Универсальная модульная усилительная платформа "Ориентир"

Rus2000

Rus2000

I=U/R
"ОРИЕНТИР" - универсальная модульная усилительная платформа.

Разработка, сборка, настройка и тестирование УМЗЧ и его сервисных устройств включают в себя ряд повторяющихся схем, узлов и операций.
Унификация основных схемных решений может снизить затраты на разработку схем.
Оптимизация этих унифицированных узлов позволяет сберечь время при отладке/настройке конструкции.

В общем случае мы можем рассматривать УМЗЧ, как модульное устройство.
Основные модули:
Источник/источники питания
Входной каскад УН
Выходной каскад УН
Усилитель тока (ВК)

Вспомогательные модули:
Стабилизатор тока покоя ВК (опционально, зависит от типа ВК)
Защита от перегрузки ВК
Интегратор (опционально)
компенсатор (опционально)
Устройство защиты АС
Устройство плавного включения УМ

Для того, чтобы получилась действительно универсальная платформа, нужно заранее продумать все детали до мелочей.
Учесть всевозможные варианты с тем, чтобы потом только менять разводку дочерних плат и перетыкать джамперы, не трогая при этом базовую плату.
**********************************************************************************************************

Платы от Алана Бинса:
1. С раздельным питанием УН/ВК 55/45В, ВК тройка ОК по схеме 1-2-3
2. Ориентир Мини с единым питанием +-35В, ВК по схеме 1-1-2.
Размеры плат 160*85 и 100*75, соответственно.

Возможно изготовление плат на заводе или ЛУТ.

Разъемы для модулей УН совместимы .
На модуль УН угловой разъем PBD-40R или подобный с шагом 2,54 мм.
https://www.chipdip.ru/product/pbd-40r

Разъемы на базовую плату для вертикального расположения модуля УН PLD-40.
https://www.chipdip.ru/product/pld-40
Для горизонтального расположения модуля УН PLD-40R.
https://www.chipdip.ru/product/pld-40r-ds1022-2x20

Возможно соединение базовой платы и модуля УН короткими перемычками с пайкой.
image-5-gif.31493

image-1-gif.31494

image-2-gif.31495



image-6-gif.31496

image-3-gif.31497

image-4-gif.31498
 
Последнее редактирование:
Базой любого усилителя мощности является выходной каскад с источником питания.
Они занимают максимум места, потребляют наибольшую часть мощности, обычно стоят заметно дороже остальной части усилителя и т.д.
Выходные каскады УМ достаточно хорошо отработаны. Реально достаточно всего нескольких вариантов ВК для использования с различными вариантами УН.
Симметричная тройка эмиттерных повторителей - один из лучших ВК по совокупности параметров.

Поэтому с него и начнем разработку универсальной платформы.

Базовый модуль УМЗЧ (материнская плата, если хотите) содержит в себе следующие узлы:
Источники питания ВК, УН, Сервоузлов
Выходной каскад УМ
Устройство защиты ВК (Датчик тока/ОБР, квазитиристор, транзисторные ключи, узел отключения защиты)
Реле защиты АС

С точки зрения универсальности, а также снижения габаритов высокоомной точки - выхода УН/входа ВК, целесообразно включить выходные транзисторы УН в состав базового модуля УМЗЧ.
Часть схемы базового модуля (без защиты ВК и диодов выпрямителя. На номиналы не обращайте внимание):
7643

Количество пар драйверов/выходников легко масштабируется вверх/вниз.
Термоузел очень желательно сделать таким образом, чтобы даже при сильном изменении тока покоя ВК УН ток покоя ВК оставался в допустимых пределах без дополнительной регулировки.
Я не зря интересовался какое-то время назад такими термоузлами. Некоторые наработки по этому поводу есть, надо проверять/уточнять.
Как вариант, можно обвес термодатчика тоже вывести на разъемчик и уже в железе найти наиболее оптимальный вариант с точки зрения термостабильности, простоты реализации и независимости от тока покоя УН ВК.

Розовыми рамками обведены джамперы, позволяющие переключать раздельное/единое питание УН/ВК.
Дополнительная польза от джамперов - даже если планируется использование единого питания УН/ВК, при наладке УН можно временно запитать ВК от маломощного источника +-10 вольт. И тогда выходники не сгорят даже при самом худшем раскладе.

