История сборки усилителя JLH для Александра

В мае на мою электронную почту пришло письмо с вопросом: "Вечер добрый Руслан! Меня зовут Александр! Вы собираете усилитель jlh на заказ?". В принципе это не первый раз, когда меня об этом просят и обычно я отвечаю отказом, т.к. для меня собрать что-то из области аудио - это хобби, а не способ заработать. Пока есть куча других дел и работа в IT сфере, ну совсем не хочется тратить время на сопутствующую такому занятию возню (организация доставки, гарантия и пр.). Руководствуясь этими соображениями, я и ответил Александру, что не возьмусь за сборку. На что получил ответ: "Понимаю Вас, пересылкой заниматься не нужно будет т.к. у меня супруга работает в Питере и забрать смог бы сам. Настаивать не буду, но если вдруг появиться желание, буду очень признателен! Планирую использовать акустику на топовых scanspeak чувствительностью 87Дб." Хм... раз в Питере, раз есть желание получить именно JLH (немногие ценители музыки готовы довольствоваться десятью Вт на канал), тогда почему бы и нет. К тому же, перейдя на удаленку из-за известных всем событий начала 2020 года, высвободилось время, которое я обычно тратил на дорогу до офиса. Появилось желание чем-нибудь заняться. В общем закрутилось! 

Хочу отметить, что у Александра уже есть ламповый усилитель, также собранный на заказ. Но ввиду крайне ограниченного срока службы ламп, их дороговизны и дополнительных сложностей, связанных с приобретением, ему захотелось иметь в составе своей системы что-то надежное и качественное для ежедневного прослушивания. Именно поэтому выбор пал на транзисторный усилитель А-класса, но цены на промышленные образцы, мягко говоря, кусаются.
Обсуждение деталей конструирования усилителя было достаточно долгим. Александр щепетильно подошел к вопросам будущей реализации, мотивируя это тем, что если не все предусмотрит, то потом будет переживать. Где-то мне даже приходилось проявлять настойчивость и находить разумные обоснования, чтобы реализация не превращалась в чрезмерную трату денег, т.к. профит от этих вложений будет стремиться к 0. В итоге основные требования к усилителю, на которых  мы сошлись, были следующими:

1. Схема: классический JLH 1969. 
2. Трансформатор: тор 18В x 2, 4 А, мощностью 150W.
3. Конденсаторы фильтра: EPCOS LongLife 3x10000 мкФ на канал. 
4. Конденсаторы, используемые в схеме усилителя в критических местах: ELNA Silmic II, Nichicon FG, Mundorf MCap
5. Выходные транзисторы: Sanken 2SC2922 (Александр настоял, чтобы это были именно Sanken) 
6. Потенциометр: ALPS
7. Наличие задержки включения и защиты АС (хоть защита и не принципиально из-за разделительного конденсатора на выходе)
8. Наличие двух пар входов (переключение простое - с помощью тумблера).
9. Терминалы: Audiocore.
10. Кнопка включения: антивандальная с синей подсветкой :)
11. Корпус: смотрели разные варианты на Али, но лучший по цене/качеству, размерам и площади радиаторов оказался тот, который я брал раньше. 

Компоненты для такого, казалось бы простого, усилителя пришлось заказывать аж в четырех местах (Китай, "Чип и Дип", "Аудиомания", "Электронимпорткомплект"). В итоге только на ожидание всех необходимых для сборки деталей ушел практически месяц.

Элементы "сердца" усилителя. Пары выходных транзисторов Sanken 2SC2922 подобраны по равнозначности коэффициентов усиления

Детали для фильтра появились раньше остальных, с него и началась сборка. Пришлось хорошенько подумать, как разместить 6 шт. конденсаторов, чтобы они не помещали размещению остальных элементов усилителя в небольшом корпусе.  

Диодные мосты выведены на обратную сторону, чтобы их можно было прикрутить к алюминиевому днищу корпуса усилителя, выполняющего роль радиатора

Технология изготовления печатных плат методом ЛУТ освоена на 100% :), с каждым разом качество дорожек на платах растет! 

