Ламповая сверхлинейность

[ДДТ]

В общем, я в лампах не разбираюсь. Но секу в сверхлинейности.
И вот что с нею получается.

Достал такую модель.

Уже при 25 В ампл интермодуляционных искажений -47 дБ:

Много.
Почему?
Потому, что все каскады с общим катодом, истоком и эмиттером - искажают.
И чего с ними делать?
А я выкладывал таблицьку из Шкритека:

Так вот, линейнее схемы с общим катодом, конечно, дифкаскад. В дифкаскаде изменения параметров управляющего участка одного прибора компенсируется противоположным по знаку изменением параметров последовательно с ним включенного другого УУ.

Это работает и с лампами:

Две лампы и генератор тока их питает. Вместе - дифкаскад.

Линейность сразу вгору: -70 дБ искажений.

Но, всё равно, во всём этом мало борща и много приправы. Надо повысить накал безжизненного звука.
Но как?
А в транзисторной технике напряжение коллектор-эмиттер и сток-исток модулируют усиление прибора.
Напряжение на коллекторе-стоке-аноде больше - усиление выше,
меньше напряжение - меньше усиление. И так - каждый период.
Отчего приборы и вносят искажения.

Значит, надо применить каскод.

 

[Sergei_S]

Значит, надо применить каскод

Виктор,а следящий каскод не прокатит?

 

[ДДТ]

Виктор,а следящий каскод не прокатит?

Прокатит, если на обоих сетках дифа будет одинаковое переменное напряжение.

Вообще, я подвожу их к выводу об использовании ламповых ОУ.

 

[Сергей Ал.]

В общем, я в лампах не разбираюсь

Вы изначально загнали лампу в кривой режим, отсюда и выводы. 6н8с не самый лучший вариант для амплитуды на выходе более 20 В, но даже с ней получить 0,1% КНИ - вполне посильная задача.

 

[ДДТ]

Вы изначально загнали лампу в кривой режим, отсюда и выводы. 6н8с не самый лучший вариант для амплитуды на выходе более 20 В, но даже с ней получить 0,1% КНИ - вполне посильная задача.

С каким режимом модель ко мне с дия попала, с таким и рассчитывалась. Дело не в режиме, а в том, что диф справляется и с ним, и с его искажениями. Выход в том, чтобы не лишаться последних капель ООС, шунтируя катодный резистор конденсаторами, ёмкость которых, всё равно, никто не умеет вычислять. Выход - в наборе усиления холостого хода и глубины ООС.

Хотя, конечно, ламповые ОУ в стереоварианте - габаритами с радиолу, но накалы светиться будут, а что нам ещё надо.

 

[Распони Туринский]

Все почему-то забыли про истинную причину нелинейности ламп: а причина в том, что носители заряда (электроны) движутся от катода к аноду ускоренно под давлением поля. График перемещения электронов есть квадратичная функция – от этого и характеристики лампы имеют (средне)квадратичный характер. Другое дело усилительный клистрон, у которого есть пространство дрейфа; в этом пространстве электроны летят по инерции равномерно.

 

[Lyuber]

каскод.

 

[Сергей Ал.]

ёмкость которых, всё равно, никто не умеет вычислять.

Вы неправы. Просто есть несколько вариантов расчёта (все из тех. литературы), у каждого свои ограничения, вот народ и создаёт на пустом месте буриданову проблему.

 

[Lyuber]

не понимаю,
если Мультик не врёт (на Паяльнике тоже в ЛТСпайсе посмотрели), то Лампадники - дикие искажения слушают (гейн добавил и 1% в лёгкую).
Ещё прикол - С3 надо выбросить, как можно несколько месяцев его тыкать и выслушивать?

 

[Распони Туринский]

Посмотреть вложение 148405

не понимаю,
если Мультик не врёт (на Паяльнике тоже в ЛТСпайсе посмотрели), то Лампадники - дикие искажения слушают (гейн добавил и 1% в лёгкую).
Ещё прикол - С3 надо выбросить, как можно несколько месяцев его тыкать и выслушивать?

Дело в том, что лампадные усилители имеют особенность, которая позволяет их слушать даже при 10% диких искажений: искажения синусоидальных и косинусоидальных сигналов приводит к их взаимному делению, что даёт так называемые тангенциальные искажения (тангенс =синус/косинус), а на слух они гораздо менее заметны. 😆

 

[ДДТ]

Ещё прикол - С3 надо выбросить, как можно несколько месяцев его тыкать и выслушивать?