Для чего на базовой плате оставлены выходные транзисторы УН?
Во-первых, это позволяет уменьшить размер высокоомной точки.
Во-вторых, эти транзисторы в УН при неизменном питании практически всегда одни и те же. Т.е. в любом УН при питании, к примеру, +-68 вольт, с высокой вероятностью будут установлены 1381/3503. Т.е. нет смысла впаивать одни и те же транзисторы в каждый модуль УН.
А вот подключение у этих транзисторов может быть различным. Для этого на базовой плате на разъем выводятся и базы, и эмиттеры этих транзисторов. Далее будут показаны варианты подключения.
В-третьих, вся защита ВК размещается на базовом модуле. Ключи защиты просто шунтируют базы транзисторов ВК УН на соответствующие шины питания.

Также на базовой плате монтируются параметрические стабилизаторы +-15 и +-12 вольт (не нарисованы).
Можно подключать их при необходимости просто перемычками, находящимися на плате расширения УН. Т.е. при снятии платы УН питание всех стабилизаторов отключается, а при установке - включаются только нужные. Часть балластных резисторов тоже можно смонтировать на плате УН, для бОльшей гибкости настройки рабочего тока стабилитронов. Т.е. при установке платы УН, потребляющей больше тока по линиям +-15В сразу подключаются дополнительные балластные резисторы.

Устройство защиты - проверенное триггерное. Нужно настроить всего один раз! Транзисторные ключи выводятся на разъем вблизи контактов выходных транзисторов УН.
Для относительно низковольтных и простых схем этого достаточно, ИМХО.
Для более высоковольтных вариантов базового модуля можно применить защиту с контролем ОБР.

Сервоузлы можно смонтировать на базовой плате, можно вывести на отдельный разъемчик, и можно выполнить на дочерней плате УН. С одной стороны, эти узлы прекрасно отлажены, с другой стороны, кому-то они могут быть не нужны, а с третьей, может возникнуть потребность в доработках/экспериментах.
Надо подумать.

Разъемы подключения УН - двухрядные PLS. Неплохо подойдут разъемы от дисководов или жестких дисков IDE.
Можно будет временно подключать плату УН гибким шлейфом для удобства пайки и/или измерений.
Дополнительный плюс таких разъемов - бывают ответные части под углом 90 градусов. Т.е. будет доступна как горизонтальная, так и вертикальная компоновка платы УН.
Для вертикальной компоновки потребуется предусмотреть платку-переходник, пробрасывающую дорожки от верхнего разъема вертикально стоЯщей платы вниз, к материнке. Или использовать для этого шлейфный кабель.
 
Последнее редактирование:
Варианты подключения выхода УН, расположенного на базовой плате.

ОБ или ГСТ:
7647

Пара Баксандала:
7648

Токовое зеркало:
7649

Сложное зеркало:
7650

Каскодное включение выхода УН:
7651

Короче говоря, при неизменном Т5 и при неизменной разводке высокоомной точки выхода УН можно использовать любой вариант включения этого самого Т5, установленного всего один раз на базовой плате.
 
Последнее редактирование:
Модуль расширения (дочерняя плата) УН.

Требования:
Народный размер (100х100). Т.е. разьемы обязательно должны в этот размер вписываться. Можно сделать плату и больше, но она тоже должна устанавливаться в стандартные разьемы на базовой плате.
Разъемы должны попадать в стандартную перфорацию макетных плат (шаг 2,54мм). Для того, чтобы можно было спаять УН на самой обычной макетке.
Некоторый запас контактов в разъемах. Под будущие варианты платформы, для обеспечения обратной совместимости модулей. И т.д...
Возможность установки модуля в экран.
 
Последнее редактирование:
Я предлагаю этой конфетке сразу придать достойные очертания. Есть у меня в запасе вот такой корпус.7653
Торы с экранами уже готовы...
Второе фото с инета...7654
Но смысл понятен. Торы можно поставить один над одиним в центре и места хватает под все.
 
А зачем отладочному модулю корпус? Будет очень неудобно лазить в него и переконфигурировать тот же выхлоп УН.
КМК логичнее сделать корпус только для БП, напряжения вывести на планку или клеммную колодку, подписать все. Перед БП поставить ЛАТР для оперативной регулировки выходного напряжения и лампу для ограничения тока. Это все можно сварганить в одном коробке. Саму плату ВК закрепить на массивном радиаторе, а его на уголки, например и к основанию, чтобы к плате был свободный доступ для быстрой и удобной конфигурации. Для УН сделать универсальный разъем прямо в плате ВК.
 
