Zesilovač s minidsp, multisub 4x12BR70, dvoupásma DE250 12TBX100

Popis sestavy:
8 kanálů zesilovače ve třídě D ve společné bedně s minidsp 2x8

4 subwoofery pro multisub Beyma 12BR70v2 - rozměry 45x45x35 cm, čistý vnitřní objem cca 45l, uzavřená bedna, MDF 22mm

2 dvoupásma s 12TBX100 v cca 25l a DE250 se šišatým zvukovodem z této akce:
navrženo MaBatem vyrobeno MADBOXem
rozměry 72x41x30cm, MDF 22mm, přední čelo 44mm

Náklady na realizaci: Ještě není hotovo, odhadovaný strop je 75000Kč za vše. Samotná výroba odýhovaných korpusů truhlářem stála 13000Kč, vedu si podrobné záznamy o nákladech, takže cenu znám - kdybych to měl hádat podle toho, že semtam něco utratím, hádal bych mnohem méně.

Projekt jsem začal v roce 2012 a poté odložil do šuplíku, na začátku roku 2014 jsem si uvědomil, že mi prakticky na všechen pořízený materiál vypršela záruka a že pokud s tím něco neudělám, tak z beden nic nebude. Takže jsem objednal něco málo více materiálu, který se mi dříve nechtělo kupovat (minidsp) a změnil jsem strategii - co mělo smysl si nechat vyrobit, jsem si nechával vyrobit. Některé věci bych s odstupem udělal jinak, ale to bych začínal zase od začátku a proto zásadní změny nepřicházely v úvahu pokud by nebyly technicky nezbytné. Korpusy beden jsem objednal u truhláře a pak zase vše odložil do šuplíku, protože jsem objevil RC hobby.
V červenci 2014 jsem do toho praštil a začal jsem na dokončení intenzivně pracovat. Nyní, tedy na konci října 2014 je projekt těsně před dokončením. V zásadě mi chybí už relativní drobnosti, ale už k tomu začínám mít nechuť - asi proto sem píšu, abych to náhodou nevzdal. Bedny od truhláře mám teprve tři týdny, takže nasazení je maximální.

Bedna s elektronikou:
Chtěl jsem bednu vše v jednom do které vstupuje USB z počítače (případně analogový vstup z jiného zařízení - ale to spíše jako doplněk) a ven jdou výkonové signály do jednotlivých repráků. Koncepce této bedny se změnila od toho, jak jsem si to představoval před dvěmi lety a jak si to představuju nyní asi nejvíce, ale naštěstí většina změn byla jednoduše proveditelných.
Jako zesilovač jsem zvolil IRS2092 v IRAUDAMP 7-150 zapojení jako stavebnici L15D od čínského autora LJM. Víceméně jsem se řídil recenzemi na diyaudio.com, ale i tak jsem nejprve postavil dva a provedl slepý test na manželce oproti TDA 1514A na starých ale dobrých tesla bednách a ta preferovala L15D s tím, že ji zvuk připadal přijemně ohraničený a lépe rozlišený. Já při poslechu spíše váhal a nakonec jsem identifikoval L15D jako čistčí méně slitý, ale vůbec jsem si tím nebyl jistý, takže jsem usoudil, že L15D mi budou bohatě stačit. Elyty u spínače jsem vyměnil za lowESR ultra high life, ale spíše pro pocit, protože tam je parelelně i keramika 100nF, jinak součástkově té stavebnici nemůžu nic vytknout. Jedinou nevýhodu třídy D vidím v tom, že je třeba si dát pozor, co je k výstupu připojeno, protože je to součástí filtru, ale to nebyl problém.
Detailní měření viz zde.

