. OPAMPOVY AMPY

LaMa Mk2 - Modul s LM3886TF

Jednoduchý, univerzálně použitelný modul 1 kanálu výkonového zesilovače, na kterém snad není co zkazit. Na desce s plošnými spoji je vše potřebné - stačí připojit zdroj signálu, napájecí transformátor a reproduktor. Jde o úpravu předchozího modulu LaMa popsaného na těchto stránkách. Většina věcí se shoduje, proto se v dalším textu zaměřím hlavně na změny.

Popis zapojení

Zapojení modulu vychází z doporučeného zapojení výrobce obvodu LM3886, firmy National Semiconductors. Nejde o žádné modifikace typu "gainclone" a spol., které často degradují elektrické i zvukové vlastnosti zesilovače. Nejsou vynechány ani zjednodušeny žádné prvky frekvenční kompenzace. Doporučuji prostudovat katalogový list obvodu LM3886.

Schéma zapojení:

Poznámky k součástkám a konstrukci

Vstupní kondenzátor je realizován dvojicí paralelně spojených foliových kondenzátorů 1u (C1, C17). Jde o běžně dostupné typy, které svou kvalitou naprosto vyhovují.
Rezistory R7, R8 jsou běžně dostupné typy na zatížení 2W.
Při návrhu plošného spoje jsem se nesnažil mít jej za každou cenu bez drátových propojek - dal jsem přednost přímějšímu vedení signálových cest.
Tlumivka L1 je vzduchová, tvořená 16 závity smaltovaného měděného drátu o průměru 1,2 mm, kterého je potřeba asi 45 cm. Jako kostřičku pro navíjení použijeme třeba dřík vrtáku nebo cokoliv jiného o průměru 10 mm. Indukčnost cívky je kolem 0,63 uH a odpor cca 7 miliohmů.
Přípojné body jsou realizovány šroubovacími svorkovnicemi typu ARK210. Umožňují použít vodiče až do průřezu 2,5 mm2.
Plošný spoj umožňuje osazení filtračními elyty o max. průměru 25,4 mm (např. běžně dostupný Jamicon). Doporučuji použít typy s vývody snap-in (snesou vyšší nabíjecí/vybíjecí proudy).
Transformátor a chladič volíme podle požadavků na výkon modulu a podle zatěžovací impedance připojeného reproduktoru dle katalogového listu výrobce.

Důležitá upozornění:

Primár transformátoru musí být jištěn pojistkou typu T dimenzovanou na proud odpovídající cca dvojnásobku příkonu zesilovače! (velmi zhruba 2A pro stereo zesilovač)
Sekundární napětí trafa může být max. 2x29V naprázdno! Toto napětí platí spíše pro zátěž 8 ohmů, kdy umožňuje dosáhnout maximálního možného výkonu. Pro provoz se zatěžovací impedancí 4 ohmy vřele doporučuji použít sekundární napětí nižší, max. 2x23V - opět pro dosažení maximálního možného výkonu. Vyšší napětí pouze zvyšuje ztrátový výkon a tím i teplotu pouzdra LM3886, což v důsledku vede k brzké aktivaci tepelné ochrany čipu. Trvalý výkon do 4 ohmů při příliš vysokém napájecím napětí pak může být až neromanticky nízký, např. pouhých 8 wattů (ověřeno pokusem).
Provoz IO bez chladiče není dovolen ani pro "pokusné účely" či oživování modulu - z oživování by se brzy stal pohřeb žehem - samotné pouzdro neuchladí ani klidovou výkonovou ztrátu IO a nepomohou ani jinak neprůstřelné ochrany!

A samozřejmě - pozor na jakoukoliv manipulaci se síťovým napětím - nenesu a vylučuji jakoukoliv odpovědnost za to, co se může stát, když se nedodržují bezpečnostní předpisy, vyhláška 50 a to, co velí zdravý rozum či alespoň pud sebezáchovy!

Rozpiska součástek

TypHodnotaPočetPozice
rezistor metalizovaný 2W2R21R7
rezistor metalizovaný 2W10R1R8
rezistor metalizovaný 0,6W 1%10R1R4
rezistor metalizovaný 0,6W 1%1k2R1, R3
rezistor metalizovaný 0,6W 1%10k2R9, R10
rezistor metalizovaný 0,6W 1%20k3R2, R5, R6
kondenzátor keramický 500V47p1C6
kondenzátor keramický 500V220p1C2
kondenzátor keramický 500V10n3C14, C15, C16
kondenzátor fóliový 100V RM 7,5mm CF4100n5C3, C7, C9, C10, C11
kondenzátor fóliový 63V RM 5mm CF1 nebo MKS21u2C1, C17
kondenzátor elektrolytický radiální 63V RM 5mm100u3C4, C5, C8
kondenzátor elektrolytický radiální 50V RM 10mm snap-in4700u2C12, C13
usměrňovací můstekB250C8000 (KBU8G)1D1
integrovaný obvodLM3886TF
(LM3886T + izol. podložka)
1U1
svorkovniceARK210/23J1, J2, J3
svorkovniceARK210/31J4
cívka - 16 z. CuL 1.2mm na průměru 10mm0,63uH1L1

Osazovací plán


Rozměry desky jsou 91,4 x 48,3 mm. Na desce jsou dvě drátové propojky (vodorovně, vedle sebe, nad U1).

