Wzmacniacz 2000W mostek.pdf

Elektor w EdW

Gigant 2000

Dwa wzmacniacze

w układzie

mostkowym

Część 5

Co było obiecane, musi

być dotrzymane.

W pierwszej części arty−

kułu zapowiedziany zo−

stał wzmacniacz o ma−

ksymalnej mocy wyjścio−

wej 2kW, tak więc

w ostatniej części tej ca−

łej serii artykułów nad−

szedł najwyższy czas, że−

by wreszcie pokazać,

w jaki sposób, przy po−

mocy dwóch wzmacnia−

czy monofonicznych

(monobloków), można

osiągnąć tę gigantyczną

moc.

którzy miłośnicy audio strasznie

się krzywią, gdy usłyszą

o wzmacniaczu w układzie most−

kowym, tak jakby układ mostko−

wy był czymś niepełnowarto−

ściowym i pod względem jako−

ściowym znacznie gorszym od

“normalnego” wzmacniacza. Po−

glądy takie bazują oczywiście na

przestarzałych i absolutnie zde−

zaktualizowanych opiniach.

Wcześniej w konfiguracji most−

kowej umieszczano wzmacniacz

ze zwykłym, najprostszym prze−

suwnikiem (inwerterem) fazy

i z tego powodu naturalnie ulega−

ła znacznemu pogorszeniu ja−

kość dźwięku z układu mostko−

wego w porównaniu z pojedyn−

czymi stopniami mocy. Jeżeli

jednak dokonuje się inwersji sy−

gnału w sposób “rozsądny”, to

wówczas właściwości takiego

mostka wcale nie wypadają go−

rzej niż właściwości poszczegól−

nych oddzielnych wzmacniaczy.

Dowodzi tego również porówna−

nie danych technicznych. Pomi−

mo tego, że współczynnik tłu−

mienia jest (z konieczności) niż−

szy, ale i tak osiąga on bardzo

dobrą wartość. Oprócz rzekome−

go pogorszenia jakości dźwięku

dalszym punktem krytycznym

jest objętość konstrukcji wzmac−

niacza w układzie mostkowym.

Często okazuje się bardziej sen−

sownie, oszczędniej pod wzglę−

dem finansowym, jak i jeśli cho−

dzi o objętość, żeby wyższą moc

mostka osiągać poprzez odpo−

wiednio silniejsze pojedyncze

stopnie mocy. Bez żadnych wąt−

pliwości jest to decydujący argu−

ment. Jednak w przypadkach,

gdy do dyspozycji jest tylko jed−

no określone napięcie zasilające

(przykładowo przy zasilaniu

z akumulatora) – wówczas

wzmacniacze mostkowe zaczy−

nają wygrywać dzięki swej nie−

zwykle istotnej właściwości.

Mogą one mianowicie osiągać

bardzo wysokie moce bez ko−

nieczności stosowania przy tym

bardzo wysokich napięć pracy.

Wzmacniacz osiągający moc

wyjściową 2kW bez układu mo−

stkowego wymagałby syme−

trycznego napięcia zasilającego

±130V, a więc w sumie 260V!

Proszę spróbować zaprojekto−

wać a potem jeszcze zbudować

zasilacz, albo kupić pasujące, od−

powiednie tranzystory wysokiej

jakości dla stopnia sterującego

lub mocy. Z pewnością już lep−

szym będzie rozwiązanie towa−

rzyszące w układzie mostko−

wym, które powstaje poprzez

wzajemne połączenie w syme−

tryczne wejście. Ma to zarówno

swoje wady, jak i zalety. W przy−

padku profesjonalnych wzmac−

niaczy mocy oraz elektroniki stu−

dyjnej z reguły pracuje się

z urządzeniami o symetrycznych

wejściach, aby wytłumić za−

kłócenia spowodowane napięcia−

mi wspólnymi. W zastosowa−

niach domowych (komercyj−

nych) najpopularniejsze są wej−

ścia asymetryczne. W takich

przypadkach konieczny będzie

układ symetryzujący – przykła−

dowo może to być symetryzator

do zastosowań audio (opisany

w Elektorze 3/98 z płytką EPS

980026−1). Układ ten załatwia

problem symetryzacji, wykorzy−

stując specjalny, wysokiej jako−

ści układ scalony, który sprawuje

się o wiele lepiej niż prosty jed−

notranzystorowy przesuwnik fa−

zy, jakie to rozwiązanie było na

porządku dziennym w latach 70.