Zdroj jsem použil spínaný od Cristiho z Connexelectronics a sice A1000SMPS. Opět hlavně dle recenzí na dyiaudio, ale také proto, že adresuje i problematiku bus-pumping, což s půlmůstkem teoreticky může být problém. A1000SMPS na primáru sleduje jen výkon a proto jej lze bez problémů zatěžovat plným výkonem asymetricky. Původně jsem tam chtěl dát lineární zdroj, ale vycházelo mi hrozné hovado, tak jsem to vzdal. Malinko mě zklamala kvalita pájení, protože velké prokovy nebyly zcela prolity, ale žádný problém to nezpůsobovalo a tohle byla práce pro vysokofrekvenční páječku, což chápu, že ne každý má. Velmi příjemně mě překvapila přítomnost guard ringů na desce celkově vysoká kvalita součástek. Nějak moc nevěřím síťovým filtrům na desce, takže jsem použil ještě klasiku filtr kombinovaný s EURO konektorem.

Jednotlivé sekce jsou v krabici odděleny přepážkami a vůbec je ta krabice docela složitá - teď už je hotová a vypadá obstojně, ale při pohledu zpět bych volil něco od modushopu, protože ta práce byla vážně šílená. Aby to ze všech těch profilů lícovalo, tak to bylo tak třikrát tolik práce a navíc se mi nepodařilo dosáhnout uspokojivé přesnosti vrtání, protože profily měly jinou tvrdost než plechy a vrták vždy malinko uhnul. Většinu desek jsem tak musel malinko upravit. MiniDSP beru jako nedotknutelnou, takže dva šrouby z 9 budu muset vynechat. Na fotkách je jenom střed s užitečným obsahem, krabice má ještě dvě víka a přední panel - hliník s prořízlými otvory a na něm nalepené kouřové plexi. Povrchová úprava je černý matný komaxit s jemnou strukturou.

Na přední straně jsou indikátory vybuzení (nejnižší ledka indikuje chybu) založené na BA6822S. Chtěl jsem, aby byly indikátory měřícím přístrojem a všechny kanály jsou kalibrované tak, že nejvyšší ledka se rozsvítí při výstupním výkonu 100W (do osmi), což je stále docela daleko od limitace. Zisk minidsp mám nastaven tak, že limitace minidsp nastává při 150W, což je malinko pod limitací zesilovačů. Souběh je slušný - na hudební signál se nikdy ledky neliší více než o jednu na všech kanálech.

V krabici jsou ještě deska s relátky pro zapínání (bedna se zapíná například připojením do USB a po vypojení se ještě 15 vteřit drží v zapnutém stavu - ať s tím někdo necvaká), deska s pojistkami (víceméně poslední ochrana, pokud ostatní selžou), deska s relátky pro připojení výstupů a také připojení útlumového členu 30dB (První nastavení minidsp funguje jako super tichý mód, aby DSP i zesilovače pracovaly s dobrým SNR a DR i při výstupních výkonech kolem 10uW při večerním poslechu - u nás je večer opravdu ticho), zdroj pro Minidsp a také deska ochran (hlídá se DC, napájecí napětí, ledka přetížení zdroje, termostat, zpožděné připojení repráků - ta deska je mimochodem vtipná, protože jsem si na začátku řekl, že to bude pár tranzistorů, že nebudu ani malovat schéma a nakonec je těch tranzistorů skoro stovka).
 
MiniDSP + VOLFP + DIGIFP + miniStreamer - o těch už bylo napsáno mnoho. Já s touto kombinací mám trochu potíže a momentálně potřebuji vystopovat zdroj šumu. Na tesla bednách slyším šum ze zesilovačů jenom když dám ucho přímo na reprák, ale po připojení minidsp (i se srovnanými zisky) se šum zvýší tak, že je jasně slyšitelný ještě z jednoho metru. Přijde mi, že to není zcela bílý šum a proto podezřívám zdroj - adaptér. Už nějakou dobu se dokopávám k tomu, že si na stůl vytáhnu autobaterku a připojím ji místo interního zdroje. Nehraje roli zda připojím zesilovač jeden nebo více a uzemňovací schéma je fakticky hvězda skrz celý přístroj, takže by zdrojem mělo být pouze miniDSP. V supertichém módu je šum pod hranicí slyšitelnosti i s uchem přímo na repráku, takže by se s tím dalo teoreticky i žít, ale je to trochu zklamání.

