На главную Контрольные
услилители мощности
Концертные
услилители мощности
Снятые с производства Разное История, планы Музыка Eng/Deutsch Контакты
КОНТРОЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ С ИЗМЕНЯЕМЫМ ВЫХОДНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ

SK1200 Studio4

Технические характеристики

Количество каналов............2

Входное напряжение............2,15 (0,775)В

Входы балансные 10кОм

Номинальная синусоидальная мощность одного канала:

 

 

 

Режим:  пониженной полной
  мощности мощности
4Ома  150Вт 600Вт
8Ом 80Вт 320Вт

 

Коэффициент гармоник:     0,003%               0,004%

Интермодуляции:               0,004%              0,005%

 

Диапазон  частот (-1Дб 1Вт)...2Гц-200кГц

 

Диапазон полной мощности......5Гц-130кГц

 

Скорость нарастания выходного сигнала.............100 В/мкС

 

Фактор демпфирования .........................................регулируемый

 

Отношение сигнал/взвешенный шум.....................120Дб

 

Напряжение питания................................................220В/50-60Гц

 

Допустимое отклонение напряжения в сети.........170-250В

Предельно допустимое постоянное входное напряжение...+/-7В

Габаритные размеры................................................482*450*88мм

(2U)

 

Вес, не более..............................................................16кг

 

Стоимость – 1500$

 

(Примечание: номинальная мощность  

измеряется при напряжении питающей сети 230В)

 

Краткое описание:

 

Усилитель SK1200 Studio4 был разработан как дальнейшее развитие предыдущей модели SK1200 Studio3, сохранив основную схемотехнику и параметры самого усилителя. Он предназначен для использования в сочетании с высокомощными мониторами дальней зоны, для применения в областях, где требуется высокое качество звукопередачи в сочетании с высокой мощностью - аппаратные, студии звукозаписи, демонстрационные залы, кинозалы, и т.д. От предыдущей модели внешние отличия небольшие, заключающиеся в применении более удобных ползунковых переключателей включения разных пар мониторов и в блоке регулирования выходного сопротивления, и съемных ручек переноски, объединенных с крепежными уголками для монтажа в 19-дюймовую стойку "rack". Это сделано, исходя из того что примерно половина усилителей приобретается для домашнего пользования, где торчащие крепежные "уши" совершенно не нужны, и для снятия достаточно вывернуть по 2 винта, крепящих их к передней панели, снять ручки и ввинтить винты обратно. Оставлена  возможность подключения 2-х пар мониторов с возможностью их оперативного переключения. Также введены небольшие доработки самого оконечного усилителя. Использование лампы в «раскачивающием» каскаде позволило уменьшить искажения, возникающие вследствие изменения емкости полупроводниковых переходов при изменении напряжения на них,  а применение полевых транзисторов на выходе с использованием схемотехники непосредственных связей ламп и транзисторов  позволило достичь высоких показателей по скорости, диапазону частот, минимуму интермодуляционных и прочих гармоник. Важная особенность усилителя - регулирование величины выходного сопротивления, что позволяют добиться более оптимальной и качественной работы АС по сравнению с традиционным режимом постоянного низкого выходного сопротивления усилителя. Переключение выходной мощности позволяет безопасно работать с мониторами небольшой мощности.

 

 

На рисунке слева показан спектр искажений (THD), снятый    программой SpectraLab при выходной мощности 50 Вт. Величина 0,00277% содержит в себе искажения как собственно усилителя, так и искажения доработанной звуковой карты Waveterminal 192X. Собственные искажения (Кг) измерительного тракта генератор Г3-118 +  Waveterminal 192X - 0,00045...0,00056%.
 

Ниже показаны результаты измерений с использованием высокоточного профессионального измерительного комплекса System Two Cascade Plus фирмы Audio Precision (разрешающая способность 0,0001%).

 

Зависимость нелинейных искажений от частоты при мощности 50Вт:
Частотный и фазовый отклик в диапазоне 20гц-20кгц:
Частотный и фазовый отклик в диапазоне 20гц-200кгц:
Спектр искажений при мощности 50Вт:

 

* Несколько важных замечаний относительно выходной мощности и регулировки выходного сопротивления:

 

этот усилитель предназначен для контроля и высококачественного прослушивания

фонограмм, где на первый взгляд мощность 600 Вт/канал вроде бы и не нужна.

