Усилитель для сабвуферов на основе TPA3255

Как правило, сабвуферы — это законченные устройства, со своим встроенным усилителем, оптимально (ну или почти) подобранным к НЧ драйверу производителем. Иначе обстоит дело с сабвуферами встроенными в инсталляцию домашнего кинотеатра (включая и самые серьезные системы, там принято делать все по отдельности).

В предыдущей статье был приведен вариант возможной реализации встройки НЧ звена ДК.  И сразу встал вопрос: какой усилитель использовать для его раскачки? Подавляющее (думаю даже все) современные AV ресиверы не содержат усилителей для сабвуферов, поэтому придется что-то выдумывать. 

Какие варианты?

А вариантов то немало.

Самый первый, купить специализированный усилитель, НО цена на них за гранью добра и зла, поэтому сразу НЕТ.

Можно купить просто мощный интегральный стерео усилитель (без фанатизма), мне надо качать два канала, поэтому стерео вариант в самый раз. Вариант хороший, можно поискать и на барахолке приличную модель. Из минусов, все таки устройство не маленькое и надо ему найти место. А также, хорошие интегральники стоят порой не меньше, а и дороже ресиверов (хорошо, если такой усилитель уже есть). Если есть возможность, то лучше подобрать марку и дизайн совпадающий с основным устройством, AV ресивером.  Этот вариант я оставил на потом, если ни чего другого не получится. 

Можно прикупить специализированные board от готовых сабов. На китайских торговых площадках можно найти большой ассортимент таких девайсов. Возможно неликвид с заводов, а может распродажи остатков снятых с производства.

К примеру, у меня уже есть такая доска

Написано 120 вольт (для США, Японии похоже), но сейчас почти все импульсные блоки питания работают от широкого диапазона напряжений. И эта модель не исключение, прекрасно работает и от нашей сети. Данный вариант решения проблемы пассивного сабвуфера, также интересный. Тут и возможность регулировки усиления, кручения фазы и прочее имеется. В моем случае два таких усилителя можно было разместить на внутренних стенках консоли. Место удобное и не видно их особо и все под рукой. Но надо два, а у меня один. И опять подумалось об еще одном варианте. А этот оставлю для опционального мобильного саба, на будущее.

Микросхема TPA3255

А что если собрать что-то небольшое, что можно спрятать поглубже и не будет бросаться в глаза? Да и просто интересно стало, собрать чтонить такое. Собрать, разумеется из готовых узлов, чтобы быстро и не сложно.

Для сабвуферов, даже в среде аудиофилов, нет особого супротивления к цифровым усилителям D класса. А тут мы еще получаем самый высокий КПД, малые размеры и остальное из этого вытекающее, значит быть классу D.

Среди большого разнообразия таких усилителей у китайцев (а есть и прям специализированные) ни чего мне не приглянулось. Уж не знаю почему. Но, примерно наметился вектор в сторону усилителя на микросхеме от Texas Instruments  TPA3255. Характеристики многообещающие, в даташите не постеснялись написать о 260 Ватт с одного мостового канала (там выходит два таких) на 4 Омах и 1% тотал искажений. По отзывам штука еще и достаточно музыкальная.

На Алиэкспрессе можно найти вариант платы близкий к референсному от TI.  Но не совсем, не без изъянов.

Именно про эту плату много положительных отзывов. Остается некая неуверенность в качестве части компонентов на ней и вообще правильности их выбора. Кроме того, мне хотелось с блоком питания сразу. 

Далее напрашивается вариант от ICEpower, но из Китая идут либо клоны, либо восстановленные платы. Официально же штука совсем не дешевая, хотя вариант точно заслуживает внимания.

И тут, на известном отечественном форуме, обнаружил вариант усилителя на всё той же TPA3255 (не буду указывать, что за форум и кто автор, кто захочет обнаружит быстро).

Решение интересное. Всё на одной плате, сразу подключаем к 220 вольт. Возможность работы как с дифференциальным, так и несимметричным сигналом на входе. Высококачественные компоненты, те же выходные дроссели не в пример того, что ставят китайцы. Микросхема установлена на обратной стороне, усилитель получился компактным и с отличным отводом тепла от TPA, через толстый бэкплейт размером со всю плату. С силовых элементов БП отвод сделан также на этот бэкплейт. Мелочь, а приятно, можно поменять ОУ на входе, они в «кроватках», но изначально стоят уже отличные. И еще один важный момент, в данном усилителе применена ООС дающая, по заверениям автора, приличную прибавку в качестве звучания. 

Решение принято, беру такое.  Да, и просто захотелось поддержать отечественного разработчика.    

Моя реализация в железе

Для своего усилителя выбрал один из самых дешевых корпусов с Алиэкспресс, размером примерно 310х130х55, со стандартным комплектом разъемов. Плата усилителя встала туда идеально. Также у китайцев была куплена плата защиты акустики (автор усилителя заверял, что защита не требуется, но я решил не рисковать) способная работать с мостовыми усилителями и имеющая свой независимый БП от 220 вольт. В качестве регулятора громкости китайский же ALPS на 50кОм, да кнопка включения с подсветкой от 220 вольт. Собственно и всё, остальное по мелочи уже тут и из личных запасов.

Особое внимание уделил разводки земли усилителя. Не подключаем земляной контакт сетевого шнура. Да, вроде как не совсем хорошо по технике безопасности. Но, если мы посмотрим на фирменные усилители, то зачастую этого контакта в разъеме на задней стенке просто нет. На плате усилителя есть отдельный общий контакт (не забываем, что усилитель работает в мостовом режиме и на колонках нет общего), относительно толстым и коротким проводом общий идет на RCA входные разъемы, таким образом исключаем земляную петлю от межблочных кабелей. Далее сигнал от RCA идет по микрофонному кабелю LCM-14 с витой парой внутри. Один провод это собственно сигнал. Второй это общий, его подпаиваем к общему на RCA и там же подключен экран. На другом конце кабеля подключен регулятор громкости, уже только витой парой, экран не подключаем! С ползунков потенциометра сигнал снимаем короткой самопальной витой и сразу на плату, опять общий тут подключен только у источника, со стороны ALPS, на плату идут только сигнальные провода. Так мы избежим земляных петель в усилителе.  Дополнительный общий провод, также из единственного места на плате усилителя, подключается к корпусу (разъемы RCA изолированы), при необходимости можно отключить.

На плате усилителя имеются индикаторы клипинга и ошибки, плюс есть разъем для подключения внешней индикации. Этим и воспользовался, подключив двухцветный светодиод на передней панели усилителя (дырка была от китайцев, так ее «залатал»).

В усилителе кабель-менеджмент к разъемам выполнен пайкой, а к платам стандартными коннекторами, как и было спроектировано автором. Соединения эти достаточно надежные, с большой площадью контакта, так что вполне достойное решение, плюс позволяет все быстро разобрать.

Ну и фото, что получилось

На время, данный усилитель потеснил SMSL AD18 на рабочем столе и поигрывает в паре с фунтиками. Нужен дифференциальный вход на звуковой карте, чтобы измерить в RMMA параметры, позже постараюсь это сделать.  Субъективные оценки же я пока давать не буду.

Итого

Из-за ремонта, нет возможности подключить и послушать его с сабвуферами, это откладывается. Есть несколько нерешенных вопросов, в частности о дистанционном включении сабжа. Возможно будет добавлена схема от триггера ресивера или это реализую через группу розеток в самой консоли под аппаратуру.