Модификация УМЗЧ Амфитон-У-101.

Лёгкая доводка выходной части усилителя Амфитон-У-101. Описание рассчитано на подготовленного читателя. 1. Амфитон-У-101 В качестве донора корпуса и радиаторов был куплен и выпотрошен полный УМЗЧ Амфитон-У-101

Фото позаимствованы из сети, т.к. свой УМ был разобран до основания в первый же день. Естественно, о реставрации УМЗЧ (типа «я заменил все электролиты на новые» и т.д.) речь не шла: нужен только оконечный УМ. Изначально в планах было оставить родной трансформатор питания, но что-то пошло не так: по прибытию домой оказалось, что трансформатор сильно жужжит. Поэтому трансформатор пришлось выкинуть и заменить на стандартный ТПП-297.

Какие цели преследовались: — выкинуть всё лишнее из УМЗЧ, оставить только выходной УМ (т.е. превратить полный УМЗЧ в оконечник) — немного модифицировать выходные каскады (увеличить скорость нарастания выходного напряжения, Slew rate ака SR) — по возможности использовать имеющиеся радиодетали — заменить схему защиты АС — потратить какое-то количество времени на своё хобби

2. Программа-симулятор Multisim 10. Прежде чем браться за паяльник, в помощь была призвана программа-симулятор NI Multisim 10.0 (в прошлом Electronics Workbench). У этой программы есть некоторые особенности: — хорошо просчитывает АЧХ и ФЧХ пассивных фильтров и каскадов на транзисторах — хорошо просчитывает SR каскадов на транзисторах — по расчёту коэффициента гармоник Кг (THD) двояко: иногда NI «угадывает» всё идеально, а иногда — всё мимо.

Пример схемы, когда расчётный Кг (менее 0,01 % ) совершенно не совпадает с фактическими замерами.

Эта схема НЕ для повторения!

Будучи собранная в живую, был получен неудовлетворительный Кг

Именно эта схема была собрана на ПП от УМ Амфитон-У-101. Но что-то пошло не так, и от этой схемы пришлось отказаться.

3.Оффтоп. Ещё одна хотелка (тоже нереализованная): очень хотелось собрать и послушать схему УМ Ланзар, но это требовало изготовления ПП с размерами аналогично родным платам Амфитона-У-101.

Пришлось «урезать осетра». Не говоря уже о том, что эксперимент затянулся на пару лет. А разобранный усилитель, разбросанный по квартире, уже порядком надоел.

4. Времени было потрачено немерено (см. схему в п. 2), а результаты не радовали.

Поэтому был сделан откат на исходные позиции: анализ оригинальной схемы УМЗЧ АМфитон-У-101.

Исправлена опечатка: С8. Транзисторы, которые не на ПП, получили индексы VT17, VT18, VT19. Печатная плата:

Поскольку оригинальная схема была разобрана, пришлось использовать симулятор Multisim10:

Скорость нарастания выходного напряжения 5 В/мкс. Маловато.

Проверка THD (50 Вт на 4 Ом нагрузку, 1кГц)

THD=0,007 %, что очень похоже на правду.

А теперь самое интересное: АЧХ

Частота единичного усиления f₁ = 2,2 МГц. На графике ФЧХ видно, что фазовый сдвиг на частоте единичного усиления на частоте единичного усиления f₁ составляет минус 85 градусов:

Т.е. запас по фазе составляет 50 градусов. Супер!

5. Изменения в схеме. Удалены элементы: R3, C3, R4, R8, VD9, VD10, VT10, VT11, R22..R27. Изменены элементы: R2 — 100 Ом R9 — 20 кОм (0,5 Вт) R11 — 1 кОм R12 — подстроечный многооборотный резистор 470 Ом R13 — 9 кОм (т.е. коэфициент усиления был снижен до 20 дБ ) C4 — 15 нФ C5 — 15 пФ С7 — 22 пФ С0 — 10 пФ (не указан на заводской схеме; установлен параллельно R13) R32, R33 — 0,22 Ом (5 Вт). Дополнительно установлены конденсаторы 0,22 мкФ * 63 В параллельно электролитам C9 и C10.