Однако нужно помнить, что средний пик-фактор музыкальных программ составляет

1/3, т.е. около 10дб, следовательно пик-фактор по мощности в среднем 1/9. Т.е.,

если усилитель дает в пике 450 Вт, то средняя мощность будет всего 50. Это в

случае 4-х омной нагрузки. А в случае восьмиомной нагрузки средняя мощность

усилителя, при которой можно быть уверенным, что пик не будет искажен (обрезан),

 будет не более 30-35Вт! Относительно важности регулировки выходного

сопротивления хорошо написано в статье С. Агеева, которую можно прочитать здесь.

Также это иллюстрируют мои измерения, проведенные на динамиках диаметром 12, 15

и 18 дюймов, результаты которых можно посмотреть здесь.

 

 

 

Усилитель представляет собой простое в эксплуатации и выполненное по оригинальной схемотехнике устройство. Надо помнить что в составе усилителя имеются электронные лампы, обладающие повышенной хрупкостью, поэтому при эксплуатации и транспортировке изделия необходимо его предохранять от воздействия ударных нагрузок.


Схематическое расположение элементов передней панели (красным обозначено назначение элемента):

1 – комбинированный входной разъем jack-XLR левого канала

 

2 – регулятор уровня левого канала

 

3 – индикация уровня выходного сигнала левого канала

 

5, 6 – индикация готовности усилителя и включения защиты АС левого и правого

каналов

 

8 – индикация уровня выходного сигнала правого канала

 

9 – включение питания

 

10 – включение 1-й пары АС, выход на клеммы

 

11 – включение 2-й пары АС, выход на разъемы «speakon»

 

12 – переключатель знака выходного сопротивления (отрицательное, блок

регулирования выходного сопротивления выключен, положительное)

 

13 – переключение вида демпферно-частотной характеристики (линейная, перегиб на

частоте 80гц, перегиб на частоте 250гц)

 

14 – переключение вида демпферно-частотной характеристики (вверх –

комбинированная с отрицательным выходным сопротивлением ниже частоты перегиба и

положительным выше частоты перегиба, либо наоборот – комбинированная с

положительным выходным сопротивлением ниже частоты перегиба и отрицательным выше

частоты перегиба, и вниз – выходное сопротивление либо только отрицательное,

либо только положительное, с малым отклонением выходного сопротивления от 0 ниже

частоты перегиба и большим регулируемым выходным сопротивлением выше частоты

перегиба)

 

15 – переключатель величины сопротивления нагрузки

 

16 – регулятор изменения величины выходного сопротивления

 

17 – регулятор уровня правого канала

 

18 - комбинированный входной разъем jack-XLR правого канала

 

19, 20 – съемные ручки переноски, они же элементы крепежа в стойку 19” «rack».

Для снятия необходимо вывинтить по 2 винта, крепящие каждую ручку, и после

снятия ввинтить обратно.


Схематическое расположение элементов задней панели (красным обозначено назначение элемента):

1, 11 – вентиляторы охлаждения каналов (имеют съемные пыльники, правый

вентилятор показан без него)

 

2 – выход (клеммы) правого (B) канала

 

3 – выход speakon правого (В) канала

 

4 – автоматический предохранитель (ранние версии)

 

5 – сетевой разъем

 

6 – клемма заземления

 

7 – переключатель заземления

 

8 – переключатель максимальной выходной мощности

 

9 – выход (клеммы) левого (А) канала

 

10 – выход speakon левого (А) канала


Блок-схема усилителя приведена ниже.
где: J1 - входной комбинированный разъем Canon XLR-Jack, U1 - входной интегратор, R1 - регулятор уровня сигнала, V4A - лампа раскачки, Q1Q2 - выходной каскад, IcVs2, IcVs3 и OPTOISO - система контроля и управления током покоя выходного каскада, VcIs1 – преобразователь сигнала «напряжение – ток», S2 - защита акустических систем от постоянного напряжения на выходе при включении  и усилителя (пока не прогреется лампа), аварийное отключение АС, и также переключение пар работающих АС. Как видно лампа включена по схеме с общей сеткой, для достижения ее большего быстродействия и ликвидации влияния межэлектродных емкостей. Система слежения за током покоя основана на непосредственном измерении тока, протекающего через выходные транзисторы, и управлением током покоя через оптопары, что дает возможность мгновенно реагировать на изменение внешних условий, и также не требует никакой подстройки при любом разбросе параметров самих выходных транзисторов. При пониженном напряжении питания выходного каскада его ток покоя значительно увеличивается, переводя его в режим А, при полном питании - классический АБ. Питание вентиляторов осуществляется через узел управления, следящий за температурой выходных транзисторов, и изменяется в зависимости от их нагрева, т.е. при небольшой выходной мощности обороты минимальны, с целью уменьшения акустического шума. Узел управления выходным сопротивлением измеряет ток АС на датчике тока R3 и устанавливает необходимый вид демпферно-частотной характеристики ДЧХ (не путать с АЧХ).


