Обзор платы аудиоусилителя A5-amp на NJW0281G + NJW0302G и размещение её в компактном корпусе

Сегодняшний пост посвящен постройке интересного аудио усилителя класса AB. Как в корпусе с внутренними размерами 245 х 160 х 112 мм разместить усилитель 75 Вт на канал с питанием — узнаем ниже.

Технические характеристики 

• Модель: Audio MD A5 
• Размеры платы: 155х80х50 мм
• Максимальная заявленная мощность: 150 Вт на канал
• Сопротивление нагрузки: 4-8 Ом
• Тип напряжения питания: переменное, со средней точкой
• Напряжение: от 18 до 35 В
• Защита акустики: встроенная
• Ток покоя: 50 мА и выше
• Драйвер: A940+C2073
• Выходные транзисторы: NJW0302G + NJW0281G

Упаковка и комплектность

Упаковка надежная: картонная коробка и много упаковочной пленки.

Сразу утоню: в этом лоте, на выбор два варианта платы усилителя A5. Первый, как у меня, без радиаторов. Второй, дороже — с парой радиаторов размера 150х50х40 мм. Я специально не стал брать радиаторы, они очень уж скромные, уже проверено на похожей модели М3 на двух парах NJW0302G + NJW0281G.

В комплекте помимо собранной и проверенной платы усилителя A5 поставляется:

• Прокладки для транзисторов из слюды
• Комплект крепежа с запасом
• Латунные стойки 6 мм
• Удлиненный шестигранный ключ для монтажа

Внешний вид 

Плата с черной паяльной маской, расположение элементов в основном симметричное относительно горизонтальной оси. Выпрямитель из диодного моста и пары электролитических 10000 мкФ 50 В конденсаторов размещен сразу на плате. Есть и защита выхода на акустику, реализована на uPC1237HA и реле Omron. Защита еще и обеспечивает включение с задержкой, и мгновенное отключение, чтобы не слышать в колонках переходной процесс.

Схему на этот усилитель я не нашел, но на первый взгляд тут ничего сложного. На выходном каскаде комплементарная двойка NJW0302G + NJW0281G (NPN/PNP), раскачка на A940+C2073.  Точки A и B для установки тока покоя, рекомендуют 50 мА (т.е. 13 мВ). У меня уже была оченьпохожая плата на этих транзисторах, только там первичный драйвер был NEC UPC2581V. В общем вариант этот проверенный и хорош именно звуком, но об этом ниже.

Подключения расположены по торцам платы.  Питание подается через колодку с винтовыми клеммами, нужен трансформатор с вторичной обмоткой со средней точкой и напряжением от 18 до 35 В, что дает от ±25 до ±50 В постоянного напряжения после выпрямления. Можно и больше, но тогда придется менять электролиты на модель с более высоким напряжением например 63 В. Рядом с колодкой подачи питания, винтовая колодка выхода на акустику. Между ними светодиод — индикатор подачи питания.

С другой стороны — вход сигнала. Сразу после входа стоят неполярные электролиты MUSE BP 10 мкФ в качестве ФНЧ.

Компоненты для сборки

Для питания этого усилителя нужен сетевой трансформатор с достаточной габаритной мощностью и вторичной обмоткой с напряжением до 35 В.  Так как у меня как обычно компактная компоновка, то и трансформатор выбран небольшой. От старого мощного музыкального центра, броневой экранированный, выдает на вторичке 28-0-28 В.

Интереснее корпус. Это китайский полностью алюминиевый BZ-A15 с парой стрелочных индикаторов уровня. Размеры снаружи: 258х240х120 мм, масса 4,1 кг. 

Ранее в нем размещался усилитель класса A (клон Krell KSA-50), но для такого корпуса он выделял очень много тепла, не смотря на солидные радиаторы с подошвой 8 мм.

Остаются стрелочные индикаторы уровня с платой-драйвером на TA7318. Как подключить «стрелочки», я расписывал в другом топике.

Сразу делаем фейслифтинг под новую начинку и «богатый» золотой цвет передней панели заменяется на «хайтековый» графитовый.

Остается вопрос как разместить плату шириной 80 мм в корпусе, где между радиаторами 160 мм. Есть несколько вариантов:

• Поставить плату на переходных уголках, отогнув транзисторы
• Поставить плату на один радиатор вертикально
• Перенести транзисторы

После компоновки, был выбран третий вариант. В советских усилителях частенько так делали. И как показали измерения КНИ двух каналов, разница исчезающе мала.

Сборка

Драйвер индикаторов уровня висит на задней стенке. Трансформатор так же пришлось размещать вертикально, закрепив на радиаторе. Вместо сетевой розетки IEC 320 С14 стоит розетка-сетевой фильтр ЭМП помех на 6 А с предохранителем.  Места внутри корпуса очень мало.

Для питания драйвера стрелочных индикаторов уровня используется очень компактный сетевой блок питания Hi-Link HLK-PM12 на 12 В 3 Вт, другое бы просто не вместилось.

Далее, передняя и задняя крышки с проводами и общая сборка. В качестве регулятора громкости — сдвоенный переменный резистор Alps RK27 50 кОм. Сигнальные провода все экранированные.

Акустические терминалы под «банан» рекомендую эти, не магнитится и удобно паять кабель любой толщины, есть винт для фиксации.

Собранный корпус выглядит так. Общая масса почти 7 кг! Стрелочки атмосферно подсвечиваются в темноте. 

Измерения

Для начала замерим максимальную мощность. Тут удачно совместился высокий коэффициент усиления и габаритная мощность трансформатора, на максимальной громкости он как раз подходит под начало клиппинга, из-за ухода сердечника трансформатора в насыщение.

На линейный вход усилителя подаем синусоидальный сигнал 1 кГц с Vpp 1 В, с нагрузки 4,5 Ом снимаем осциллографом показания напряжения и путем нехитрых вычислений по одной формуле получаем значения максимальной мощности.  Контролируя при этом потребление от сети (1 Вт и максимальная мощность).

Получаем максимальную мощность без клиппинга 78 Вт на один канал. Но это с моим откровенно немощным трансформатором.

Далее, АЧХ и КНИ усилителя на максимальной мощности измеренные на ЗК ESI Juli@ через делитель. Ток покоя как рекомендовано. Разницы по каналам нет. На 1 Вт гармоник, естественно, меньше. 

Звучание

У меня был похожий усилитель на этой связке NJW0281G + NJW0302G, так вот экспериментируя с ним, выяснил, что звуковая подача зависит от тока покоя. Если установить ток покоя >100 мА звук становится «богаче», «бархатистее» и просто приятнее. Но радиаторы начинают хорошо греться, усилитель работает ближе к классу А.

Усилитель хорошо отрабатывает динамичные переходы на классической музыке и хорошо контролирует акустику на низкочастотном диапазоне, даже с таким скромным блоком питания. Детальнее из похожих, у меня играл только усилитель Никитина в топологии двойное моно, но собрать его сильно дороже.

Заключение

Плата Audio MD A5 достаточно бюджетное решение для сборки хорошо звучащего усилителя класса AB мощностью 50-80 Вт. 

К плюсам можно отнести:

• Симметричная топология
• Высокий коэффициент усиления
• Защита и выпрямитель на борту
• Возможность увеличения мощности

Из минусов отмечу слабые комплектные радиаторы и большое потребление от сети в простое.

Покупал я плату в магазине GHXAMP на Aliexpress:

Покупал тут

Еще материалы по теме DIY аудио: 

• Платы транзисторных усилителей
• Чем регулировать громкость
• Корпуса со стрелочными индикаторами

Спасибо за внимание! Удачных конструкций!