HIFIDIY A100合并式放大器装机作业（更新完毕）

BG5CJT

收到A100套件有半个多月了，期间一直忙一些事情，装机进度也是断断续续的，今天整理了下截止目前进度的照片，上个作业，等我作业的朋友也先看看吧。
这套A100套件算是HIFIDIY有史以来元件最多的套件了，大家一定收到后根据清单核对元件包，大致整理后发现包装是比较用心的，前级一个元件大包，后级一个元件大包，所以大家装什么就用那个元件大包，千万别混在一起。



如果你是刚入门DIY的朋友，建议搞几件合手的工具，那样会更方便制作这套A100，我常用有焊台，热风枪，电动吸锡枪，组合螺丝刀，焊锡丝（粗细各规格），吸锡带，松香，天拿水，酒精，等。如果你像我在工作台上装个架子，架子底下装个色温4000K的荧光灯，会给DIY带来很多方便。



这套A100的前级电源模块是工厂手工焊接，个人觉得不是很漂亮，焊点稍做了修补，并用天拿水，酒精清洗了板子，左边是清理完的，右边是未作清理，大家可以看一下，是不是左边的看上去靓一点呢？



线路稍研究了下，感觉管子的配对蛮重要的，根据自己的理解，重新买了管子进行配对，并对一些管子做了调换，具体我会在装机进度推荐中阐述。



元件焊接不在具体展开了，作为一台功放，发热是其必然的，那么电阻的温票最好也考虑进去，前级原设计应该是采用0.5W的电阻，不过都用了DALE军规，1/4W是够了，我稍作垫高处理，具体方法是焊接时候电阻下面垫2张白纸，焊接完就抽出来。



前级按照图纸焊接完毕，检查无误后，便需要调试，我这里用了一个双18V/50W的变压器进行调试。



搭建一个调试的工作台。



首先调试正负主电压，调整前让板子预热10分钟稳定下，然后我们把黑表笔接在地线上，然后红表笔接在R26靠近LM317的那端，旋转LM317旁边的精密多圈，调整到16V电压。



然后调试负压，前面一样，红表笔的测试点换到R27靠近LM337那端，旋转LM337旁边的精密多圈，调整到-16V电压。



前级的末级输出管设计采用的是MJE15030/MJE15031，这是中功率放大对管，我个人比较喜欢前级输出用小管，因为线性比较好，所以用了C2705/A1145这对管子，并做了PN配对，可以看到，这段管子的线性非常好，根据曲线，我们发现在25V电压，10mA电流下的曲线非常完美。由于变压器输出电压是交流18V，无法得到25V，所以我们可以把工作点设置到20V，曲线也是非常不错的。
电路的设计输出电压是16V，我们就需要把电压调高，这里涉及到一个公式LM317/337的输出电压Vo=1.25x[（R28+R14)/R26+1]，需要更换R14的阻值，原设计是2.15K，根据公式，我们要用2.6~2.8K之间的组织，如果不更换，最多调整到18V。



更换了管子，R16，R17，R19，R20也做了更换，我换成了DALE军规0.5W的49.9R。VR2也换成了5K的规格。



管子电流测试，是把表笔接在R16，R17，R19，R20任一电阻的两端，测试电压值，算出电流值，由于是新管子，我把电流调到14mA，做一下管子的老化。



初步调整先到这里，根据自己对电容声音的理解，做了一些搭配，C21，C22退耦电容，我用了4颗BG 47uf/16V，OP的退偶换了0.15uf的绿色的胖威码。



高频耦合换成了配对的WIMA MKP-2，MKP-2的聚丙烯材质，损耗角非常低，官方测试指标高达百万分之一到七，100dv/us的放电速度，用在耦合里面非常好。另外为了下面调试模块，模块位置增加了一排插座。



一台功放里面最重要的是前级，前级里面最重要的是电源，A100的主电源是采用LM317/337，我平时喜欢研究进口名机，很多名机也是大多采用这2个稳压IC，但发现设计参数与这个A100有所不同，所以查阅了这2个IC的官方PDF，发现名机其实也没啥，就是名机线路设计严格按照了IC厂家的要求来做。下面这个是实拍的Mark Levinson 30.6里面的一个电源，大家可以看看。



LM317/337这2个IC的PDF在本页最后可以下载，有兴趣深入研究的可以看看。
PDF里面有这个一个标准应用图
这里讲到了输入与输出电容的选择



然后更加详细的说明了电容的选择





厂家另外还有一个标准应用的电路，是为了降低纹波噪声的，厂家还为此做了详细的测试，先来看标准应用电路，其中D1是保护二极管，我们在上面的Mark Levinson 电源中也看到了。