 

полная схема усилителя приведена здесь

 

 

Регулирование выходного сопротивления

Перед описанием принципов использования узла регулирования выходного сопротивления необходимо привести небольшие пояснения о необходимости использования этого узла.

Как известно, смещение подвижной системы громкоговорителя пропорционально току в звуковой катушке (а не напряжению, и также величине магнитной индукции в зазоре и длине провода). При близком к нулевому выходному сопротивлению усилителя ток в катушке зависит от ее сопротивления. Однако сопротивление катушки при ее работе имеет непостоянное значение – например, при частичном выходе катушки из магнитного зазора ее индуктивность, и следовательно мгновенное сопротивление понижается. Также имеет место термическое изменение  величины сопротивления катушки в течение периода ее колебания. Все это приводит к изменению величины сопротивления катушки в течение периода звукового сигнала, которое может достигать в некоторых случаях 10-15%, что  приводит к соответствующему изменению тока в катушке громкоговорителя, приводящему к соответствующему росту коэффициента индермодуляционных и нелинейных искажений (естественно эта величина у каждого громкоговорителя своя, но в принципе не существует АС, которым бы не были присущи эти проблемы, просто у АС высокого качества они менее заметны). Решение этой проблемы – перевод усилителя в режим генератора тока (высокого выходного сопротивления, где выходной ток является функцией входного напряжения, а не выходное напряжение). Реально оптимальным является промежуточный режим, когда выходное сопротивление не бесконечно, а имеет какую-то определенную величину, оптимальную для данного громкоговорителя. Это объясняется тем что динамическая головка должна демпфироваться не только акустически, но и электрически, путем торможения ее магнитным полем, для устранения механических резонансов и призвуков, присущих любой подвижной системе. Об этом также подробно говориться в статье С.Агеева в "Радио" N4 1997г.в статье Должен ли УМЗЧ иметь малое выходное сопротивление".


Однако это справедливо для области средне-низких, средних и высоких частот. Теоретически это конечно справедливо и для НЧ-диапазона, но там существуют и другие проблемы. Для того чтобы диффузор НЧ-динамика в низкочастотном диапазоне следовал более-менее точно электрическому сигналу, без возникновения паразитных колебаний (призвуков) на частоте основного и других резонансов, он должен быть достаточно задемпфирован акустически. Но как правило акустического демпфирования недостаточно, особенно для динамиков компрессионного типа, применяемых в большинстве бытовых и многих студийных АС, и динамики дополнительно демпфируются низким выходным сопротивлением усилителя, устраняя таким образом проблему «бубнения» и других призвуков, приводящих к ухудшению разборчивости НЧ-сигналов. (Это кстати и привело к возникновению понятия «фактор демпфирования» в свое время. «Фактор демпфирования» - это величина, численно равная делению величины сопротивления нагрузки на величину выходного сопротивления усилителя). Но данное обстоятельство необходимости демпфирования на НЧ низким выходным сопротивлением входит в противоречие с вышесказанным. Поэтому в данном усилителе реализована возможность не только линейного изменения выходного сопротивления в плюс или минус, но также возможно получение низкого или даже отрицательного выходного сопротивления (для особо тяжелых случаев, требующих очень сильного демпфирования на частоте резонанса), и положительного в области частот, лежащих выше частоты перегиба, (которая переключается 80 или 250гц). АЧХ усилителя во всех случаях остается линейной, но для этого необходимо переключатель 15 устанавливать в положение, соответствующее номинальному сопротивлению АС. Всего возможно 6 видов демпферно-частотной характеристики (ДЧХ):
1 – график линейной зависимости ДЧХ от частоты. Здесь и далее по оси Y показано

выходное сопротивление усилителя, по оси Х – частота,  линия «с» соответствует нулевому выходному сопротивлению, а линия «a» – частоте перегиба (на данном и следующем графике линия «а» значения не имеет). Данный график показывает, что усилитель имеет положительное выходное сопротивление, где цветные линии соответствуют разному положениею регулятора уровня выходного сопротивления (16 на схеме передней панели). Данный график соответствует следующему положению переключателей узла управления выходным сопротивлением: 12 – вправо (+), 13 – влево (line), 14 – значения не имеет.

2 – график линейной зависимости ДЧХ от частоты. Данный график показывает, что усилитель имеет отрицательное выходное сопротивление, где цветные линии соответствуют разному положениею регулятора уровня выходного сопротивления (16 на схеме передней панели). Данный график соответствует следующему положению переключателей узла управления выходным сопротивлением: 12 – влево (-), 13 – влево (line), 14 – значения не имеет.

