"Сигма без фанатизма" или "Никитин + 2 резистора, диод и транзистор"

[Корвет 200УМ-088С]

Спасибо Жуковскому за вдохновение и пример для подражания!

Посмотрел схему корректора Никитина, OBH 8SE1, в которой всего 6 (шесть) транзисторов. Поисследовал её в LTspice.
Схема понравилась, так как там всё "простенько и со вкусом!".

Однако, КНИ высоковат по нынешним меркам. Достижимый уровень улучшений задан корректором "Сигма".
Решил взять из "Сигмы" самые важные идеи, и применить их к корректору Никитина.

Модель прилагаю.
Вкратце, - "сигмовский" уровень качества можно (почти) достичь всего лишь добавив 2 (два) резистора, диод и транзистор. Ну, и заменив J113 на LSK170C.

THD@20kHz(800mV)=0,002%
IMD(19kHz+20kHz)@1V не выше -70dB
По шуму - не рекорд, но выше килогерца приведённая ко входу плотность шума укладывается в 900nV/√Hz. Должно быть - "приятный, тёплый ламповый шум".

Пожалуй, сделаю-ка я себе эту игрушку, да на правильной печатной плате!

 

[Vik]

Ну, и заменив J113 на LSK170C.

Есть в наличии, оригинальные? Завидую.

 

[NEULO]

Спасибо Жуковскому за вдохновение и пример для подражания!

Посмотрел схему корректора Никитина, OBH 8SE1, в которой всего 6 (шесть) транзисторов. Поисследовал её в LTspice.
Схема понравилась, так как там всё "простенько и со вкусом!".

Однако, КНИ высоковат по нынешним меркам. Достижимый уровень улучшений задан корректором "Сигма".
Решил взять из "Сигмы" самые важные идеи, и применить их к корректору Никитина.

Модель прилагаю.
Вкратце, - "сигмовский" уровень качества можно (почти) достичь всего лишь добавив 2 (два) резистора, диод и транзистор. Ну, и заменив J113 на LSK170C.

THD@20kHz(800mV)=0,002%
IMD(19kHz+20kHz)@1V не выше -70dB
По шуму - не рекорд, но выше килогерца приведённая ко входу плотность шума укладывается в 900nV/√Hz. Должно быть - "приятный, тёплый ламповый шум".

Пожалуй, сделаю-ка я себе эту игрушку, да на правильной печатной плате!

Схему выложить не забыл, случайно?
Кстати, самые важные идеи из "Сигмы" тоже применены к корректору Никитина. И получилась.. Сигма. Парадокс.

 

[Корвет 200УМ-088С]

Кстати, главная добавка, повышающая линейность чуть ли не на ~полтора~два порядка, - вовсе не "шиклаизация" полевого транзистора (подключением к нему Q101 с R101), а цепочка D101,R102 параллельно Б-Э переходу транзистора Q3.

PS
Я - погорячился...
Попробовал убрать "шиклаизм", оставив цепочку D101,R102. Оказалось, что сама по себе она хоть и улучшает, но не так уж и значительно.
А совместное действие "Шиклая" и этой цепочки даёт разительное улучшение.

Есть в наличии, оригинальные? Завидую.

Если верить LTspice, то с КП303А (модель прилагаю) получаются точно такие же низкие искажения и такие же шумы, как с LSK170C.

.model kp303a njf vt0=-0.9 beta=1.6m lambda=0.02 rd=30 rs=35 cgs=5p cgd=4p is=100f B=1.2 kf=1.e-16 af=1.4 MFG=USSR

Для сравнения, - модель LSK170C:

.MODEL LSK170C NJF(Beta=34E-3 Betatce=-0.5 Vto=-0.83 Lambda=0.011 IS=27f N=1 Rd=9.9 Rs=9.6 Cgd=15p Cgs=26p Fc=0.5 M=320m Pb=0.6 Mj=.3 Kf=0.005f Af=1.0 Gdsnoi=5 XTI=0 Nlev=3 mfg=Linear_Systems)

 

[Vik]

Хотелось бы, чтобы это так и было. Лучше сравнивать не модели, а даташиты. И проверять адекватность модели на соответствие.

