Набор для сборки стерео усилителя мощности на базе LM3886

Совсем недавно я выкладывал обзор регулятора громкости и вот сегодня продолжение серии обзоров, посвященных всякой разной аудиотехнике и речь пойдет об усилителе мощности на базе довольно популярных микросхем LM3886.


В качестве вступления должен сразу сказать, что я не являюсь аудиофилом и по большому счету для меня на первом месте стоит материал, который я слушаю чем аппарат, при помощи которого я это делаю. Но это совсем не значит что мне все равно при помощи чего воспроизводится музыка, просто для меня это вторично.
Также в этом обзоре не будет фраз вида — воздушная середина, прозрачный верх, упрямый бас, мутноватая сцена и т.п, для меня усилитель это просто усилитель, у которого только одна задача, усилить звуковой сигнал с минимальными вносимыми искажениями.

Вообще отчасти я и перестал обращать внимание на аппаратуру потому, что процесс совершенствования бесконечен, всегда будет что-то немного дороже, но лучше, мощнее и конца этому нет и я не хочу перейти в категорию людей, которые вместо музыки начинают прогревать стойки под колонки, слушать USB кабели, покупать к этом кабелям подставки и т.д.

Ну и кроме того, в обзоре будет много разных компонентов с фирменной маркировкой, Dale, Nichicon, Wima, Omron, но я не могу гарантировать ни то, что это оригиналы, ни то, что это подделки. В данном случае для меня это просто красивые детальки :)

Подкупил меня данный усилитель четырьмя вещами:
1. Ценой
2. Весьма лояльными отзывами о микросхемах LM3886.
3. Тем, что это набор для сборки, а не готовое изделие.
4. Красивым внешним видом.

Ну вот как пройти мимо такого красавца?


Из технических характеристик было указано только это:
Напряжение питания: допустимый диапазон от 2х15 В до 2х28 В (относится к выходному напряжению трансформатора, например 25-0-25)
Сопротивление нагрузки: 4-8 Ом
Выходная мощность: макс. 68 Вт + 68 Вт
Размер платы: 155 мм * 80 мм



Исходно комплект идет без радиатора, трансформатора и входных фильтрующих конденсаторов, при этом на странице товара есть ссылки на:
1. Трансформатор 200 Ватт с обмотками 2х25 + 2х15 Вольт
2. Радиатор
3. Конденсаторы фильтра
4. Плату с переменным резистором
5. Переменный резистор без платы

Кроме того, вроде как можно заказать даже собранную плату, с доплатой около 4 долларов.

В итоге я получил довольно неплохо упакованный пакет, где по идее лежало все необходимое.


Набор включает в себя:
1. Печатную плату
2. Комплект компонентов для сборки
3. Монтажный чертеж


Порадовала монтажная карта, где не только указано куда ставить компоненты, а внизу приведена расшифровка кодового обозначения резисторов в привычные, которые и указаны на карте.


Печатная плата внешне изготовлена на 5 баллов, есть маска, шелкография, покрытие дорожек. Пожалуй нет только указания номиналов компонентов, но для этого есть подробная монтажная карта.



Судя по маркировке, данная версия платы разработана в мае этого года, но в данном случае это вполне может быть и дата выпуска партии.


Также на плате имеется маркировка наименования набора — 3886AMP DC Servo.


Комплект компонентов разделен на две части, основная, куда входят конденсаторы, микросхемы, терминалы, реле и дополнительный пакет, где находятся резисторы и пара диодов. Основная часть компонентов просто свалена в кучу, но ничего в процессе доставки не пострадало.


В рассортированном виде все выглядит немного понятнее.


Честно говоря я был даже удивлен, что у компонентов не то что не было повреждений, а даже выводы не погнулись в процессе перевозки.


Переходим к сборке, а так как она содержит много банальностей, то лучше уберу ее под спойлер.


Вот я и подошел к последнему этапу сборки данной платы, собственно усилителям мощности, LM3886.