Всё имеет свою логику. Они настолько привыкли к искалеченному звуку, что ищут и собирают схемы, которые бы его калечили - для того и конденсатор в катоде. Чистый звук их ставит в тупик, подозреваю - вне всякой связи с типом активных элементов. Если завтра сделать 0,000.1% на лампах, они отвергнут и лампы - ради калечного интересного звука.

есть несколько вариантов расчёта (все из тех. литературы)

Значит, те понимали суть точно так же скверно, как и эти. По мне, конденсатор в катод ставится, помимо повышения искажений, для формирования заданного спада на заданной частоте. Необязательно это должна быть 16 или 20 Гц, если их не пропустит транс/динамик, но нижняя частота какая-то есть всегда - именно по условию реальности её воспроизведения.

Так вот, для одной и той же лампы, одного и того же режима и сопротивления резистора в катоде значение ёмкости должно быть одно-единственное, никак не 16.

 

[Lyuber]

Откуда ж ты узнал? Близкий свет, весь "Оффтоп" лопатить.

Ошибся, в теме про Лампочки:

Мне показалось любопытно и я сделал расчёт. При выходном напряжении RMS=4 В (2 Вт) искажения получились около 1 %. Так же спектр показал наличие фона 100 Гц около 7 мВ на динамике. Я не знаю как это слышно.

Триодный усилитель без ООС Ver. 2.0

forum.cxem.net

 

[ALSS]

Принципиальное отличие транзисторных схем с ООС (особенно с глубокой - больше 60 дБ) и ламповых - существенно разные значения отношения тока сигнала к току покоя.
В транзисторной схеме - тысячные, максимум сотые доли, в ламповой - десятые (общая рекомендация не более 0,8).

 

[DIM]

Все таки надо бы одному из маститых ламповиков собрать сверхлинейник на лампах, послушать, сравнить и нам мелкоосным осьникам рекомендовать

"Сверхлинейник" имеется в виду с кучей ОООС?

 

[NEULO]

с кучей ОООС?

Одной достаточно. Много оос это к т. Могильному, автору "Наталей".

 

[Сергей Ал.]

Только сначала надо одному из маститых колоночников сделать сверхлинейные колонки, иначе идея смысла не имеет.

За всех не скажу, но среди моих есть АС на Сканспиках Троелса Гравесена и минимониторы Г.Крылова. Да и у А.Бокарёва есть АС на Ревелаторах.

Если завтра сделать 0,000.1%

А вы в курсе, какой уровень КНИ у динамиков (и, к слову, человеческого уха)? Не, я-то как раз не против сверхлинейников вообще (это видно, в частности, по моим опытам с Ш78). Но и сверхлинейники, судя по всему, бывают разные. Так что вы уж определитесь для начала, по каким параметрам УНЧ можно отнести к сверхлинейникам.

 

[Корвет 200УМ-088С]

вы уж определитесь для начала, по каким параметрам УНЧ можно отнести к сверхлинейникам.

Давно уже определились, - по уровню интермодуляционных помех, лежащих ГЛУБОКО ниже порога слышимости. Чем ниже лежат ИМИ, тем сверхлинейнее УНЧ.

А линейный УНЧ - просто соответствующий какому-то там параграфу ГОСТ и/или DIN.

 

[ДДТ]

Только сначала надо одному из маститых колоночников сделать сверхлинейные колонки, иначе идея смысла не имеет.

Бред про сверхчистые колонки прошу подвязать. Если бы Кг колонок имел какое-то значение, схемотехника остановилась бы в 80-х, по достижению 1% искажений. Но люди слышат отличие усилителей и с тысячекратно меньшими искажениями. Тут всё зависит от тренированности ушей на чистом сигнале, чистой, слааабоискажённой, музыке.

Например, во время разработки ушника УННИКУМ-2


звукорежиссёр услышал искажения ...интегратора на ОУ ДА1. А находились они на глубинах, много, ни мало, порядка -120 дБ. Обычно я ликвидирую искажения в симуле, а потом их просто нету. Но это был первый случай, когда искажения услышал потребитель.