为了说明Cadj的作用，厂家用加上这个电容与去掉这个电容做比较，下面是输出电压纹波抑制的比较



下面是输出电流纹波抑制的比较



下面是纹波抑制与频率的比较



厂家另外还加了一段文字对以上测试进行总结
大意是：调节端子旁路接地到LM117，以改善纹波抑制。这个旁路电路阻止纹波在输出电压升高时被放大。10uf的旁路电容可以在任意输出电压下获得80dB的纹波抑制。超过10uf不会对超过120Hz的纹波的抑制有什么改善。如果使用旁路电容，有时需要使用保护二极管，以保护这个电容不会经内部低电流通路放电并损坏设备  



最后得到这个对比的数据



全部看完LM317/337的厂家PDF，你会发现，厂家要求317，78XX，输入旁路丢个0.1uf就可以。但337和79XX就不行，要10uf~22uf的钽电解，ADJ脚还要并个22uf的钽电解，如果换铝电解要容量X10。因为337与317的内部结构是不同的。
按照厂家对IC的设计要求，我对这部分电路做了修改，首先输入电容原先是0.1uf的，我都换成了100uf/50v的lowZ low esr的电解，然后在PCB背面并联上0.1uf。Cadj电容，0.1uf换成了用了10uF/25V KEMET钽电容，输出原先的10uf换成了47uf的铝电解，因为一般来说输出电容要大于Cadj电容。



KEMET钽电容是轴向的，有一段是外漏，包上热缩管，提高安全系数



PCB的背面就是按厂家应用来做



电源模块目前正在调试中，这是拆掉关键部分IC与电阻的照片，这里用到了热风枪与吸锡带。



这是0.1%精度，10ppm的0805贴片电阻



这是拆下的电阻与IC









LM337.rar (106.48 KB, 下载次数: 1245)

2011-6-21 22:00 上传

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2011-6-21 22:00 上传

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BG5CJT

前级中的电源模块，其原理是由一枚高精度电压基准芯片经OP放大后扩流输出，然后成品到手后的测试，有点失望，正负输出电源差距感觉有点大，于是花了点时间研究了这东东，最后发现有3颗关键性的电阻，这三颗电阻的精度影响了输出电压的精度，三颗分别是基准电阻，反馈电阻，负压电阻，其阻值比例是1:1:2，就是5K,5K,10K，阻值越是精确，输出就越精确，阻值细微的差距，经过OP放大后就是比较大的落差了，搞清原理后，我买了一些0805的贴片电阻，精度0.1%，温票10ppm。由于贴片电阻没有5K这个规格，所以只能买4.99K，买来后用数字电桥测试实际阻值，由于我的表只有5位，所以只能测试到5.000K，10.000K，再精确就测试不出来了。



这个与9脚串联的10K负压电阻。



这里是5K基准电阻与10K的反馈电阻，



焊接完毕后请务必将板子清洁干净，我是拿棉签沾天拿水清理后再放入超声波清洗器用酒精清洁。



换了电阻后我们来测试，黑笔固定在地上，红笔接R31靠近C20那端，理想状态电压应该是10.000V，我们实际测试是9.996V，误差0.04%。这个指标对这个电路来说，已经足够了。



再测试负压，红表笔接R30靠近R23那端，理想状态电源是-10.000V，我们实际测试是-10.002V，误差0.02%，也是非常不错的指标。



我们实际需要的电源电源是14.7V，那么显然R31 R30的阻值也是需要精确，我们在随机不筛选的情况下测试下，红表笔接在R31的另一端，测试出来电压是14.742V。与设计电压差距0.28%



同样方法我们测试负压，结果是-14.757，与设计电压差距0.39%，这说明如果这2个电阻阻值精确4.700K的话，输出电压结果会更接近设计电源，我们这个电路的设计目的我想与设计电源差距不大都没事，关键是尽量正负电压尽量保持一致。



前级板子安装工艺上有个BUG，搞不好会出问题，就是右声道的电源模块安装好以后，有一定的几率会刺破C19电容的外皮，下面这个就是被弄伤的C19电容。



对此我做了以下对策，请安装完A100套件或未安装A100套件的朋友做一下这个对策，消除隐患！
剪断1,2,3引脚的尾部插针，越短越好！



将这个B649晶体管拆焊出来，重新弯折引脚，尽量将管子往前移动，让出电容位置！



正面就看不到露出的引脚啦！




C2705/A1145这对管子是小功率管，但用于前级是足够了.



图中可以看到，25V时候的异型配对是最好的，但所配的变压器是双18V，所以我们最高只能上到20V，曲线图中可以看到，20V下，8mA左右的配对线性也很好！



原配电阻的情况下，最高只能到18V样子，根据LM317/337的输出电压Vo=1.25x[（R28+R14)/R26+1]的公式，我调整电阻，换120R与1.5K，电位器不变，使得可以调整输出为20V，电阻都选用了0.5W的DALE军规。



同时，电源模块旁的4.7K，我也从一堆4.7K中选出阻值一致的进行更换。



经过几天的老化测试，现在基本都稳定了，开机10分钟后的正负电压，30分钟后稳定在+-20.000V（+-0.002V）.





同时测得末级C2705/A1145管子的静态电流稳定在8mA左右。



C2240/A970管子的静态工作点稳定在1.7mA



查看C2240/A970的实测曲线，工作在非常好的配对曲线区。



我们从下图可以看到，耦合电容C15/C16的位置非常狭小，这就限制了一些无极电容等好元件的用武。



为此我特别做了一批PCB，拓展这个应用。



4个散热孔固定正好为我固定做准备，上4个铜柱



板子加上去，上下孔位都精确对应，4个电容孔位，2个输出孔位，都一样对位，焊上插座，插针就可以啦！



这两个是nichicon的BP-S无极耦合专用电容，以后折腾，还能换轴向电容，前级输出插座在上面，也非常方便。




子PCB与母PCB最佳连接方式是插针，所以我在母板上装入插针，固定铜柱都包上了热缩套管，子板上装上母座。





然后子PCB上去以后就很方便，取下换电容也很方便。





完成后做一个测试平台。



所有仪器就位，信号源，示波器，万用表。



通电测试各工作点电压正确下，通入信号。
下图上面是1:1探头在前级输入端的采集的信号，下面是10:1探头测试的前级输出波形，由于本放大器是10倍放大，所以示波器上看到应该是一样的。
20HZ方波下：



200HZ方波下：



1KHZ方波下：



10KHZ方波下：



20KHZ方波下：



40KHZ方波下：



100KHZ方波下：



200KHZ方波下：



至此，前级安装调试工作全部完成。

BG5CJT

A100是大功率合并式放大器，所以在后级PCB上做一些厚锡处理，我觉得是必要的，所以我在输出支流汇总的主干流上做了厚锡处理。



焊接顺序，依然是从小到大，所以二极管最先开始焊接。



主板上有2个10p的消震电容，随机带的是独石电容，独石电容容量比较偏大，会影响到高频听感，所以我换成了8p。



在下面安捷伦的RCL电桥测试中，验证了上面所述。






一步步按照图纸，由小到大的顺序焊接元器件，尽量双面焊接。



对于大功率放大器，首要的是稳定，其次才是指标与听感，所以我把后级图纸略做了修改，电阻功率扩大了一倍，随机0.25W的都换成0.5W，0.5W的都换成2W的，所有晶体管都做了调整，选择了线性度更好的管子并做了动态线性精密配对。



推动管换成了著名的D669A/B649A。



电压放大管换成了A1360/C3423.



在这些元器件焊完后，我做了后级PCB的第一次洗版，这次洗版也是唯一一次可以浸没式洗版，因为还没有装上电解电容，可以完全浸没在超声波清洗机里面清洗。



后级元器件多，需要多天的才能完成，所以为了避免二次上污，所以最好包一下放置，我放在防静电的避震元器件专用信封里面。







线路的具体调整，我详细说下：
免责声明：本方法仅是我的折腾，如果盲目效仿，出现意外，概不负责！
Q1~Q3，Q14~Q16使用的C2240与A970为动态精密配对的管子