Až na potíže se šumem vše funguje dle očekávání. Spotřeba v klidu je cca 70W, což je více než jsem čekal, ale zase toho není v té bedně málo. Káblování ještě není zcela u konce, ale už teď se mi líbí, že se mi těch několik set kabelů uvnitř povedlo hezky schovat.
Velmi se mi nevyplatila zkouška neoriginálních konektorů speakon a XLR, třebaže byly desetkrát levnější. Elektricky vyhovovaly, ale časem se ukázalo, že první občas ztrácí kontakt na jednom z kontaktů a druhé se mi rozpadlo. Takže následovala výměna za Neutrik, speakony tam pasovaly jenom kulaté (ty jsem musel trochu zbrousit, aby se vešly vedle sebe) a XLR mi pak vyšly pootočené, ale pořád lepší než vrtat v plně osazené bedně.

Kabely
Pro připojení reproduktorů jsem použil kabel pro frekvenční měniče 2YSLCY-J 0,6/1 kV . Jeden konec stítění je propojený se zemí. V kombinaci s feritem by mělo být slušně odstíněno prakticky celé spektrum, co by z té bedny teoreticky mohlo lézt, váhal jsem tedy ještě zda neuzemnit repráky, ale pak se mi nechtělo (za elektrosmog považuji i 20kHz, takže to není jenom kvůli té 0,5Vrms 400kHz, co z třídy D leze navíc ještě jenom bez signálu a nebo kvůli 20mV spínacího bordelu). Dvoupásma se dají připojit buď nahoře nebo zezadu. Na subech mám dva speakony proto, že kabel může jít do bedny a potom pokračovat k další.
Taky jsem si vyrobil i jack 3.5mm na dva XLR symetrické, ale ten asi nebudu používat moc často.

Multisub
Ten je asi nejméně zajímavý - prostě uzavřená bedna cca 45l. Materiál je 22mm MDF a vevnitř je křížová výztuha přilepená k zadní stěně. Spoje po obvodu jsou na pokos s pérem z tvrdého dřeva a obě čela jsou přilepena pomocí hranolků.  Na povrchu je buková dýha napuštěná tvrdým voskem od remmersu. Repráky drží v závitových vložkách z e-baye za 4kč/ks (za tuto cenu jsem ani neuvažoval o natloukacích maticích. Bedny jsou určeny k zavěšení na strop a proto jsou další závitové vložky zašroubované v hranolcích v rozích beden. Do stejných děr by v případě potřeby mohly být našroubovány nožičky a taky je to nesmírně praktické pro přenášení. Krycí rámečky drží na magnetech a je na nich průzvučná textilie z dexonu, která neplní žádnou ochrannou funkci, ale takhle se mi to prostě líbilo. Bedna je vycpaná zemtexem400, ale nijak zvlášť hustě. Použité repro je Beyma 12BR70v2, které jsem kdysi koupil za cca 1200Kč/kus. Počítám s elektronickou ekvalizací po které by sub měl zahrát bez problému 30Hz. Dal by se natáhnout až ke 20Hz, ale pak by bylo 40Hz vlastně slyšet více než první harmonická vzhledem k narůstajícímu zkreslení. Zatím jsem sub nijak neměřil, asi to udělám až ve finálním umístění v místnosti a zfouknu tak místnost zároveň s boxem, protože box sám o sobě mě vlastně stejně nezajímá.