Ostatnia część tej serii artyku−

łów zwrócona jest ku tym Czy−

telnikom, którzy cierpią na “nie−

dostatek mocy”, jak również mo−

że być interesująca dla techni−

ków wykonujących duże zesta−

wy wzmacniające. Poprzez wza−

jemne połączenie dwóch mono−

bloków uzyskuje się naprawdę

imponującą moc wyjściową wy−

noszącą 1,6kW (w sinusie) lub

ewentualnie dokładnie 2kW

(moc muzyczna) na 4

Dwa razem!

Wystarczy już tego przydługie−

go wstępu! W jaki sposób dają

się połączyć w mostek dwa Gi−

ganty 2000? W tym celu należy

najpierw zbudować dwa nieza−

leżne monobloki z oddzielny−

mi zasilaczami. Zaciski masy

z obydwu płytek muszą zostać

ze sobą połączone, a obydwa

wejścia sygnałowe powinny

być wykorzystywane syme−

trycznie. Głośnik włączany jest

pomiędzy obydwa zaciski +LS.

Połączenie

mostkowe

Na wstępie należy kilka słów po−

święcić fenomenowi układu mo−

stkowego. Nawet obecnie nie−

Elektronika dla Wszystkich

Elektor w EdW

To byłoby w zasadzie wszyst−

ko, ale ponieważ wzajemne po−

łączenie jest nieco krytyczne,

więc opłaca się zaprezentować

bardziej szczegółowy opis tych

czynności. W celu zapewnienia

stabilnej pracy jest nieodzow−

ne, aby obydwa wzmacniacze

zainstalowane były możliwie

najbliżej siebie (maksymalna

odległość to co najwyżej 5cm)

i to we wspólnej (!) obudowie.

Rysunek 1 pokazuje, jakie po−

łączenia i w jaki sposób powin−

ny zostać poprowadzone. Za−

nim jednak przystąpi się do

pracy z lutownicą, należy za−

troszczyć się najpierw o to, że−

by odłączone zostało napięcie

zasilające, a kondensatory

przyzwoicie się rozładowały.

Najpierw należy dopasować

przewód o przekroju przynaj−

mniej 4mm w celu połączenia

mas z obydwu zasilaczy.

Dokładnie w połowie długości

tego przewodu należy odizolo−

wać mały odcinek i do niego

doprowadzona zostanie później

centralna masa z nowego wejś−

cia. Do tego punktu doprowa−

dza się najkrótszą drogą masę

sygnału przewodem o przekro−

ju przynajmniej 1,5mm. Gnia−

zda bananowe dla podłączenia

głośnika łączy się w pokazany

nie łączyć

Rys 1. W taki sposób należy połączyć ze sobą dwa wzmacniacze w układzie mostkowym. Płyty wzmacniaczy powinny

być zamontowane możliwie jak najbliżej siebie. Wejście wymaga podania sygnału symetrycznego. Jeżeli do dyspozy−

cji jest jedynie sygnał asymetryczny, to konieczne jest zastosowanie symetryzatora.

Elektronika dla Wszystkich

Elektor w EdW

sposób z zaciskami LS+ na

obydwu płytach. Także i w tym

przypadku należy zastosować

przewód o przekroju przynaj−

mniej 4mm. Końcówki sy−

gnałowe w symetrycznym

gnieździe wejściowym XLR

(pin 2 i pin 3) są podłączone

przy pomocy ekranowanego

przewodu audio do zacisków

wejściowych sygnału. Ekran

przewodu należy przylutować

z jednej strony do pinu 1 na

gnieździe XLR, a z drugiej

strony do centralnego punktu

masy. Na zakończenie z płyt

obydwu wzmacniaczy należy

usunąć zwory JP2. Dzięki temu

nastąpi rozłączenie połączenia

pomiędzy masami sygnału

i głośnika, a tym samym udare−

mnione zostaną wszelkie szan−

se na powstanie szkodliwych

sprzężeń.

miaru pozostawiać tego układu

w stanie całkowitego niewyko−

rzystania, ten może przy jego po−

mocy regulować wzmocnienie

wzmacniacza w układzie most−

kowym. W przypadku pracy ste−

reofonicznej dwóch układów

mostkowych możliwość ta daje

szansę dodatkowej precyzyjnej

regulacji, istotnej w krytycznych

lub wymagających sytuacjach.

