga na raznim zvucnim kutijama, izmedju ostalog i na veoma “indukciono teskim” 4Ω EV kutijama od 800W (profi zvucnici za razglas) i do nivoa snage za koji sam projektovao pojacalo, radi veoma cisto sto ukazuje na veliki dumping faktor ovakvog pojacivaca. Shum mirovanja kao ni brujanja skoro da nema.

Originalna dokumentacija za TDA7294 sa ne-modifikovanom shemom ovde.

[es] forum tema u vezi ove modifikacije ovde.

PDF verzija sheme macola-hq-mods-tda7294.pdf

73 de YU3MA