3 – график нелинейной зависимости ДЧХ от частоты. Данный график показывает, что усилитель имеет положительное выходное сопротивление, которое зависит от частоты, примерно равно 0 в области низких частот и повышается в соответствии с установкой регулятора уровня 16 выше частоты перегиба (линия «а»), где цветные линии соответствуют разному положениею регулятора уровня выходного сопротивления, а линия «а» указывает частоту перегиба. Данный график соответствует следующему положению переключателей узла управления выходным сопротивлением: 12 – вправо (+), 13 – 80Hz или 250Hz,  14 – вниз.

4 – график нелинейной зависимости ДЧХ от частоты. Данный график показывает, что усилитель имеет отрицательное выходное сопротивление, которое зависит от частоты, примерно равно 0 в области низких частот и понижается в соответствии с установкой регулятора уровня 16 выше частоты перегиба (линия «а»), где цветные линии соответствуют разному положениею регулятора уровня выходного сопротивления, а линия «а» указывает частоту перегиба. Данный график соответствует следующему положению переключателей узла управления выходным сопротивлением: 12 – влево (-), 13 – 80Hz или 250Hz,  14 – вниз.

5 - график нелинейной зависимости ДЧХ от частоты. Данный график показывает, что усилитель имеет положительное выходное сопротивление в области частот выше частоты перегиба и отрицательное ниже её, где цветные линии соответствуют разному положениею регулятора уровня выходного сопротивления, а линия «а» указывает частоту перегиба. Данный график соответствует следующему положению переключателей узла управления выходным сопротивлением: 12 – вправо (+), 13 – 80Hz или 250Hz, 14 – вверх.

6 - график нелинейной зависимости ДЧХ от частоты. Данный график показывает, что усилитель имеет положительное выходное сопротивление в области частот ниже частоты перегиба и отрицательное выше её, где цветные линии соответствуют разному положениею регулятора уровня выходного сопротивления, а линия «а» указывает частоту перегиба. Данный график соответствует следующему положению переключателей узла управления выходным сопротивлением: 12 – влево (-), 13 – 80Hz или 250Hz, 14 – вверх.


Для практического применения достаточно формы ДЧХ, соответствующей графикам 1, 3 и 5. График 1 желательно применять с АС, имеющими в своем составе широкополосные динамики, или профессиональные АС большого объема, имеющие в своем составе НЧ-динамики прямого излучения 12”, 15” или 18”, которым дополнительное электрическое демфирование не требуется. График 3 желательно применять с АС, имеющие в своём составе компрессионные НЧ-динамики, которые задемпфированы достаточно хорошо. График 5 желательно применять с АС, имеющими в своем составе НЧ-динамики, которые  недостаточно задемпфированы акустически. Переключателем частоты перегиба и регулятором уровня выходного сопротивления необходимо подобрать такой режим работы АС, когда в области средних и высоких частот искажения и призвуки АС минимальны (наибольшая «прозрачность» звука), а в области низких – максимально уменьшаются низкочастотные «хвосты» и призвуки в виде «бубнения».
   

Таблица оптимальных настроек блока регулировки демпфирования под разные АС (будет со временем дополняться и уточняться)

тип АС
знак выходного сопротивления ("+", "0" или "-", )
вид ДЧХ: влево - линейная, центр - перегиб на 80 гц, вправо - перегиб на 250 гц.
регулятор величины выходного сопротивления
переключение вида демпферно-частотной характеристики
примечание
Tannoy System 800, 8 Ом
вправо, "+"
вправо, 250 гц
на "10-12 часов"
вниз (полностью положительное)
 
Quested VH3208
"0" (нейтральное положение)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Ниже приведена амплитудно-частотная характеристика монитора SM-240, снятая в качестве эксперимента для проверки изменения АЧХ при разных положения регуляторов демпфирования. В идеале разницы не должно быть, но, учитывая особенности (или погрешности) построения разделительного фильтра и проч., можно сказать что это вполне приличный результат:


Следует помнить что возможность регулировки выходного сопротивления – не панацея, а лишь возможность несколько улучшить звучание Ваших АС. Т.е. никакими регулировками демпфирования вы не сможете добится чтобы S90 зазвучали как Quested или Dynaudio :-)


По вопросу приобретения в России (Москва) - обращайтесь в фирму "LONG" (Михаил Чернецкий),  +7 495 471-56-67 , (355-61-21), сайт - http://long.ru , почта long@long.ru в Санкт-Петербурге - piter@long.ru