Более того, он ещё и услышал улучшения, просчитанные в симуляторе, и тоже - на глубинах -120 и более дБ:

(с) опробован в деле усилитель новой версии на заводских платах, сравнивался со старой версией.

Звучание стало более динамичным, если коротко, то он явно лучше из-за чуть улучшенной схемотехники или заводской платы - непонятно.

Также обнаружилось влияние микросхемы интегратора на звук и это беда - опять привязка к операм, вечный выбор между таким-то и таким-то, непонятно, как с технической точки зрения он может влиять на звук? Я так понимаю, что с сервисными узлами ничего в симуляторах не прогоняется, а они уже добавляются позже при рисовании финальной читаемой схемы?
Откуда влияние?

Теперь - прослушка:]

(с) Ранее был получен ордер на прослушку, поэтому дело нужно делать
так и не удалось собрать полный комплект аппаратуры самого высокого разрешения, поэтому чтобы не оттягивать момент и дальше решили сделать промежуточный вариант
из наличия
TL071,
TL071 с резистором и
OPA134, которая скорее подделка, чем правда

Наушники HD800, усилитель УНИКУМ-2.

Сравнивали TL071 и TL071 с резистором 8.23k

Отчётливо слышно, что с резистором значительно меньше искажений на верхней середине, так получилось, что комбинация участвующей аппаратуры усилило этот момент так, что без резистора ощутимо хуже, а с резистором уже очень даже хорошо, странно, что такие малые величины искажений по симулятору так легко прослушиваются [тренированным слухом].

Далее вставили якобы настоящую OPA134 без резистора - она малость чище, чем TL071 без резистора, но грязнее TL071 с резистором.

Удивительно, но факт, получается, что симулятор не врёт
[Угу, ну, да.]

На этом мы не заканчиваем, по факту нужно всё перепроверить в максимальной комплектации нашей аппаратуры, а также сделать недостающие компоненты для измерений, чтобы услышанное можно было попытаться подтвердить измерениями.

Предварительно: лекарство в виде резистора для TL071 в интеграторе можно смело рекомендовать всем (с)

Так что, вывод:
искажения акустики не доминируют на глубинах до -120 дБ. У наушников Кг тоже есть, просто в силу идентичных с динамиками физических процессов в капсюлях.
На той же самой акустике/наушниках усилители прекрасно ранжируются по величине нелинейных искажений / интермод с их уровнями в -120 дБ, а это на 25 дБ ниже уровня шума СиДи-диска в -96 дБ.

по каким параметрам УНЧ можно отнести к сверхлинейникам

Условно, по Кг20к менее-равному 0,000.5%.

Тут всё условно. Может, поёт и УМ с Кг20к 0,001%. Это зависит от бэкграунда слушателя.
Но ВВС-2011 с Кг 0,000.5% у такого уверенно выиграет.

Просто потому, что отслушивались усилители с Кг порядка 0,000.1% - 0,000.05%, и превосходство более линейного уверенно отмечалось всеми.

 

[Сергей Ал.]

люди слышат отличие усилителей и с тысячекратно меньшими искажениями.

Не отрицаю необходимость снижения искажений, но не стоит забывать, что это результат измерения на стационарном сигнале.
Кстати, по поводу ламповых усилителей - в курсе, что даже при их "жуткой" нелинейности разницу ЦАПов (у которых искажения на несколько порядков ниже) при проигрывании через ламповый усилитель слышно?

 

[Распони Туринский]

Не отрицаю необходимость снижения искажений, но не стоит забывать, что это результат измерения на стационарном сигнале.
Кстати, по поводу ламповых усилителей - в курсе, что даже при их "жуткой" нелинейности разницу ЦАПов (у которых искажения на несколько порядков ниже) при проигрывании через ламповый усилитель слышно?

Это как бы подтверждает разницу в прослушивании разных УНЧ на одних и тех же АС.

 

[Сергей Ал.]

Колонки у вас есть, а звука, сигнала, нету.

У меня есть система (в т.ч. несколько разных, не только ламповых, усилителей), которая позволяет получить удовольствие от прослушивания музыки разных жанров. Если получится услышать нечто, позволяющее лучше "расслышать" любимую музыка - значит приложу все усилия (соберу сам или приобрету), чтобы оно появилось у меня.

Это как бы подтверждает разницу в прослушивании разных УНЧ на одних и тех же АС.