Один канал усилителя в собранном виде

В комплекте с транзисторами Sanken шли слюдяные прокладки. Это просто шикарно! Можно установить транзисторы с использованием термопасты для более эффективного отвода тепла. Александр попросил использовать хорошую термопасту, а именно Arctic Cooling MX-4 с характеристиками теплопроводности 8.5 Вт/(м·K). Для сравнения, у популярной термопасты КПТ-8 теплопроводность равна всего 0.65 Вт/(м·K).

Выходной транзистор 2SC2922

А знаете, что за работа, при сборке этого усилителя, является самой кропотливой, сложной и нудной? Это нарезание резьбы M3x0.5 в радиаторах для держателей плат и болтов, с помощью которых крепятся транзисторы к радиатору. Помогли навыки, оставшиеся со школьных уроков труда. Очень важное знание - смазывать метчик маслом, иначе резьбу в алюминии срывает на раз два, и легко можно запороть работу. 

Отверстия в радиаторе под крепеж плат усилителя, транзисторов и блока задержки включения

Трансформатор пришлось домотать, т.к. 18В "переменки" на токе 4А недостаточно для получения выпрямленного напряжения 30В, получается примерно 25 В. А добавить нужно немного - всего 9 витков для каждой обмотки. Также добавил еще одну обмотку на 12 В для питания платы задержки включения/защиты АС.
Для крепления трансформатора к корпусу усилителя из алюминиевой пластины было сделано П-образное крепление. В креплении есть отверстия с резьбой, что позволяет аккуратно и надежно закрепить трансформатор внутри корпуса. К креплению приклеены резиновые прокладки для виброразвязки трансформатора от корпуса, чтобы исключить возможное гудение. 

Трансформатор и крепление

Днище корпуса тоже доработал. Оно не содержит отверстий для вентиляции, что плохо, учитывая высокую температуру внутри корпуса. Ряд достаточно больших отверстий добавил рядом с радиаторами, в том месте, где будут расположены платы левого и правого каналов усилителя. Также сделаны доп. отверстия под крепления платы выпрямителя и трансформатора.

Доработанная нижняя стенка корпуса

Диодные мосты тоже нуждаются в отводе тепла, поэтому крепятся болтами к днищу корпуса. На места крепления также нанесена термопаста

Первое (тестовое) включение обоих каналов - всегда волнительный момент! Но все работает замечательно, начальная регулировка сделана и звук на высоте! Можно продолжать сборку. 

Тестовый прогон усилителя и точная подстройка тока покоя

При заказе на Али кнопки вкл/выкл с подсветкой не учел, что она может быть и без фиксации... И, как на зло, именно такая и пришла :(. Созвонился с Александром: мол так и так, кнопка без фиксации, ставим ту, что идет с корпусом или делаем standby mode? Александр выбрал standby. Вопросов нет, делаю плату под кнопку (А что, будет классная фишка!), к тому же мне показалось, что проблем с подобной реализацией не будет, схем в интернете полно. Но первый блин оказался таки комом и мне пришлось переделывать плату.

Первая схема была построена на таймере NE555.

 Первая (неудачная) схема включения/выключения кнопкой без фиксации

Решил делать сразу, без макета. Изготовил под схему плату с питанием от отдельного трансформатора ТПГ-2 (220/3.5В):

Но какое же разочарование меня ждало после ее включения. Оказалось, что при подаче питания она в большинстве случаев сразу включает реле! И это не все беды данной схемы. Она крайне нестабильно срабатывает на нажатие кнопки, при этом один из контактов кнопки очень чувствителен и срабатывает при простом прикосновении к нему, т.е. обеспечивая фактически сенсорный режим. В общем хочется пожелать жариться на сковородке тому, кто ее придумал и распространил в сети. В итоге плата была отправлена в мусорку после выпайки всех элементов.

