Усилитель Genesis DM180.2-8AZ

Усилитель Genesis Dual Mono с регулируемым выходным сопротивлением.

  

    Решил выделить описание этой доработки в отдельное сообщение, так как речь пойдет о том, чтобы доработав усилитель Genesis Dual Mono, можно было регулируя выходное сопротивления УМ использовать низкодобротные (с Qts 0,3-0,4) 8 омные миды в дверях автомобиля.

Подобные варианты доработок можно почитать здесь,  но если там дорабатывалось под динамики 4 ома, то здесь открывается простор для использования практически всей домашней/недомашней линейки 8 омных низкодобротных мидбасов (НЧ/СЧ).

    Не так уж часто в автомобилях кто-то использует динамики 8 Ом.. и причина банально проста - как правило, большинство 8 омных динамиков низкодобротные и без правильного акустического оформления (ЗЯ, ФИ) дотягивают только до 110-90 Гц, а также для этого надо использовать усилители, которые в номинале на 4 Омах выдают мощность от 150 Вт и выше... а чем мощнее, тем он дороже и из-за необходимости... в общем, нередко мощные усилители из-за большого количества транзисторов в выходных каскадах УМ.. скажем так - медленноваты..

    Для начала от этого усилителя будут работать динамики MONACOR SPH-175HQ, которые уже не раз использовались в автозвуке, но по разным причинам так до конца и остались с нереализованными своими возможностями.

Номинальная мощность этого динамика 70 Вт, максимальная 120 Вт, чувствительность 89 дБ.

В двери этот динамик отыгрывает до 70 Гц, но не более.

При выходном сопротивлении усилителя 2-3 Ома SPH-175HQ спокойно отыграет уже до 50 Гц.

Далее после успешного испытания будут выбраны 8 омные динамики с общей добротностью 0,2-0,4 от Scan Speak \ Seas \ Vifa \ Morel \ Peerless \ Wavecor и др.

    Какие 8 омные дины, на мой взгляд, было-бы интересно применить в дверях автомобиля: (номинальная мощность, чувствительность, какое нужно выходное сопротивление усилителя, до какой частоты будет играть в двери (по расчетам)).

ScanSpeak 18W/8542-00 (70 W, 89 дБ, нужно 11,4 Ом, доиграет до 42 Гц)
ScanSpeak 18W/8531G00 (60W, 87 дБ, нужно 2 Ом, доиграет до 42 Гц.)
ScanSpeak 18W/8545K00 (100W, 87,5 дБ, нужно 5,7 Ом, доиграет до 40 Гц)
SEAS Excel E0042-08S (W18NX001) (80W, 87,5 дБ, нужно 6,0 Ом, доиграет до 49 Гц)

SEAS H1215-08 (CA18RNX) (80W, 88,5 дБ, нужно 6,2 Ом, доиграет до 45 Гц)
Peerless HDS Exclusive 6.5" 8 Ohm 830883 (70W, 87,9 дБ, нужно 4,3 Ом, доиграет до 52 Гц)
Wavecor WF182BD04-01 (80W, 88 дБ, нужно 6,0 Ом, доиграет до 43 Гц)

Wavecor WF168WA02-01 (60W, 89 дБ, нужно 2,0 Ом, доиграет до 52 Гц)
Visaton AL 170/8 (70W, 88 дБ, нужно 2,6 Ом, доиграет до 49 Гц)
и т. д.

    Предупрежу судорожные всхлипывания насчет использования домашки в дверях автомобиля - каждый решает сам. Если установить так, что на динамик ничего со стекла капать не будет, то для примера - у меня в дверях уже восемь лет работает стоковый ScanSpeak 18W/4831 и ничего с ним не случилось. Ни-че-го!

    Таким образом стоит задача: доработать в директ, увеличить выходную мощность усилителя для работы на 8 Ом, сделать регулируемое выходное сопротивление и немного доработать.

Измеряем какую мощность выдает Genesis Dual Mono в стоке на нагрузку 8 Ом:
При питании 12,4 вольта - 55 Вт (напряжение вторички ±32 вольта)
При питании 14,4 вольта - 87 Вт (напряжение вторички ±39 вольт)

Как-бы неплохо, но учитывая еще и потери в схеме обратной связи, явно будет чувствоваться неполноценная раскачка динамиков с номинальной мощностью 60-70 Вт

    В силовом вторичном питании стоят конденсаторы JAMICON серии LP 4700,0*50 вольт, с допустимым импульсным током 3 ампера, что как раз покрывает необходимый ток питания для 8 омных динамиков. Напряжение во вторичке  можно поднять до 48-49 вольт, так как найти какие-то другие такой емкости на 63 вольта  в  подобных габаритах - очень трудно.