Я к тому, что сами цифры КНИ и ИМД не всегда говорят о качестве усилителя (хотя, повторяю, стремиться к их снижению нужно, вопрос - какими методами).

Вы просто не в курсе вопроса. Разработка методов измерения искажений на музыкальном сигнале ведётся давно, почитайте материалы AES и комментарии И.А.Алдошиной. Из её интервью:
...Современные технологии позволяют получить любые заданные параметры, неясно только, какие из них наиболее важны для мозга при формировании слухового образа. Психоакустикой занимаются крупнейшие университеты и институты мира, работает много выдающихся ученых (см. мой учебник "Музыкальная акустика"), но в России этим направлением не занимается никто, хотелось бы его здесь развивать, всегда интересно понять, как работает мозг, как он воспринимает музыку и зачем она ему.

 

[Lyuber]

всегда интересно понять, как работает мозг, как он воспринимает музыку и зачем она ему.

А схемотехника какое отношение в психоакустике имеют?
Алдошина? И с этим
"Современные технологии позволяют получить любые заданные параметры, неясно только, какие из них наиболее важны для мозга при формировании слухового образа"
как связана, по мне, ни как.

 

[ДДТ]

неясно только, какие из них наиболее важны для мозга

И далее, добивайте тему:

А пока что улучшайте усь по тем параметрам, которые уже узаконены столетием развития аудиотехники.
© Алдошина

Тем более, звукорежи консервативны, и говорят, что других параметров, кроме формы звука, аналитически выраженной в Кг и спектре, им не надо, и этих вполне достаточно.

Так что есть вполне работоспособная непрерывная последовательность:
Схемотехника, как наука о получении линнйного сигнала из нелинейных компонентов,
Расчёт и моделирование,
Прослушка.

Каждый из этапов у звукорезов соотносится с другими, как показано на примере с УННИКУМОМ-2.

Разработка методов измерения искажений на музыкальном сигнале ведётся давно

То есть, безуспешно. А чо такова? Я и сам мечтаю попасть на эту синекуру: какие-то исследования ведутся, какие-то результаты получаются, но главное - гранты пилятся, деньги сыпятся, результат никого не волнует.

цифры КНИ и ИМД не всегда говорят о качестве усилителя

Всегда. Я не перетыкивал германиевой падали вот уж лет 40, а просто проектирую усилители в симуле - и их успешно собирают. Ту же СИГМУ тут собрали в германии.

на стационарном сигнале

Нет таких сигналов. Усилитель не статичен, а дышит и меняется при усилении любого сигнала, и мне для оценки его линейности нужны только два теста: на Кг20к и на ИМИ 19+20к. Даже одного второго - с головой.

приложу все усилия

Да вот, начни с ВВС-2011, как самого простого и отработанного.

Я так понимаю, что с сервисными узлами ничего в симуляторах не прогоняется, а они уже добавляются позже при рисовании финальной читаемой схемы?

Тут он меня на чистую воду и вывел. Для облегчения модели усилителя и ускорения счёта интегратор не рисовался: чего в нём может быть военного? - тем более, всё равно, модели почти всех ОУ нужного механизма искажений не содержат. Интегратор добавился уже потом, чисто механически.

Хорошо,что мы увлекались созданием адекватных иерархических (цельнотранзисторных) моделей ОУ, и вот такая модель причину искажений и способ их устранения показала.

Так что, в целом, секретов никаких нет: простые тесты интермодов прекрасно всё показывают и звук предсказывают. Мне лично ничего больше и не надо.

Только минус-децибел побольше.

 

[vitamir]

Я 0дин из ростков этих новых всходов! Солнце лампового звука непременно взойдëт над нами и над сверхлинейниками (над ними даже быстрее!) Грядëт Эра цифро-лампового звука на трансформаторах с воздушным зазором!

Спізнились Ви, сеньоре Распоні , років так на сімдесят.
Бо якийсь Лабутін В. К. видав ще у 1956 році книжку "Усилитель класса D". — (Массовая радиобиблиотека, вып. 262). Там саме на електронних лампах і трансформаторх, як Ви бажаєте. Долучайтесь.

 

[R2D2]

А схемотехника какое отношение в психоакустике имеют?
Алдошина? И с этим
"Современные технологии позволяют получить любые заданные параметры, неясно только, какие из них наиболее важны для мозга при формировании слухового образа"
как связана, по мне, ни как.