Porównanie tych danych

z protokołem pomiarów trzeciej

części artykułu dowodzi, że spe−

cyfikacje wzmacniacza w ukła−

dzie mostkowym wcale nie ustę−

pują odpowiednim wynikom dla

pojedynczego wzmacniacza, a

wartości dla zniekształceń inter−

modulacyjnych wypadają nawet

lepiej. Z powodu takiego wyra−

źnego podobieństwa nie zostały

tutaj wydrukowane wszystkie

charakterystyki i jedynie wykres

mocy w zależności od częstotli−

wości przy 1% THD został tutaj

umieszczony. Widać, że krzywa

ta przy obciążeniu 8Ω lub odpo−

wiednio 4Ω ma przebieg prawie

idealnie liniowy na stałym pozio−

mie mocy 1kW, albo 1,6kW.

Wartość mocy równa 2kW jest

osiągana wówczas, gdy na wej−

ście podany zostanie sygnał “mu−

zyczny”. W tym celu konieczne

jest podanie sygnału, w którym

stosunek impulsu do przerwy

wynosi 1:1000 albo 1:100 (i wte−

dy uzyskuje się “dobre wyniki”),

lub ewentualnie 1:20 (lecz wtedy

Regulacja?

W pierwszej części wspomnieli−

śmy o małym, regulowanym

układzie (R9/P1), włączanym

przy pomocy zwory JP1, który

miał za zadanie umożliwić opty−

malne tłumienie zakłóceń spo−

wodowanych napięciami równo−

ległymi. W międzyczasie okaza−

ło się, że układ ten jest zbędny,

gdyż nawet w przypadku kry−

tycznych pomiarów nie miało to

żadnego znaczenia, w jakim po−

łożeniu znajdował się potencjo−

metr P1. Kto jednak nie ma za−

DANE TECHNICZNE

KONFIGURACJA MOSTKOWA

przy napięciu roboczym ± 70V

(± 72V dla obciążenia zerowego)

i prądzie spoczynkowym od 0,2A do 0,4A

Czułość wejściowa

2,1V sk

Impedancja wejściowa

87k

Współczynnik tłumienia (przy 8

)

przy 1kHz

> 350

przy 20kHz

> 150

Parametry dla open−loop

Współczynnik wzmocnienia

8600

Szerokość pasma

53kHz

Impedancja wyjściowa

3,2

Stosunek sygnału do szumu dla 1W/8

A – ważony

97dB

B = 22kHz liniowy

93dB

Moc w sinusie przy 0,1% THD

950W

1,5kW

Moc w sinusie przy 1% THD

1kW

1,6kW

Moc muzyczna przy (burst 1:20)

1,1kW

2kW

Szerokość pasma mocy

1,5Hz ... 220kHz

Szybkość narast. nap. wyjściowego

170V/µs (czas narastania 1,5µs)

Zniekształcenia harmoniczne (THD)

przy szerokości pasma 80kHz

przy 1kHz

0,003% (1W)

0,0047% (1W)

0,002% (700W)

0,006% (1200W)

przy 20kHz

0,015% (700W)

0,038 % (1200W)

Zniekształcenia z intermodulacji (IMD) przy 50Hz : 7kHz = 4 : 1

0,0025% (1W)

0,004% (1W)

0,0095% (500W)

0,017% (800W)

IM−zniekształcenia dynamiczne dla fali prostokątnej 3,15kHz z sinusem 15kHz

0,0038% (1W)

0,005% (1W)

0,0043% (700W)

0,0076%(1200W)

Elektronika dla Wszystkich

Elektor w EdW

uzyskuje się wyniki

realistyczne). Przy

stosunku wynoszą−

cym dokładnie 1:20

uzyskana została

moc wyjściowa wy−

nosząca dokładnie

2kW na obciążeniu

4Ω . Nawiasem

mówiąc, różnica

pomiędzy 2kW

a przykładowo

1,6kW odpowiada

prawie niemożliwej

do odróżnienia róż−

nicy ciśnienia fali

akustycznej na gło−

śniku o 1dB.

Niestety (a może na szczę−

ście) nie udało się ocenić wra−

żeń, jakie daje pełna moc

wzmacniacza połączonego

w układzie mostkowym (dla peł−

nej głośności). Referencyjne gło−

śniki, które znajdowały się w la−

boratorium, w szczycie osiągały

moc jedynie 200W. Przy niż−

szych wysterowaniach nie moż−

na było stwierdzić żadnej różni−

cy w stosunku do pojedynczego

wzmacniacza. Dane pomiarowe

nie pozwalają jednak na wysnu−

cie wniosków, iż wzmacniacz,

przy wyższej albo nawet przy

pełnej głośności, zachowywałby

się całkowicie odmiennie.

Rys 2. “Zmostkowany” Gigant podczas wszystkich testów i we wszy−

stkich warunkach zachowywał się wzorowo!

Editorial items appearing on pages 21 − 24 are the copyright property of

Elektronika dla Wszystkich

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: