Category: хобби

Кривенько, конечно, и не очень аккуратно.

Чтобы не было криво, и выглядело профессионально, надо вместе с платами заказывать трафарет для намазывания паяльной пасты и использовать расстановщик. Но при моих “объёмах” это сильно излишняя роскошь. Лишь бы работало (а оно работает), а недостаточно эстетичную расстановку и пайку электронных деталей я уж как-нибудь переживу =)

Кстати, был удивлён. Вот эта крохотная коричневая деталька типоразмера 0805 (2.03mm × 1.27mm) с наименованием C3 — керамический конденсатор на 50 вольт, на 100 нанофарад. И в таком размере делают конденсаторы аж до 47 микрофарад, правда, уже не на 50 вольт, а на 6.3. На 50 вольт в таком типоразмере можно максимум получить 1 микрофарад. Но всё равно дохера! Для такой-то мелкой вещи. И это не предел. Я не собираюсь использовать что-то меньше 0805 — это уже за пределами комфортной работы, глаза не видят такую мелочёвку. Один раз распаивал 0603 (1.6mm × 0.8mm) — было уже конкретно неудобно. Но вообще конденсаторы есть в корпусах 008004 (0.25mm × 0.13mm — человек вообще с такой мелочью сможет работать? или только роботопайка?), ёмкостью аж на 10 нанофарад, но да, на низкое напряжение в 6.3V. Но мне, правда, не надо такого — ни задач нету таких, ни опыта, ни инструмента.

Я обычно заказываю изготовление плат в США, у компании OSH Park. Изготавливают они шустро, и у них бесплатная доставка внутри США. Платы при этом исключительно качественные, и все посадочные площадки обработаны иммерсионным золотом (ENIG, вай-вай, дорохо-бохато), паять одно удовольствие. А ещё платы не зелёные, а такие красивые тёмно-фиолетовые (Perfect Purple PCBs).

Одно только плохо — OSH Park берёт по 5 долларов за квадратный дюйм двухслойного текстолита (6.5 cm²). В эту цены входит три экземпляра плат. Поэтому любой проект, который я у них заказываю — это всегда борьба за площадь. В результате, конечно, всё получается круто и компактно (особенно помогает использование деталей для поверхностного монтажа), но плотность монтажа платы довольно высокая — иной раз разведение дорожек становится настоящей головоломкой (мне, правда, нравится этим заниматься).

Попробовал заказать у китайцев, JCLPCB (им дал положительный отзыв DI HALT). И какая-то фигня получается, вот что я вам скажу. Плата у меня была маленькая, 19x48mm (0.75×1.9 дюймов). OSH Park зарядил 7 долларов 20 центов за три экземпляра. JLCPCB берёт всего два доллара за десять экземпляров плат размером менее 100x100mm (15.5 дюйма), но при этом самая дешёвая доставка у них стоит 18 рублей с копейками! Итого получается двадцатка с лихером, и при этом платы там хуже — никакого иммерсионного золота, а обычное лужение (HASL). Не сказать, конечно, что иммерсионное золото мне прям НАДО, но оно удобнее тем, что плата может пролежать без дела год, и нихера с ней не будет — площадки не окислятся — она будет паяться как свежая. А если расщедриться и заказать иммерсионное золото у JLCPCB, это прибавляет 18 долларов к цене самой платы. Итого получаем вообще какую-то порнографию в 20 долларов за 10 штук без учёта доставки — дык это уже вполне сравнимо по цене с американским OSH Park в пересчёте на штучку. А доставка за 18 долларов окончательно убивает всю идею на корню.

В-общем, не получилось у меня “импортозамещения наоборот”. ВНЕЗАПНО, производство в США оказалось тупо дешевле. Может быть, для каких-то специальных случаев, типа большого заказа или особо крупных плат, это себя оправдывает. А для домашнего хобби — нахер не надо. Да и у OSH Park для крупных заказов от 100 квадратных дюймов двухслойного текстолита (~650cm²) и выше есть скидки до цены в 1 доллар за дюйм. При этом всё опять же, с иммерсионным золотом и бесплатной доставкой. Китайцам тупо не угнаться.