Уменьшены токи ИСТ: R7 — 300 Ом, R19 — 200 Ом.

Транзисторы: VT1..VT3, VT7, VT8, VT13 — 2N5551 VT6, VT14 — 2N5401 VT15 — 2SC4793 VT16 — 2SA1837 VT17 — КТ864А VT18 — КТ865А VT19 — КТ815 (его удобно крепить на радиаторе винтиком М2,5)

Цоколёвка 2SC4793 (2SA1837) отличается от цоколёвки КТ814 и КТ815 (VT15, VT16), закреплённых на небольших радиаторах на ПП. Радиаторы необходимо выпаять из ПП и развернуть на 180 градусов. Это позволяет без проблем использовать их с парой 2SC4793, 2SA1837.

Блок питания — как на последнем рисунке в пункте 9 (трансформатор, диодный мост на 10А диодах, пара электролитов KEA II по 10000 мкФ*63 В ). Суммарная ёмкость конденсаторов по каждой полярности 14000 мкФ.

Чтобы как то отличать заводскую и изменённую схемы, вторая получила название «Амфитон-У-101М».

6. «Замеры» в симуляторе (Амфитон-У-101М).

THD = 0,005 %

Скорость нарастания 13 В/мкс.

АЧХ:

Частота единичного усиления f₁ = 5,6 МГц. Фазовый сдвиг на частоте единичного усиления f₁=5,6 МГц составляет минус 58 градусов:

Т.е. запас по фазе составляет более 60 градусов, т.е. устойчивость не ухудшилась.

7. Реальные замеры (Амфитон-У-101М). Коэффициент гармоник Кг (RMS=10 В, 1 кГц) без нагрузки:

Коэффициент гармоник Кг (RMS=10 В, 1 кГц) на нагрузке 4 Ом:

Скорость нарастания 20 В/мкс:

Фото рабочего места на этапе испытаний:

8. Подбор конденсатора Co. При замере скорости нарастания (меандр 10 кГц от функционального генератора), были замечены всплески на фронтах:

В параллель R13 был добавлен корректирующий конденсатор (C0 на изменённой схеме). Сначала 4,7 пФ

Затем 10 пФ:

Это значение и осталось для окончательной схемы.

9. Разводка земли внутри УМЗЧ (Амфитон-У-101М). В оригинальном УМЗЧ Амфитон-У-101 (равно как и в его собрате — усилителе Амфитон-У-002) разводка земли выполнена странно: резистор Ra отсутствует, и вместо него установлена перемычка на ПП:

А силовая земля (от конденсаторов) соединена короткими перемычками с корпусом усилителя. Но каждой ПП присутствует резистор 1 Ом

, соединяющий средний вывод обмотки трансформатора с силовой землёй на ПП.

Силовая земля выходных разъёмов (подключение АС) — также «сидит» короткими проводниками на корпусе.

Джунгли из жгутов проводов, спрятанные в изолирующие кембрики и завязанное бантиком пропарафиненной монтажной нитью, не позволяют легко всё рассмотреть и срисовать. От данной разводки земли пришлось отказаться в пользу привычных решений. Резистор R36 (1 Ом) на ПП Амфитон-У-101М не используется.

За основу были использованы две схемы:

Резисторы Ra в количестве трёх штук установлены так: — один навесным монтажом в корпусе УМ — два других — на ПП вместо перемычки (фото ниже)

Сигнальная земля соединяется с металлическим корпусом УМЗЧ через корпус входных гнёзд RCA, как показано красной стрелкой на рисунке выше. Резисторы Ra, установленные на платах:

10. Приключения продолжаются. При включении усилителя Амфитон-У-101М на выходе наблюдается вот такой переходной процесс:

Зелёный луч — плюсовая полярность питания (1:10), жёлтый луч — выход усилителя (картинки в обоих каналах — похожи, как близнецы).

Естественно, при подключенной АС происходит неслабый такой «пук».

Пришлось «инвертировать» схему защиты АС: в исходной версии реле обесточено (АС подключены); при постоянке на выходе реле срабатывают, и обе АС отключаются. Теперь в нормальном режиме реле под напряжением (АС подключены), а при постоянке на выходе реле обесточивается, и обе АС отключаются.

При этом обеспечивается неявная временная задержка при включении усилителя: переходной процесс заканчивается к моменту подключения АС.

11. Тестовое прослушивание

усилителя состоялось поздним вечером 2.12.2020. Исходные композиции — в формате flac. Регулировки тембров, баланс, тонкомпенсация отсутствуют в сетапе как класс.

До этого в сетапе несколько лет использовался УМЗЧ Амфитон-У-002, из которого было удалено всё лишнее (коммутация, регулировки громкости, тембров и прочее, т.е. оставлен только оконечный УМ). Поэтому сравнение именно с этим доработанным усилителем.

Амфитон-У-002 был отключен отодвинут в сторону. Его место занял доработанный Амфитон-У-101M (ещё без верхней крышки).

В собранном виде:

Все регулировки на передней панели — бутафория. ))

Субъективно Амфитон-У-101M звонче, добавилось верхов. Мелкая (тихая) детализация в области ВЧ улучшилась.

Композиции, которые сведены грамотным звукорежиссёром, звучат, как им положено, нейтрально. А вот композиции, которым звукорежиссёр накрутил высоких, звучат непривычно.

Чтобы разобраться со своими субъективными «измерениями», был использован измерительный микрофон. Тем более что в доме этих микрофонов — как гуталина.

О гуталине.

Измерительные микрофоны доступны на олх.

Суть эксперимента: 1) снимается АЧХ связки усилитель1-АС на розовом шуме 2) снимается АЧХ связки усилитель2-АС в тех же условиях

Получаются АЧХ1 и АЧХ2 в точке прослушивания. Затем выполняется вычитание АЧХ1 из АЧХ2 (deltaАЧХ = АЧХ2 минус АЧХ1 ).

Смысл прост: если АЧХ1 и АЧХ2 одинаковы, то при вычитании получится линейная deltaАЧХ. Что и было сделано. Как обычно, программа SpectraLab,:

Вот и нашлась причина, почему Амфитон-У-101M немного звонче: подъём +4 дБ в области 20 кГц (относительно 1 кГц).

deltaАЧХ в виде таблицы

;deltaFR 20.000000 1.102917 22.400000 1.124969 25.000000 0.840706 28.000000 -0.523540 31.500000 1.905727 35.500000 -0.165012 40.000000 -3.232986 45.000000 -1.548897 50.000000 -1.245209 56.000000 -0.344727 63.000000 0.150932 71.000000 1.056561 80.000000 -0.670925 90.000000 1.210686 100.000000 0.850288 112.000000 1.448544 125.000000 2.625668 140.000000 0.174507 160.000000 0.273689 180.000000 -0.801525 200.000000 -1.197544 224.000000 -0.526745 250.000000 -0.624901 280.000000 -1.174736 315.000000 0.940689 355.000000 0.828743 400.000000 0.771759 450.000000 0.155586 500.000000 0.029461 560.000000 0.946098 630.000000 0.640984 710.000000 -0.228455 800.000000 1.206032 900.000000 1.034935 1000.000000 0.002937 1120.000000 -0.535984 1250.000000 -0.404110 1400.000000 -1.249935 1600.000000 0.293610 1800.000000 -0.399372 2000.000000 -1.136749 2240.000000 -0.245285 2500.000000 0.195511 2800.000000 0.044769 3150.000000 -0.251690 3550.000000 -0.408184 4000.000000 0.780884 4500.000000 0.255253 5000.000000 -0.155567 5600.000000 0.750320 6300.000000 -0.745819 7100.000000 -0.643879 8000.000000 -0.572376 9000.000000 -0.796417 10000.000000 -0.346699 11200.000000 -0.497055 12500.000000 -0.358665 14000.000000 -0.595467 16000.000000 -0.286957 18000.000000 1.338181 20000.000000 3.746307 22400.000000 -3.135590