Также не берусь судить об оригинальности данных компонентов, потому просто приложу их фото. Усилители выполнены в полностью изолированном корпусе, вроде встречал вариант поставки с неизолированным корпусом, искал информацию на странице продавца, но не нашел, возможно перепутал с другим.


Зато у данного продавца указано, что можно выбрать из двух вариантов формовки выводов, стандартная под вертикальную установку и альтернативная, под горизонтальную. По умолчанию высылается первый вариант, для второго надо указать это в комментарии к заказу.


Краткие технические характеристики LM3886. Из указанных характеристик следует, что максимальная мощность составляет 68 Ватт при сопротивлении нагрузки 4 Ома и напряжении питания ±28 Вольт или 50 Ватт при 8 Ом и ±35 Вольт питании. В моем случае использовалась недорогая акустика мощностью порядка 20 Ватт и сопротивлением около 3.5 Ома.


Для установки LM3886 обязательно нужен радиатор и дело не только в том, что он им нужен в любом случае, а в том, что для правильной установки надо сначала привинтить микросхемы к радиатору, а лишь затем припаять их к плате.
Я использовал уже известный по другим обзорам радиатор, для данного усилителя он несколько маловат, примерно раза в два, но так как я не планировал гонять усилитель на большой мощности, то для эксперимента более чем достаточен.

Сначала размечаем и сверлим в радиаторе отверстия для крепления микросхем.


Затем привинчиваем микросхемы к радиатору, но пока без теплопроводящей пасты. На данном этапе главное их выставить так, как они будут стоять в готовом изделии. После установки запаиваем микросхемы. Я обычно фиксирую припоем один вывод, потом проверяю ровно ли все стоит и запаиваю остальные выводы.


Откручиваем радиатор, наносим теплопроводящую пасту и устанавливаем его обратно, затягивая крепежные винты уже как положено. В комплекте были винты двух размеров, по задумке надо было использовать длинные с мелкой шляпкой под шестигранник, но в процессе нарезки резьбы мешали ребра радиатора и я в итоге взял более короткие винты с большой шляпкой под крестовую отвертку, шайбы в этом случае не нужны.



Вот собственно основная часть и собрана, после этого можно промыть плату от следов флюса и заодно проверить, все ли контакты запаяны.


В процессе я дополнительно не использовал флюс, более чем хватало того, что был в припое. Плата паялась просто отлично, кроме того все компоненты были относительно новыми и также паялись без проблем. Обычно я при сборке устройств сначала набиваю плату компонентами, попутно загибая выводы, но в этот раз выводы загибать не стал, откусывал почти в плоскость платы, потому монтаж выглядит немного аккуратнее. После полного окончания сборки скорее всего покрою плату лаком Пластик-70 для защиты от возможного окисления.


Но у меня еще оставался открытым вопрос насчет конденсаторов фильтра питания. Насколько я понимаю, здесь нужны были конденсаторы порядка 10000-15000 мкФ на напряжение 35 Вольт, но у меня таких дома нет, а те что я заказал, еще в пути.
В итоге нарыл дома две пары конденсаторов, 4700 мкФ отечественного производства и 10000мкФ импортные. Оба типа на 25 Вольт, но наши более старые.


Ради интереса сначала измерил их характеристики и довольно предсказуемо остановился на варианте с импортными, хотя в процессе заметил любопытную вещь, у наших параметры имеют меньший разброс, чем у импортных.


А так как в мои планы совсем не входит использовать данные конденсаторы с этим усилителем на постоянной основе и потому укорачивать им выводы не хочется, то я просто загнул их после того как припаял.


Вот и все, по сути здесь не хватает только трансформатора питания, кроме того жаль что радиатор не черненый, смотрелось бы куда как лучше.


Перед тем, как перейти к тестам, проверкам и прочему, должен сделать отступление. Я очень предвзято отношусь к «микросхемному» звуку и скорее всего не заказал бы подобный набор если бы не положительные отзывы в интернете. А вообще мое знакомство с усилителями на микросхемах закончилось очень давно, наверное лет так 20 назад, если не больше и последний не дискретный усилитель, который я собирал, показан на этом фото. Здесь он в полусобранном виде и в дело так и не пошел.
Кстати, не так давно я в комментариях показывал усилитель для сабвуфера, каково же было мое удивление, когда я случайно нашел еще один, почти полностью собранный, даже забыл что делал их два :)


А вот так по задумке должен был выглядеть усилитель из обзора, только установленный в корпус. Впрочем я этот усилитель встречал в продаже в готовом виде, как по мне, то смотрится отлично. Жаль только что с Тао очень дорогая доставка тяжелых вещей типа корпусов для аппаратуры :(


Обычно первое включение рекомендуется проводить с трансформатором, в цепь первичной обмотки которого включена лампа накаливания, что позволяет избежать некоторого количества проблем из-за КЗ на плате, а если усилитель дискретный, то бывает что первое включение производят без оконечных транзисторов.
В моем же случае все было немного проще, я использовал очень маломощный трансформатор, выходное напряжение обмоток 2х24 Вольта, но мощность не более 20 Ватт, потому в случае КЗ у него бы просто просело выходное напряжение за счет высокого сопротивления обмоток.
В итоге после подачи питания засветился светодиод, через три секунды включилось реле и все, усилитель готов к работе.


Кстати по поводу подключения. Рядом со входным клемником есть еще один, это выход на светодиод индикации включения, он включен через резистор 4.3 кОм к выходу стабилизатора 24 Вольта. Кроме того, из четырех крепежных стоек с общим проводом платы связаны только две, одна показана здесь, а вторая находится около выходной клеммной колодки. при этом помечена как заземления только показанная на фото, да и мне как-то казалось, что лучше соединять с корпусом в одной точке, а не двух, будьте внимательны.


Ну а дальше я подключил к усилителю показанный ранее регулятор громкости, пару колонок (на фото пока подключена только одна) и источник, в роли которого выступал мелкий плеер Transcend. Понятно что все это выглядит несколько… смешно, но что есть. Потом в качестве источника был компьютер, но по большому счету глобально это ничего не изменило.


Выше на фото видно что подключен только один выход, собственно я и включил просто ради интереса, но был несколько удивлен насколько хорошо все работало. Грелось правда всё это также весьма заметно, на втором термофото видно, что заметно больше греется левая микросхема, собственно этот канал и был нагружен.


Но послушав так музыку некоторое время я нагрузил и второй выход, и все продолжало работать, даже весьма неплохо, конечно с учетом малой мощности трансформатора, простой акустики и «источника». После примерно 15 минут работы с приличной громкостью и двумя нагруженными каналами максимальную температуру имел уже трансформатор и от него начал идти не очень приятный запах, зато микросхемы разогрелись примерно одинаково.

Я конечно понимаю, что для обеспечения музыкальной мощности в 20 Ватт совсем необязательно чтобы такую мощность имел и трансформатор, но то, что я получил довольно мощный и качественный звук, само по себе немного удивило. По ощущениям суммарная мощность в нагрузке составляла никак не меньше 30 Ватт, но это на музыкальном сигнале, с синусом конечно все было бы по другому.
Кстати, производитель рекомендует для этого усилителя трансформатор мощностью порядка 150 Ватт, но при этом дает ссылку на 200 Ватт вариант. На мой взгляд больше 150 Ватт брать трансформатор просто не имеет смысла.


Скажу откровенно, изначально я подключил плеер просто для того, чтобы проверить, усилитель вообще хоть как-то работает или нет, но в итоге выключил я музыку часа через полтора, реально увлекся :)

Естественно мощность этого мелкого трансформатора никак не подходит для тестов и я подключил трансформатор ТПП270, первичная была соединена под 240 Вольт, выходная под максимально возможное, паспортная мощность трансформатора 57 Ватт, но зная довольно неплохое качество наших трансформаторов можно спокойно нагружать и больше.
В итоге я получил без нагрузки напряжение на конденсаторах фильтра было 26 Вольт, потому они работали с небольшим перегрузом.


Здесь я музыку слушал уже заметно дольше, несколько часов на весьма приличной громкости, температура корпусов микросхем была около 62 градусов, трансформатор был немного теплый.


Ладно, идем дальше, надо ведь хоть как-то протестировать его с применением приборов.

Для начала два теста, измерение постоянного и переменного напряжения на выходе. Первый тест показывает правильность работы схемы установки нуля, при помощи второго я хоть как-то попытался оценить уровень шумов на выходе при закороченном входе. Понятно что второй тест ничего особо не говорит, но все таки может пригодиться.
1, 2. По постоянному току на выходе мультиметр показал ноль.
3, 4. По переменному около 0.3 мВ. Кстати должен сказать, что усилитель действительно немного шумит, причем это именно шум, а не фон 100 Гц, но услышать его можно только примерно в 10-15см от ВЧ динамика. Фон 100 Гц вообще не прослушивается.


После этого я проверил как усилитель ведет себя с синусоидой на входе и при разном сопротивлении нагрузки. Резисторов 4 и 8 Ом у меня как-то дома не оказалось, потому тесты проходили с мощными резисторами 10 Ом, в результате я имел три тестовых сопротивления нагрузки, 3.3, 5 и 10 Ом, Кстати акустика у меня имеет сопротивление около 3.5 Ома, потому я и проводил тест и с сопротивлением 3.3 Ома как наиболее ближайший к реальному.

1. Нагрузка 3.3 Ома, размах перед ограничением, выходное напряжение 10.94 Вольта, входное (постоянное) 19.55 Вольта, расчетная мощность на выходе — 36 Ватт
2. Нагрузка 3.3 Ома, начало ограничения, выходное напряжение 11.46 Вольта, входное (постоянное) 19.35 Вольта, расчетная мощность на выходе — 39 Ватт. Сначала обрезается нижняя полуволна, при дальнейшем увеличении входного напряжения обрезаются обе полуволны.
3. Нагрузка 5 Ом, размах перед ограничением, выходное напряжение 12.505 Вольта, входное (постоянное) 21.1 Вольта, расчетная мощность на выходе — 31 Ватт
4. Нагрузка 10 Ом, размах перед ограничением, выходное напряжение 14.08 Вольта, входное (постоянное) 23.5 Вольта, расчетная мощность на выходе — 20 Ватт



В принципе декларируемая и измеренная мощность примерно совпадают, проблема с получением полной мощности была в низком напряжении питания.


Более удобный график, тем более что здесь есть тест при сопротивлении нагрузки 6 Ом, что близко к моим тестовым 5 Ом.
Согласно данному графику при напряжении питания 21 Вольт и сопротивлении нагрузки 6 Ом выходная мощность должна быть около 26 Ватт, у меня при 5 Ом получилось 31 Ватт.


Если с синусом все было красиво, то вот прямоугольник совсем не порадовал, во всех тестах есть выброс на переднем фронте сигнала. Я бы несколько удивлен и потому даже включил второй канал осциллографа чтобы видеть что происходит на входе усилителя, желтый цвет осциллограммы — вход.
1. 3.3 Ома нагрузка, напряжение на выходе — 9.2 Вольта
2. 5 Ом нагрузка, на выходе 9.8 Вольта
3. 10 Ом, на выходе 10.4 Вольта
4. Без нагрузки.

Старался подбирать такой размах выходного напряжения, чтобы он был ближе к максимальному, при дальнейшем увеличении водного сигнала форма приобретала вид нормального прямоугольника, если еще повышать напряжение, то срабатывала защита усилителя. Оба канала вели себя полностью идентично.


Вроде относительно недолго тестировал, а микросхема тестового канала успела прогреться до примерно 100 градусов.