Припадаю опять к тихим хобби, типа электроники. В очередной раз интересуюсь звуковыми схемами, в том числе усилителями. Если раньше меня больше интересовало изготовление схем вообще (и тот самый предусилитель для микрофона я таки собрал, и он прослужил мне верой и правдой много лет) и овладевание общей теорией, в этот раз меня интересует изготовление схем КАЧЕСТВЕННЫХ. В понятие качества вкладывается понятно какой смысл — низкие параметры КНИ. Ну, хотя бы ниже 0.5% получить бы для начала.

Так вот, что архиудобно, так это бесплатная программа LTSpice. Помимо того, что в ней можно нарисовать саму схему, её можно просимулировать, и анализировать полученное через обратное преобразование Фурье, рассчитав КНИ и показав наглядно гармоники.

Симулируется, понятное дело, теоретический максимум. Реальные компоненты хуже виртуальных. Но это и полезно — чтобы понять, чего можно выжать из схемы в теории.

Вот та самая схема предусилителя, что я спаял ранее, по сути своей оказалась говном. Вот она:

Это рабоче-крестьянский усилитель с общим эмиттером плюс эмиттерный повторитель. Ну, любую книжку по электронике можно раскрыть, и там эта схема будет.

Так вот если её просимулировать, подав на вход сигнал 1 килогерц, то FFT полученного сигнала выглядит довольно порнографично:

Этих вот иголок на 2, 3, 4 и далее килогерц (гармоник) быть не должно в хорошем усилителе.

Если добавить SPICE-директиву .four, LTSpice любезно посчитает КНИ. И цифры отражают, в-общем, то, что видно на картинке:

КНИ аж три процента с гаком, почти как у лучших ламповых усилителей =)) Шучу, конечно, но вообще-то факты действительно таковы, что КНИ 0.5% является для ламповой техники очень хорошим показателем, а уж КНИ 0.08%, до которого транзисторная техника дошла ещё в 1970х, как, например, в усилителе Техникс SE-9600, для ламповой техники остаётся недостижимой вершиной. Нет, ну, достижимой, конечно. Но за очень конские деньги. В недорогой советской ламповой технике КНИ в 3% был обычным делом. Слушать это, тем не менее, было можно, так как характер искажений у ламповой техники обычно немного другой, не такой заметный.

Однако, вернёмся к тупому усилителю. Почему данная схема искажает? В первую очередь из-за нелинейности транзистора Q1. Дело в том, что у транзистора есть собственное сопротивление, и оно составляет примерно 25 / I_c в миллиамперах. Т.е. если ток в цепи коллектора (I_c) составляет 1 миллиампер, сопротивление транзистора будет равно 25 омам. С возрастанием тока оно падает, с уменьшением — растёт. Таким образом, коэффициент усиления транзистора получается разным просто на усилении банальной синусоиды: в тот момент, когда синусоида проходит через ноль, коэффициент усиления минимален, а на гребне синусоиды — максимален. Получается ерунда. Именно поэтому в книжках по электронике говорят “не делайте схему с заземлённым эмиттером”, потому что это переменное сопротивление таким образом становится наиболее заметным. С данным эффектом можно бороться, вкрячив в цепь эмиттера резистор, сравнительно большой по сравнению с внутренним сопротивлением транзистора. Ну, как на схеме, собственно, и сделано. Является ли при этом такая схема отрицательной обратной связью или мы просто исправляем одну кривизну другой кривизной — мнения расходятся. Горовиц-Хилл говорят, что да, это таки отрицательная обратная связь. Но в любом случае, помогает это не сильно.

В-общем, схему надо будет доработать, до полноценной схемы с отрицательной обратной связью. В результате я бы хотел сделать усилитель для наушников. Это проще, так как усилитель не надо делать очень мощным, 1 ватт для наушников — это OVERДОХРЕНА. И такое у меня подозрение, что скорее всего саму усилительную часть я сделаю на банальном операционнике Бурр-Браун, а выходной каскад — классический тяни-толкай на парах инженера Шиклаи.