Усилитель DEATH OF ZEN — А-класс от Р. Эллиотта

25 лет тому назад Род Эллиотт авторитетно заявил, что разработал схему усилителя класса А лучше чем дорогущий ZEN Нельсона Пасса. Только вот усилители PASS продаются за огромные деньги, а Р.Эллиотт по сей день торгует печатными платами. Может во всем опять виноват маркетинг? Тогда он его так и назвал «смерть дзену» — проверим на практике, так ли это. Обязательно сначала читаем статью автора, иначе будет как всегда — «ничегонепонятно».

После «беглого» прочтения оригинала статьи на английском языке понимаем, что ничего в этом не понимаем, но нам точно нужна вот эта схема:

Пробуем ее в симуляторе — работает. Попутно вникаем в схемотехнику.

Пробуем схему в разных режимах и с разными номиналами — все идеально:

Портируем проект в DipTrace. Нумерацию компонентов (для начала) сохраняем как в оригинале, попутно наносим на схему комментарии из оригинальной статьи. Стараемся максимально сохранить «оригинальность» оригинальной схемы.

Трассируем схему в печатную плату с учетом размеров имеющихся компонентов. Обязательно учитываем правила разводки трасс — земля в одну точку, силовая земля отдельно от сигнальной, питание как можно короче, не допускаем параллели сигнальных трасс и питания и т.п.:

Транзисторы Q2 и Q4 на плате повернуты так, что устанавливаются «лицом» к радиатору — им похуй, а плату так развести оказалось проще.

Где-то на этом этапе, приходит принятие того, что для качественного звука нужен качественный источник питания. Делаем вид, что что внимательно «перечитываем» оригинальную статью и понимаем, что вариант «для лохов» не наш вариант — мы же «хайенд» проектируем. Поэтому, нам подходит только такая схема:

Тут стоит уточнить один важный момент: это схема электронного дросселя (умножитель емкости) — это не стабилизированный блок питания для усилителя. Это имитация того, если-бы фильтрующие питание электролиты были-бы емкостью до нескольких десятков тысяч микрофарад.

На схеме появился потенциометр VR1 — таким образом теперь можно немного подстроить необходимое выходное напряжение.

Такая плата получилась в «реальной» жизни:

Короче, вот такую кучу радиодеталей я убил (впаял), что-бы услышать тот самый «аудиофильский» звук:

Контрольное прослушивание:

По результатам «контрольного» прослушивания приходим к след. выводам:

Нужен стабилизированный блок питания. Напряжение сети постоянно меняется в пределах ±10В из-за чего постоянно «плавает» выходное напряжение умножителя емкости. Потребляемый усилителем ток, постоянно растет пока полностью не прогреются радиаторы. Потом ток немного «успокаивается», но, все равно, немного «плавает». Из-за всего этого постоянно смещается половина питания — приходится периодически подстраивать.
Активное охлаждение. Усилитель очень долго выходит на рабочий режим, нереально долго. Потребляемый ток успокаивается только после полного прогрева радиатора охлаждения. А учитывая, что (при крайне низком КПД) радиатор для скромного 10Вт-ного усилителя должен быть размером с кирпич, прогревается он оооочень долго. Все это время потребляемый ток растет и «плавает». Малогабаритный радиатор с вентилятором позволит усилителю быстро выйти на рабочий режим, а микроконтроллер с цифровым датчиком позволит максимально точно поддерживать заданную температуру.
Каждый канал усилителя на отдельном радиаторе. Потому, что так практичнее — радиаторы размещаются по внешним сторонам корпуса и «работают» независимо друг от друга. Вероятно, имеет смысл, объединить радиатор одного канала усилителя с радиатором соответствующего блока питания. Я так сделал для ускорения прогрева радиатора до «рабочей» температуры.
Отдельный блок питания для каждого канала. Вообще не обсуждается — иначе аудиофилы тебя слюнями закидают. Они прям слышат «ухами», как сигнал из одного канала проникает в другой, через трансформатор питания. Бред? Да ладно — есть еще такие, которые применяют отдельный силовой трансформатор для каждого канала и при этом все равно слышат взаимопроникновение каналов через сеть! А на самом деле — когда начнете самостоятельно разводить «земли» и входные цепи — поймете о чем я. Проблема в «общей земле» по постоянке.

Не исключаю факт того, что я где-то мог накосячить и все описанные проблемы только из-за этого. А может я просто придираюсь и это норма? Так и должно быть? Сейчас почему-то не принято подробно описывать свои изобретения, методику проверки и наладки. Все приходится самим додумывать, доделывать, ошибаться и еще несколько раз переделывать.

Стабилизированный блок питания я спроектировал на мощном стабилизаторе LT1083. Зачем изобретать велосипед на россыпи транзисторов, пытаться все это наладить, спалить кучу денег на радиодетали и переделки, если есть отличное готовое решение.