Алдошина просто зафиксировала реальность.
Как на самом деле - никто пока не узаконил, что и как надо для счастья, но злые языки утверждают, что короткий спадающий спектр и доминирующая 2-я гармоника в этом хвосте - творят чудеса.
Вопрос в том, сколько надо иметь "этого счастья" в % и при каких уровнях?
Дистиллированную воду никто не любит, подавай родниковую, минеральную.

В фотографии та же вкусовщина, глубиной резкости размывают фон, и процент искажений на фото портрета - видно наглядно без измерительных приборов, но поди ж ты - чертовски в тему. Портрет выразительней получается и глаз не ищет подробностей в фоне. А если правильно "размыть" - еще и художественно.

У человека все органы чувств адаптивные, сама чувствительность подстраивается и самокалибруется в процессе использования, ориентируясь на некий предыдущий уровень или дельту значений уровней за предыдущий период времени. Допуская воспринимать раздражитель относительно этого уровня и в плюс и в минус.
Если органы чувств "ввести в насыщение" превышением уровня - происходит сбой адаптации, мы слепнем, как после вспышки фотоаппарата например или с яркого солнца заходим в подвал - надо время на перекалибровку чувствительности глаза.
Пока так вижу.

 

[Антон К]

Тут вот ещё какая история из личного опыта. Пока пользовал двухполоску на 4гд-5, хотелось лампового привкуса. Собрал на сканспиках и динаудио 3 полосы, и она лучше играет от чего-то более линейного. Хотя, например, на небольшой громкости чисто речевые программы 4гд-5 как-то душевнее воспроизводит.

 

[NEULO]

каждый раз рассказчики про животравящие гамроники и фотографии забывают одну вещь.
все нужные гамроники уже добавлены в изначальный материал, там где надо они есть там где ненадо их нет.
вы же пытаетесь музыку пропустить через грязную канализационную трубу и очень удивляетесь и возмущаетесь когда кто то отказывается делать так же.

 

[ДДТ]

доминирующая 2-я гармоника в этом хвосте

Ну, вот: попало на вход уся две частоты с разносом 1 кГц.
Может быть?
Может.
Доминирующие вторые гармоники этих частот порождают разностную частоту 2 кГц.
Легко ж понять.

Например, исходные - 10 и 11к, вторые - 20 и 22 кГц, разностная - 2 кГц.

Кстати, разностная интермода 1 кГц - тоже яркий признак асимметрии и чётных гармоник.

Итого, из бездумной веры в предания тупых дедов мы поимели гемору на две интермоды в диапазоне наивысшей чувствительности уха.

А какой выход? Загнать гармоники и интермоды под шумовой уровень.

 

[Lyuber]

Вопрос в том, сколько надо иметь "этого счастья" в % и при каких уровнях?
Дистиллированную воду никто не любит, подавай родниковую, минеральную.

«Чисто не там, где убирают, а там, где не мусорят». А.П. Чехов.
По убирают, по мне, это коррекция:
1. в каскадах и межкаскадных согласований,
2. сами каскады как топология (каскод, например),
3. перекошенная схема между расщепителем (входной каскад) и сумматором (выходной каскад). Тут параллельный (топология) "рулит", а "плюха" в виде "усиление на халяву" двойное - другое делать и не надо. Цирк(на)Трон? Только не в том виде как преподносят (схемотехника).
"Кривойды" (по дефолту Лин) требуют интегратора, загоняя "ошибка на выходе" на вход, как следствие - вычитая из сигнала полезное.
4. ООС (ТОС) - чистильщик, может мусорить не надо?

 

[Сергей Ал.]

я умею пока только на стационарном сигнале мерить, как мерить на переносном, мне бы хотелось на методику глянуть.

Я, честно говоря, сам весьма поверхностно знаком с этими методиками (была тема на Вегалабе, плюс другие отрывочные данные из и-нета). Речь о вычитании выходного сигнала из входного с использованием разных методов (упоминались методы Баксандала и Гильберта). Но это за пределами моих знаний в этой области и, судя по всему, очень недёшево даже для крупных производителей (а может им просто не нужно). Потому да, на сегодняшний день самые распространённые - КНИ и ИМД на стационарном сигнале (и та же И.А.Алдошина писала, что за неимением других устоявшихся методик нужно пользоваться теми, что есть).