Osazování desky doporučuji provádět v následujícím pořadí (až na výjimky dle výšky jednotlivých součástek):
  • drátová propojka (použijeme raději tlustší drát)
  • rezistory 0,6W
  • rezistory 2W
  • foliové kondenzátory
  • keramické kondenzátory a malé elyty
  • svorkovnice J1..J4
  • můstek D1 + upevňovací šroub (později ho tam nedostaneme - vloudila se chybička...)
  • filtrační elyty C12, C13
  • jako lahůdku na závěr si necháme LM3886 :-)
Ještě před zapájením do desky doporučuji trochu přihnout vývody LM3886 tak, aby zadní strana LM lícovala s okrajem desky plošného spoje. Usnadníme si tak montáž na chladič.
Budeme-li chtít připevnit k chladiči i můstek (což doporučuji - ani ne tak kvůli chlazení jako pro zpevnění konstrukce), je třeba tak učinit před osazením filtračního elytu C13. Při návrhu layoutu desky jsem si to nějak neuvědomil...
S trochou šikovnosti lze vše zapájet pistolovou páječkou, nicméně vřele doporučuji mikropáječku s vhodným hrotem.

Výsledky měření

Měl jsem možnost alespoň v rychlosti změřit jeden modul LaMa Mk2 na přístroji Audio Precision, zde jsou výsledky analýzy THD+N pro výkon cca 35W (popis pravé osy grafu neodpovídá):

Modul byl napájen z transformátoru, který byl zrovna k dispozici (transformátor ze zesilovače TESLA AZS223, sekundární napětí 2x 18V, cca 80 W) a pracoval do odporové zátěže 4 ohmy. Výsledek více než velmi dobrý, zejména s ohledem na to, že jde o monolitický integrovaný obvod s koncovým stupněm v kvazikomplementárním zapojení.

A zde je výsledek měření pro 1% předchozího výkonu, tedy cca 0,35W:

Hodnota je vyšší především proto, že díky menší výstupní úrovni se více uplatní šumy a brumy, jde o měření THD+N. Každopádně je vidět, že přechodové zkreslení, vznikající v každém koncovém stupni pracujícím ve třídě "skoro B" s malým klidovým proudem, se designerům tohoto obvodu povedlo výtečně eliminovat, klobouk dolů :-).
Nezbývá než uznat, že obvod LM3886 si svou velmi dobrou pověst právem zaslouží!

Zkušenosti a doporučení

Během doby bylo řadou zájemců úspěšně zhotoveno několik desítek modulů. Téměř všechny pracovaly na první zapojení, s jedinou výjimkou kmitajícího a hřejícího se modulu, kde byly omylem místo odporů 20k použity odpory 2k. Nicméně nedošlo k žádné destrukci a po výměně odporů za správné modul vesele funguje.
Na základě výsledků měření svých modulů i modulů dodávaných jinými firmami (EZK, MeTronix apod.) doporučuji připojit paralelně k rezistoru R2 foliový či keramický kondenzátor libovolného typu o kapacitě 470pF až 1nF (třeba ze strany spojů, vývody zkrátit na minimum) pro důkladnější potlačení vf rušení, kterého je bohužel všude kolem stále víc a víc. Tento kondenzátor zároveň zlepší přenos obdélníkových signálů (toto doručení platí též pro starší modul LaMa i pro výše zmíněné moduly jiných firem).

Plošný spoj

Pro bastlíře, kteří věří tomu, že si plošný spoj zhotoví svépomocí v lepší kvalitě než to dělá firma Kohout, jsem se nakonec rozhodl dát k dispozici obrazec plošného spoje. Prosím, použijte jej pro svou osobní potřebu, nikoli pro obohacení své kapsy masovou výrobou či pro jakékoli komerční účely...


PŘEJI HODNĚ ZDARU PŘI STAVBĚ A JEŠTĚ VÍCE RADOSTI PŘI POSLECHU!
Poslední update tohoto článku: 4.6.2009
Kontakt: opamp@opamp.wz.cz