Странно конечно, что подъём на 20 кГц так заметен. Свой слух я проверял еще лет 25 назад, верхняя граница тогда была определена около 16-17 кГц. Много воды утекло, надо бы перепроверить свой слух, благо, что оборудование в дома это позволяет.

12. Выводы:

— качество звучания переделанного усилителя мне нравится; лично я не жалею потраченного времени и сил — увеличена скорость нарастания выходного напряжения до 20 В/мкс — получен коэффициент гармоник 0,01 %

Всем удачных экспериментов!

Восстановление работоспособности полного усилителя Амфитон-У-101-1 Стерео Hi-Fi

Амфитон-У-101-1, усилитель мощности

Усилитель выпущен Львовским ПО имени Ленина. Начинка данного усилителя практически 1:1 повторяет следующие модели того же предприятия: — Амфитон-У-101, и разновидности; — Амфитон А1-01, и разновидности; — Амфитон 25у-101с; — Амфитон AJ-01-У.

Общая информация приведена здесь: https://rw6ase.narod.ru/000/rez2/amfiton_a1_01st.html

Схема — нечто среднее между следующими схемами:

https://cp.people.overclockers.ru/cgi-bin/dl.pl?id=35407&filename=amfiton__101s.djvu

https://cp.people.overclockers.ru/cgi-bin/dl.pl?id=35406&filename=am_u101.djvu

До обновления ГОСТ 24388-83 данный усилитель считался усилителем высшей группы сложности.

По информации прошлого владельца, данный экземпляр пролежал в шкафу около 7 лет, а до закладки в шкаф был полностью работоспособен, ремонту не подвергался. Действительность внесла коррективы.

Ещё при покупке я обратил внимание на то, что он явно вскрывался. При детальном рассмотрении замечено, что до меня был заменен один выходной транзистор, и сильно паяный трансформатор. Если с первым всё понятно, то что делали с трансформатором — до конца не ясно. У меня только два варианта: — возможно подключали дополнительные обмотки, для повышения питающих напряжений усилителей мощности, и соответственно — увеличения выдаваемой мощности; — возможно полностью меняли трансформатор, либо перематывали какую-либо из обмоток. Больше следов вмешательства не заметил.

В таком виде усилитель включался, защита не срабатывала (что уже радовало), один канал работал, но играл тихо, второй — молчал.

Что сделал в общем и целом: — заменил все электролитические конденсаторы (полярные и не полярные) на не музыкальные импортные, по питанию все 2200мФ заменил на 3300мФ; — заменил все красные круглые пленочные конденсаторы (так называемые «флажки», которые часто «дребезжат», т.е. плавает емкость) на современные импортные; — заменил выходные транзисторы: КТ818ГМ на MJ2955, КТ819ГМ на 2N3055; — заменил все 4 подстроечных резистора в усилителях мощности на многооборотные импортные, настроил ноль постоянного напряжения на выходах, и ток покоя в пределах 50-53мА; — заменил шнур на новый, с более крупным сечением и розеткой евро образца; — проверил все точки соединения «земли», пропаял развалившуюся пайку контактов 5-ти штырьковых DIN гнезд входного сигнала; — переменные резисторы громкости, баланса и частот — на рынке пока не нашел, поэтому смазал силиконом и отложил до лучших времен.

По пути прозванивал попадающиеся под руку транзисторы, в основном без выпаивания, те что выпаивал — прозвонил, проверил коэффициент усиления мультиметром, запаял обратно (в блоках усилителей мощности прозвонил абсолютно все транзисторы).