На замену была найдена альтернативная схема, на основе мультивибратора. Я ее немного доработал, добавив транзистор Т3, диод D3 и реле RL, т.к. напряжения на коллекторе транзистора Т1 не хватало для включения реле, рассчитанного на 5 В.

 Вторая схема включения/выключения кнопкой без фиксации

Чтобы не повторять ошибок прошлого проверил работоспособность схемы на макете :)

Функционирует эта схема абсолютно четко и надежно, как автомат Калашникова. За счет конденсатора C2, задающего смещение, при подаче питания реле никогда не включится, только после нажатия кнопки.

Блин, какой же крутой звук от кнопки и срабатывания реле включения! Как звук закрытия двери элитного автомобиля :) 

Для потенциометра ALPS (регулятор громкости) также была сделана отдельная плата, обеспечивающая удобную пайку проводов от входных терминалов и входов усилителя. По просьбе Александра для защиты дорожек плат и других открытых элементов от окисления все платы и такие элементы были покрыты цапонлаком.

Плата потенциометра

На заднюю панель дополнительно добавлены: вторая пара входов, тумблер переключения входов и выключатель, полностью обесточивающий усилитель (плату standby mode).

Элементы на задней стенке корпуса

Хочу обратить внимание на тумблер переключения входов. Требования к нему высокие. Помимо надежности он должен обеспечивать очень качественный контакт. На нем решили не экономить. Взял тумблер МТ3 от НПП "Кузбассрадио" (для меня было открытием, что их до сих пор производят и устанавливают в высоконадежной аппаратуре спецтехники). Контакты этого тумблера покрыты серебром, а в их надежности можно не сомневаться. Я хорошо помню, как в советское время их устанавливали в передатчиках/приемниках связи, в т.ч. радиосвязи с самолетами (отец работал радиоинженером в аэропорту, в телекоммуникации, и мне неоднократно доводилось с ними сталкиваться). Практически космические/военные технологии :)

Про плату защиты и задержки включения АС особо рассказывать нечего, она достаточно проста. Заказал ее на Алиэкспрессе. Плата пришла в разобранном виде, собирается за полчаса. Между прочим сама плата с двухсторонней металлизацией и очень высокого (образцового) качества, прям рад за китайцев. Закрепил ее на радиаторе левого канала.

Размещение платы задержки включения акустики и платы standby

Общий вид "внутренностей" готового усилителя

Впечатления от прослушивания

Так как в этом усилителе были применены новые компоненты (транзисторы Sanken с более высоким коэффициентом усиления, чем у тошибовских 2SC5200, хорошие выходные конденсаторы), то интересно было провести сравнительные тесты с моим усилителем и проверить услышу ли я разницу.

Два "почти" близнеца

Для теста выбрал свой самый любимый джазовый альбом "This is all I ask", басиста Нильса-Хеннинга Эрстед-Педерсена (NHOP). На мой взгляд, работа крайне высочайшего качества, этот альбом прекрасно подходит для оценки качества аудиосистемы.

У меня изначально были сомнения по поводу разницы в звучании усилителей ибо одна и та же схемотехника, отличия по сути в мелочах, поэтому к тесту подходил с изрядной долей скептицизма. Тем не менее скептицизм был развеян после первых прослушиваний. Разница все-таки есть. Выражается она в несколько более ярком звучании тарелок, хай хэта и любых других металлических инструментов. Хочу заметить, что в данном случае яркое звучание не значит жесткое, скорее реалистичное! Мне приходилось в живую слышать, как звучат барабаны и металл тарелок на репетициях группы, в которой я подыгрывал на гитаре. Этот звук невозможно забыть, он очень яркий и сочный, и именно его частенько не хватает в звучании аудиосистемы!
Отсюда вывод, экономить на компонентах в этом усилителе не стоит, несмотря на простоту схемы, дьявол кроется в деталях. Очень важно знать, где можно применить простые элементы, а где лучше использовать топового качества. Интересно, что такого в него суют китайцы, массово штампующие JLH, и продающие аналоги фактически за копейки?