Частота для расчета трансформатора 43,74 кГц (частота задающего генератора SG3525 - 87,48 кГц) .

Наматываем новый трансформатор на кольце EPCOS B64290-L48-X87, R34/20,5/12,5 N87.

Обмотки: 5+5 витков, провод 0,85 мм*4 и 19+19 витков, провод 1,18 мм (в стоковом трансформаторе 5+5 и 16+16)
Чтобы не пищал, заливаем шеллаком.

В холостом режиме 12,4/14,4  вольт питание вторички стало соответственно 41,2/48,5 вольт, в питании линейных драйверов стало  44,1/52,3 вольта.

Измеряем мощность при нагрузке 8 Ом. 

При питании 12,4 вольта - 90 Вт

При питании 14,4 вольта - 130 Вт. 
Это нам подходит и даже очень. :)

    Перематываем второй трансформатор и тут немного надо повозиться, подгоняя режимы схемы запуска УМ и питания предварительных каскадов. Также переносим регулирующий 317 для вентилятора на другую сторону платы (чтобы освободить место для резисторов Rt):

        По идее для работы на 8 Ом, при мощности 130 Вт, достаточно 3 плеча выходных каскадов, но пока оставлю все четыре, так как нет уверенности, что усилитель не будут пробовать подключать на 4 ома.

Резистор Rt берем номиналом 0,22 Ом. Необходимое усиление  УМ получается 8/0,22= 36,36

Так что нас вполне устраивает стоковое усиление УМ (10 кОм/0,27 кОм= 37,03).

    Для того, чтобы регулировать  выходное сопротивление (R2) используем стоковые построечники 47 кОм (которые использовались в фильтрах) и устанавливаем последовательно постоянный резистор номиналом 191  Ом.

Пределы регулирования выходного сопротивления при этом будут 0,26-12,0 Ом.

    Немного меняю на платке драйверов некоторые номиналы резисторов и конденсаторов, устанавливаю в ГСТ дифкаскада 4,7 кОм и красный светодиод и меняю местами элементы в цепочке обратной связи (0,27 кОм и 220,0 мкФ).

    Общий вид платы с другого направления:

    Включаем и проверяем напряжения:

    Очень даже чудненько! Всё в норме вплоть до входного питания 14,7 вольт и на минимуме до 11 вольт.
Регулировка выходного сопротивления работает.
Токи покоя я пока не трогал, так и остались стоковые (примерно 15-18 мА плечо).
На выходе постоянка 20 мВ и 22 мВ.
Ток холостого хода при 12,4 вольтах  - 1,84 А
Теперь слушаем.
Басит как и задумывалось, значит всё получилось. :)



Примечания:
1. Genesis DM180.2-8AZ:  Dual Mono, два канала по 90 Вт в номинале на нагрузку 8 Ом, AZ -Adjustable Z-source - регулируемое выходное сопротивление.
2. Обнаружилась одна ошибка на плате Dual Mono (плата REV 7 5/99) - в УМ нет соединения (отсутствует дорожка) эмиттерного резистора 1,2 Ом с эмиттером выходного транзистора, поэтому в этом плече в работе участвует только диод и на нем падает напряжение 0,45 вольта. Получается, что одно плечо в правом канале очень мало принимает участия в работе.. хотя это коснется только работы на низкоомную нагрузку.. что в общем-то бывает редко и не так страшно для работы на 4 ома.

3. Вход дифкаскада (неивертирующий вход): 10 кОм и 47 pF, 3,9 кОм, разделительные конденсаторы ELNA RBD 22,0*50v.

4. Обратная связь УМ - 10 кОм, 0,27 кОм и 220,0 мкФ.

5. Гасящие резисторы в предварительном питании 270/470 Ом - соответственно 330/510 Ом 3-5W.
6. ОУ установлены LME49860.
7. Эмиттерные резисторы 0,33 Ом 5W
8.

Продолжение следует.