После вышеуказанных действий, аппарат собрал, включил: — начал работать второй канал; — мощность звука на выходе — в порядке (пока ремонтировал в качестве нагрузки использовал: 2 динамика по 8Ом, 0,5Вт), был слышен периодический треск/хрип/шум; — был слышен «фон» в обоих каналах; — напряжения на усилителях мощности в норме: 34В и 33,9В; — постоянное напряжение на выходах левого и правого канала в норме: по 0,04-0,05В.

Пока настраивал ток покоя — случайно замкнул щупом две ножки транзистора в одном из УМ, в итоге сжег один выходной транзистор и один КТ814 узла усилителя тока в УМ. Обошлось малой кровью. Восстановил УМ достаточно быстро, сравнивая с рабочим каналом.

Далее, случайно замкнул выход одного из каналов, защита не сработала — сгорел только один из выходных транзисторов.

Фон и посторонний треск исчезает после того, как закрывается экранирующая крышка, в основном его «ловит» плата темброблока.

В общем, в конце-концов усилитель отремонтировал, выставил «0» постоянного напряжения на выходе (реально 0,0000В до 0,0040В), настроил ток покоя 50-53мА. На слух посторонних звуков нет на любой громкости (слушал как музыку, так и тестовые диски).

Ток покоя выставил по падению напряжения на резисторах R32 и R33 (в моем случае по 0,13Ом, 1Вт). Для тех, кто не знает как — описываю процесс: — на вход ничего не подаем, даем усилителю прогреться; — выставляем мультиметр на измерение напряжения в мВ; — одним щупом прикасаемся к одному выводу резистора, вторым — ко второму; — далее по закону Ома, подстроечным резистором R18 выставляем нужное напряжение (например 7мВ, чтобы получить 7/0,13=53,85мА).

Ток покоя с завода обычно выставляют 40мА, но мастера советуют 50-100мА. Если настраивать только на слух (вообще следует настраивать при помощи осциллографа, но он не у каждого есть) — необходимо, чтобы ток покоя был такой величины, чтобы на малой громкости не было слышно хрипа и посторонних звуков. Перегибать с величиной тока покоя нельзя, иначе можно сжечь УМ, и имейте в виду, что при прогреве усилителя ток необходимо проверить, так как он возрастает.

Нулевое напряжение на выходе канала выставляется при помощи R5.

В итоге, в сравнении с домашним ресивером Yamaha RX-V520 RDS — звук нравится, достаточная детализация, резкий и глубокий бас (заметно больше чем на моем ресивере), немного задраны высокие частоты, фон («белый шум») больше чем у ресивера, но незначительно, вполне можно мириться, может со временем попробую уменьшить. Также шелестят резисторы громкости и баланса, но это со временем поправимо.

Усилитель порадовал качеством звука, неприхотливостью и ремонтопригодностью.

В планах: — заменить переменные резисторы; — заменить кнопку включения; — заменить реле; — заменить провода.

UPDATE:

Исходные номиналы конденсаторов на сканах:

Амфитон-У-101-1, темброблок (конденсаторы)

Амфитон-У-101-1, предварительный усилитель (конденсаторы)

Амфитон-У-101-1, блок режимов работы (конденсаторы)

Амфитон-У-101-1, блок защиты (конденсаторы)

Амфитон-У-101-1, усилитель мощности (конденсаторы)
Примечание: 1) «+» указывает на расположение на плате «+» ножки конденсатора. 2) Отсутствие «+» обозначает, что конденсатор неполярный.

Неполярные конденсаторы находятся:

1) Блок предварительного усилителя: — 2 штуки: 16В, 50мФ

2) Блок защиты: — 1 штука: 16В, 50мФ

По желаниям трудящихся — фото в процессе ремонта:

Амфитон-У-101-1, фото в процессе ремонта

Амфитон-У-101-1, фото в процессе ремонта
Для желающих обсудить статью: https://forums.overclockers.ru/viewtopic.php?f=25&t=350340&sid=216e82ab35f1b8eca62a266423b86b13&start=140