Плата УН устанавливается на двух-трех двухрядных разъемах PLS/PBS.
один разъем со стороны входа УН - на него приходят вход, сервы и ООСи с землями.
Второй (или второй и третий) - со стороны выхода УН. Тут пробрасываются все питания, земли, выводы транзисторов ВК УН. Через эти разъемы также огранизуется управление стабилизаторами 12-15 вольт.
 
Двухрядные разъемы - по нескольким причинам.
Во-первых, надежность. Все линии нужно продублировать. Во избежание...
Во-вторых, возможность экранирования - можно пустить линии шлейфом, чередуя сигналы с землями.
В-третьих, так получается вдвое больше контактов. Т.е. можно оставить неиспользуемый пока запас на случай расширения функционала без потери совместимости со старыми платами.
В четвертых, "это красиво" (с) :)

Ориентировочный вид модуля УН:
7655
 
Последнее редактирование:
Идеально в такую плату становятся разьемы FDD - 2 ряда по 17 контактов в каждом:
7663
 
На базовой плате их ставить смысла нет.
Пропадет универсальность.
Только на плате УН:
7668

А т.к. плата УН это, в общем случае, макетка, то и поставить там можно все, что угодно...
 
все эти разъемы лишняя головная боль. нет универсализма .ну если токма для макетирования и не более того
 
Два стабилизатора 12-15В думаю не надо -хватит одного.
В базы УН добавить резисторы 22-33 Ом.

Может ООС пустить справа ? Чередуя с контактами земли-там четыре провода-интегратор и C ООС,охват реле,охват катухи и
сигнальная земля.Экранированными проводами к разъемам на базовой плате.
Если делать справа-больно много тянуть эти провода.
А так эти цепи будут не большой длинны-в ООС резисторы 0,5 Вт.

Разъем слева не нужен -хватит трех-четерех 2-х контактных на модуле УН-компенсация ,вход,кнопка и светодиод защиты.

В остальном прямо в точку-идея найдет своего пользователя.
Могу сделать базовую плату на основе новой платы Мастера 1-2-4.Выкладывал картинку в его теме.

Двухрядные разъемы - по нескольким причинам.
Во-первых, надежность. Все линии нужно продублировать. Во избежание...
Во-вторых, возможность экранирования - можно пустить линии шлейфом, чередуя сигналы с землями.
Нажмите для раскрытия...
Вот именно так.
 
Модуль УН надо только вертикальной установки на плату-иначе зря потрачен текстолит на базовой плате,
она станет слишком длиной.
В чем тогда смысл?

Разъемы можно такие.
https://www.chipdip.ru/product/idc-20mr
7670
 
Alan Bins написал(а):
Два стабилизатора 12-15В думаю не надо -хватит одного.
Нажмите для раскрытия...
Можно и один. Контактов много - резерв есть.

В базы УН добавить резисторы 22-33 Ом.
Нажмите для раскрытия...
Не на базовой плате.

Может ООС пустить справа ? Чередуя с контактами земли-там четыре провода-интегратор и C ООС,охват реле,охват катухи и сигнальная земля.Экранированными проводами к разъемам на базовой плате.
Если делать справа-больно много тянуть эти провода.
А так эти цепи будут не большой длинны-в ООС резисторы 0,5 Вт.
Нажмите для раскрытия...
Можно.

Разъем слева не нужен -хватит трех-четерех 2-х контактных на модуле УН-компенсация ,вход,кнопка и светодиод защиты.
Нажмите для раскрытия...
Тогда нужна подпорка какая-то. Чтоб плата не падала...

Могу сделать базовую плату на основе новой платы Мастера 1-2-4.Выкладывал картинку в его теме.
Нажмите для раскрытия...
Хорошая основа.
Устаканим все нюансы и можно будет развести.
 
Alan Bins написал(а):
Модуль УН надо только вертикальной установки на плату-иначе зря потрачен текстолит на базовой плате,
она станет слишком длиной.
В чем тогда смысл?
Нажмите для раскрытия...
Смысл в универсальности.

Лишние контакты не добавляют надежности.
А так можно довести до ума конструкцию или несколько УНов, выбрать лучший и потом запаять его окончательно.

Разъемы можно такие.
https://www.chipdip.ru/product/idc-20mr
Посмотреть вложение 7670
Нажмите для раскрытия...
Можно.
 
Войдите или зарегистрируйтесь для ответа.
Назад
Сверху Снизу