Hlavní bedny
Opět uzavřená bedna, která je ale rozdělená na dvě poloviny. Polovina pro kompresní driver má komfortní zadní přístup a polovina pro 12TBX100 má trojúhelníkové výztuhy mezi zadní stěnou a všemi přilehlými - oproti tady vídaným konstrukcím to není mnoho, ale když na tu dolní půlku klepu, tak je to skoro jako klepat na blok betonu. Přední stěna je zdvojená, tedy 44mm. Zaoblení přední stěny je s poloměrem cca 25mm. Zaobleny jsou všechny přední hrany. Váha jedné bedny je odhadem přes 40kg a bez ok navrchu bedny (opět sloužící k zavěšení, ale samozřejmě ne až ke stropu - lanka se dají natáhnout tak, aby se bedna nekývala) bych s nimi sám nehnul. Pro 12TBX100 je tedy vyhrazeno cca 25l a vnitřní prostor je zhusta vyplněn zemtexem 400. Truhlář měl bohužel vlastní představy, jak by se co mělo dělat, takže vznikly spáry na předním čele. Mezi deskou a bočnicemi jsem ji vyplnil sanitárním silikonem a mezi zvukovody a deskou jsem ji vyplnil warnexem (stejná barva jako je na zvukovodech). Warnex ve zvukovodech je v asi 4 vrstvách nanesený nestrukturním válečkem - u hrdla je vybroušen zcela do hladka a dále jsem mu nechal nějakou strukturu, protože dohladka to imho nevypadá moc dobře. Přes to matný polyurex - no překvapilo mě, že to takto opravdu nevypadá zle - trochu se to podobá membráně. Kompresní driver osadím až budu mít bulpren - v eurofoamu mi z něj vyřežou elipsoidní válec a zbytek bude mezi mnou a horkým drátem. Čekám ještě na rámeček k basáku a hezké počasí a budu moci měřit. Měření hodlám provádět s kompletní sestavou tj. přímo s minidsp. Jediná ochrana DE250 je dělič 4R7-4R7, který slouží hlavně ke stabilizaci impedance, kterou vidí zesilovače (nad 10kHz již důležité) a k tlumení o cca 8dB. Ostatně vzhledem k zemnění do hvězdy je důležité, aby zesilovače viděly jenom víceméně odporovou zátěž i z jiných důvodů. Další ochrana je imho nepotřebná (ale váhám zda tam ty kondíky stejně nedat), protože DC ochrana zesilovače je nastavená na 400Hz, takže jediný způsob jak DE250 poškodit je připojením bedny na výstupy pro subwoofery.

Je možné, že budu potřebovat trochu pomoct s vyhodnocením měření, ale jinak mě překvapuje kolik věcí je tak nějak zřejmých z logiky věci (už jenom to, že mi vyšla bedna prakticky shodných rozměrů jako Geddlee Abbey, ač jsem ty bedny nijak nestudoval) - zvlášt přitom kolik je na fórech všelijakých voodoo řečí, kterým prostě nerozumím a přesto si myslím, že jsem v konstrukci této sestavy neudělal zásadní botu. Snad jen kromě toho, že jsem si konstrukci jak beden, tak krabice na elektroniku udělal mnohem pracnější, než by bylo nutné. Díky MaBatovi, že mě navedl tímto směrem dříve než jsem se třeba pustil do výroby nějakých nesmyslů.

Na některých fotkách jsem to trochu přehnal s makrem, tak se nelekněte - v reálu má ta spára se silikonem méně než 1mm a ta napojení vypadají slušně.

Edit: V tom testu zesilovačů si dělám trochu legraci - to, že jsme byli schopni ty dva zesilovače rozlišit je imho jen proto, že ty tesla bedny nemají kompenzován nárůst impedance na vyšších kmitočtech a protože reprák je součástí filtru, vedlo to k posílení horních kmitočtů. Ostatně tento efekt by mohl být do značné míry důvodem, proč class D vůbec někdo poslechově rozliší. Při návrhu jako celku a měření s celou sestavou toto odpadá.

Edit2: Tak šum pochází jednoznačně z MiniDSP. Zkusil jsem ledacos - například jsem odpojil od minidsp naprosto vše mimo jednoho zesilovače a navíc jsem vytáhl i tu autobaterku, která napájela pouze miniDSP a vliv na šum nebyl slyšet žádný. Zkusil jsem použít jako spektrák zvukovou kartu, ale výsledky nestály za nic. Asi nestojí za nic ta zvukovka...

Tohle z toho leze s připojeným minidsp

Tohle bez připojeného minidsp

A tohle naměřím, když ten kabel nechám nezapojený.
Ve všech případech jsou jednotky v dBV, takže je to docela málo, ale slyšet to jde...