Ну а после всего этого я решил поэкспериментировать с программой RMAA. Вообще знаю я об этой программе почти с самого ее появления, но так как усилителями не занимался много лет, то в реальном использовании столкнулся впервые. ТЕсты проходили со встроенной звуковой картой моего компьютера так как компьютер с Креатив Лайв 5.1 я пока запустить не смог, да и не уверен что она даст лучший результат.

В обем результаты теста какие-то очень уж странные и в данном случае я скорее склонен винить не сам усилитель, а мою неопытность в тестировании подобных устройств при помощи RMAA.


Но вот с чем я точно соглашусь, это с подъемом АЧХ в НЧ и ВЧ области. Еще на этапе прослушивания музыки я для себя отметил некий минус, присутствует небольшой провал в СЧ диапазоне, но подумал что это особенность плеера, с которого я подавал сигнал. Но тест АЧХ показал примерно то же самое, что мне не очень нравится, так как на мой взгляд усилитель никак не должен влиять на этот параметр.


Пока у меня нет уверенности в результатах тестов, планирую экспериментировать дальше и в одном из будущих обзоров (еще одного усилителя) планирую провести повторные тесты. Возможно я действительно что-то делаю не так, но я быстро учусь и в качестве небольшого подтверждения приведу результаты RMAA для регулятора громкости из предыдущего обзора.


Тесты проводились с тем же компьютером и теми же кабелями.


Как обычно краткое резюме по поводу данного усилителя.
Из положительного могу отметить то, что собирается комплект просто отлично, не было проблем ни со сборкой, ни с поиском компонента, ни с их количеством, ни с пайкой, но мало того, после сборки усилитель заработал. На плате нет ни одного подстроечного компонента, потому собрать его может даже самый начинающий радиолюбитель. Для того чтобы все заработало надо только трансформатор, два конденсатора и радиатор. Радиатор лучше раза в два больше площадью, чем применял я.

Несмотря на странные результаты тестов звук неплохой, я слушаю разноплановую музыку и в тесте принимали участие:
Jean Michel Jarre — Teo And Tea
Schiller — Deep Dance
Radiorama
Ken Laszlo
Shui Mu Nian Hua — Fly With Me
Café del Mar
Himekami
Keiko Matsui
Dire Straits
Pink Floyd
Andrea — Macho Man
Didier Marouani 1987 Space Opera
И еще много разного.

По всем тестам могу сказать что играет вполне нормально. Музыку слушаю дома постоянно и потому проверил весьма немаловажный для меня момент — от звука данного усилителя не устаешь.

Но при этом не порадовала ни реакция на прямоугольный сигнал, ни результаты RMAA. В последнем случае вполне может быть мой косяк, но насчет осциллограмм я уверен. Также отмечу что есть неравномерность АЧХ и я ее слышал при прослушивании музыки, сначала приняв за плохое качество самого плеера.

Эксперименты я не прекращаю и думаю что в дальнейшем вас ждут еще обзоры устройств для устрашения соседей воспроизведения музыки, но считаю что данный обзор не очень удался.
Хотя как по мне, то набор сам по себе интересный, особенно с учетом низкой цены и простоты сборки. Но все равно я считаю что усилитель относится к среднему классу, возможно в данном случае влияет мое предвзятое отношение к «микросхемному» звуку.

Спонсором данного обзора выступил посредник yoybuy.com, который взял на себя оплату доставки.
Стоимость комплекта вместе с доставкой к посреднику выходит $21.31, стоимость доставки от посредника зависит от разных факторов. Весит набор 166 грамм, информация со страницы заказа у посредника.

P.S. Возможно кто нибудь подскажет как правильно тестировать усилители мощности при помощи RMAA, потому как я пока знаю ее еще очень плохо. Кроме того интересует другой вопрос, имеет ли смысл заморачиваться с оживлением компьютера в котором стоит Креатив лайв 5.1 или остановиться пока на встроенной.