 

[Корвет 200УМ-088С]

Согласен полностью.

Однако эта находка вселяет некоторую надежду на возможность подбора отечественного транзистора.
Хоть крутизна и начальный ток (у КП303А и LSK170C) отличаются, напряжения отсечки довольно близки. И помня авторское требование найти транзистор с отсечкой не меньше (в алгебраическом смысле, с учётом знака), чем -0,6V, буду проверять.

 

[Vik]

Если мне не изменяет память, Никитин использовал sk170 для варианта МС из-за его крутизны. В Сигме усиление добавлено, для ММ может и отечественный подойдет. Еще, может, стоит попробовать спараллелить двойку полевиков, если крутизны не хватит.

 

[Корвет 200УМ-088С]

Если всмотреться в картинку OBH 8SE1, то видно, что там "Пара подобранных J113".

Кстати, для LSK170C оптимальным сопротивлением R101 является величина 10kOm, а для КП303А это сопротивление можно увеличивать, - КНИ будут продолжать снижаться.
Не знаю, можно ли этому верить...

 

[Корвет 200УМ-088С]

Еще, может, стоит попробовать спараллелить двойку полевиков, если крутизны не хватит.

Ставлю в имя транзистора строку KP303A m=2, то есть - параллелю две штуки. Шум чуть-чуть снижается, но не в корень из двойки раз. А КНИ растут.
При m=4 КНИ в восемь раз выше, хотя шум снизился в ~полтора раза.
Видимо, надо подбирать и R101 соответственно.

Буду очень благодарен за помощь!

PS
Для пары КП303А оптимальным по КНИ значением сопротивления R101 оказывается величина 12kOhm.
Думаю, из этого корректора лучше параметров не выжать (не преврящая его в первоначальную "Сигму").

Интересно, с какой точностью надо подбирать параллелимые транзисторы?

 

[Vik]

Ставлю в имя транзистора строку KP303A m=2, то есть - параллелю две штуки. Шум чуть-чуть снижается, но не в корень из двойки раз. А КНИ растут.

Чтобы транзистору остаться на рабочей точке, нужно чтобы ток через каждый транзистор сохранился, т.е. общий увеличить в 2 раза. Аски не вижу, LTS не пользую. Можно попробовать запараллелить пару в корпусе, например 504нт3, на Гатчинской их есть.

 

[Юджин Кинг]

Можно попробовать запараллелить пару в корпусе, например 504нт3

504НТ3 - это p-канальные полевики, а надо n-канальные.

 

[Vik]

504НТ3 - это p-канальные полевики, а надо n-канальные.

Капитан очевидность. Не знаете, как в схеме поменять N на P?

 

[IgorE]

Не знаете, как в схеме поменять N на P?

Что в паспорте с шумом у 504нт3?

Ставлю в имя транзистора строку KP303A m=2, то есть - параллелю две штуки. Шум чуть-чуть снижается, но не в корень из двойки раз.

В теории на корень из N шум меньше. В железе шум больше расчетного, всегда.
Плюс шумят не только активные компоненты.

 

[Vik]

Что в паспорте с шумом у 504нт3?

По сравнению с ламповыми?

 

[Корвет 200УМ-088С]

На печатной плате сделаю возможность установки двух КП303.
Но в LTspice я вижу, что простое запараллеливание транзисторов шумы снижает не так сильно (как предсказывает теория), и без подстройки режимов - растут искажения. Я пробовал подбирать величину R101, но, наверное, надо и R3 приводить в соответствие.
Разделительный конденсатор C3 будет К73-17, выходной (C6) оставлю тантал или алюминиевый, возможно - зашунтирую плёночным (К73-17). Блокировочные (C8,C13,C15) будут танталовые.

Если всмотреться в картинку OBH 8SE1, то видно, что там "Пара подобранных J113".

Я тут подумал, а не означает ли фраза J113 matched pair, что там на самом деле J113 запараллелены?!

 

[Vik]

Вы бы на макетке сначала навесом спаяли бы, покрутили бы номиналы и детали. А когда получите хороший результат, начинайте разводить. Жалко будет потраченное время, если не пойдет.