Q7与Q17换成了A1145/C2705



Q18与Q6换成了A1360/C3423



Q8/Q21换成了D669/B649



推动管换成了C4793/A1837。由于推动管是双管并联，所以对配对要求更高，故大小电流下都做了配对
这是大电流下



这是小电流下



末级功率管使用了管皇MJL4281/MJL4302，鉴于末级管的重要性，用了两台图示仪进行了绝对性配对






管子做完调整，自然工作点也适当调整下，具体如下：
R20~R23换成47R
末级水泥无关电阻，都换成了0.18R
消震的10p独石电容换成8p独石电容

C13 C14位置比较小，不妨用下面这个方法，主板上面安装电解电容



0.1uf的直接装在主板下面



安装散热器上的管子，先将管子与PCB对应安装锁紧，注意看上面的精密多圈，已经换成侧面旋钮型的，方便以后调整工作点。



然后用细针穿过管子上方焊盘，在管脚上做下记号



拆掉板子与管子，按记号进行折弯处理



最后焊接清洗

主板的保护电路，事先做一下调试



然后做了一个软启动保护板，大功率的变压器与4个22000的电容，瞬时的电流是非常大的，强烈建议用软启动电路，至少也要串个NTC！

BG5CJT

定制的变压器到了，第一时间更新



2个600W功率的主变压器，采用新日铁的铁芯手工绕制，内带屏蔽层，超低噪声。
1个150W单晶铜前级变压器，依然是新日铁的铁芯，单晶铜是好东西，不过市面上基本上都是假的。
同时实物测绘3个变压器，定制灌封罩子。





罩子材料上试样了好几种，PC料，ABS等，最后选定了进口浇铸尼龙，耐高温，以加工，相对低价格。



最后来个合影




去4S店做保养时候顺便让油漆组组长帮我把罩子喷上了颜色，看上去好看了不少



然后就是上散热板调试了，这里大家注意下，这次A100用的是拼版，3对管子一块板，1对管子一块板，那么均热就非常重要了，一定把板子先分离，均匀抹上导热硅胶。



然后准备好接插线材



对于39V稳压管，有条件的建议配对下，找出电压值一样的



由于使用了一个以上变压器，所以变压器相位，一定也要匹配下



清洗工作台，准备不接负载通电测试



输入端短路处理



末级电流调到80mA左右，这个电流一定是散热均热稳定后的数值，需要点耐心等待。
稳定后各工作点都正常后接上信号源与8R/200W无感功率电阻。





测下方波，还算可以的，两个声道都一致







主板测试完毕，暂封存，着手制作控制保护电路，随手画草图



测试各元器件尺寸




另外又多了些板子金加工，画了草图让工厂去加工




灌封3个变压器，由于2个后级变压器功率大，顶部做了一定的防磁处理，用3mm厚度的软铁加工后做顶



然后用环氧灌封固化





期间看到一款非常优秀的前级，随购来PCB，是4层的







花了点时间制作调试



另外末级主滤波电容也做了调整，用上了KG的顶级超级穿透系列22000uf/80v，由日本直接订购







体积非常大



比较随机带的末级电容



原先的抱箍自然不能使用，定制了专门的架子与无氧铜电极







其他部件依然在订制加工中

BG5CJT

机脚订做中

BG5CJT

A100已经完工，现已运至白天鹅音响展，大家届时可以去现场聆听（全套卡达斯以及单晶铜机内线，DACT电位器，强化前后级屏蔽，完全独立的供电系统）

ccrfyjh

朋友，麻烦想问一下，你那块数字万用表是什么牌子的？看起来很不错！

lygzyx

终于看到BG5CJT的A100了。

mwwklm

这个要关注学习了，待BG版主全完成后在自己能力范围内参考BG版主的改动出来改机，和原机来个对比。

zhx

希望楼主的装修速度快点

airchina

是安捷伦的oled数字表

lakerblue

此楼正在内部装修
BG5CJT 发表于 2011-4-26 19:29

    坐看拆迁队进驻

wjtang

终于看到了BG5CJT 版的装机作业了，这个是必须学习的、、、

aeon

你就亮骚吧，看我啥时候打劫了你的表。
OP这时候，对电压的对称性要求其实不高。完全没必要搞到1%内。。。所以BS楼主是一定的。尽在这里放毒。

mwwklm

BG总是“闪亮”登场的，都会是“耳目”一新

LaMer

等装修完继续学习

zhx

你就亮骚吧，看我啥时候打劫了你的表。
OP这时候，对电压的对称性要求其实不高。完全没必要搞到1%内。。 ...
aeon 发表于 2011-6-7 20:34

看着、用着总是不爽，正负电压相差0.3V之多，还精密高基准电源？支持B版的改进还有想问下A版，前级加精密基准板的目的是什么？？

机电达人

漂亮啊。我发现diy需要时间和精力。总没有时间他也不行啊。

pmxd

真正的学习贴

liupeng528

楼主的万用表好漂亮.是啥牌的.