 

[Корвет 200УМ-088С]

На макетке я смогу только по шумам дать оценку, так как сейчас у меня нет ЭПУ.

 

[Vik]

Да, жаль, звучание не проверить. Но кроме шума, с анти-риаа можно КНИ и АЧХ посмотреть.
Кстати, о конденсаторах

Спойлер: Кстати, о конденсаторах

Дм. Андронников aka Lynx – о конденсаторах.

Как раз в тему. Вчера вечером, по горячим следам сией ветки я решил еще раз провести сравнение субъективного влияния конденсаторов на звучание системы. Для сравнения использовался тракт следующего состава: источник - CDM4D36 + Lynx7V2, предусилитель Lynx03, усилители мощности - моноблоки Lynx17, АС - Dynaudio Focus220. Материал Gary Moore "Old New Ballads Blues", (P), (C) 2006 Eagle Records, диск производства Великобритании и Earwitness Transcriptions (p), (c) 1997 Madrigal Audio Laboratories Inc $ D.W. Fostle, производство США. Конденсаторы взял все, которые нашел дома количеством минимум по 2шт емкостью порядка 1 мкФ.
Конденсаторы включались в разрыв межблочных проводов на участке от предусилителя к УМ.
В результате прослушивания я сделал следующие выводы:

1) Конденсатор, особенно низкого качества очень существенно влияет на звучание, причем всегда в худшую сторону.
2) перечисленные выше конденсаторы можно расположить следующим образом (по ухудшению результата):

а) Multicap RTX полистирол + фольга 1мкФ 200В
б) Icel MPL металлизированный полипропилен, 1мкФ 250В
в) Audin Plus металлизированный полипропилен, 1мкФ 630В
г) ФТ-3 фторопласт + фольга, 0,47мкФ 200В

д) К72-9 металлизированный фторопласт, 0,47мкФ 500В
е) Epcos B32653 металлизированный полипропилен, 1мкФ 250В
ж) Rifa PHE426 металлизированный полипропилен, 1мкФ 250В
з) К71-4 полистирол + фольга, 1мкФ 160В
и) SCR MKP металлизированный полипропилен, 1мкФ 250В

к) Hitano MPR металлизированный полипропилен, 1мкФ 250В
л) К77-1 металлизированный поликарбонат, 1мкФ 160В
м) К78-15 металлизированный полипропилен, 1мкФ 400В
н) К78-2 металлизированный полипропилен, 0.47мкФ 250В

о) Wima MKS2/Rifa MMK металлизированный лавсан, 1мкФ 250В

п) к73-16 металлизированный лавсан, 1мкФ 63В

3) по интегральному качеству конденсаторы образуют 5 явно выраженных групп, разрыв между которыми весьма велик:
группа 1 - емкости а)...г)
группа 2 - емкости д)...и)
группа 3 - емкости к)...н)
группа 4 - емкости 0)
группа 5 - емкости п)

Обратите внимание, что в состав практически каждой группы входят разные по материалу и исполнению приборы, что говорит о существенном влиянии на звук как материалов, так и конструкции конденсатора.
С другой стороны, в высоких группах не представлены конденсаторы на основе сильно- среднеполярных диэлектриков.

Конденсаторы из группы 1, несмотря на разный материал диэлектрика и конструкцию обеспечивают отличное звучание, отличить на слух сигнал, прошедший через от непосредственно подаваемого на УМ весьма трудно, в особенности для Multicap RTX. Практически отличия в звучании с ними от оригинала заключаются в едва заметном скрадывании некоторых деталей, но для всех представителей этой группы эффект очень незначительный.
Конденсаторы из группы 2 дают несколько худший, но все равно достаточно хороший результат. Худшие из этой группы - К71-4 и SCR MKP несколько окрашивают звук, субъективно ощущается некоторая грязь в области высших частот, а звук становится более утомительным и резким. Наиболее удачны из этой группы Еpcos и К72-9.
Конденсаторы из группы 3 вносят существенные изменения в звуковой сигнал. Явно заметно "обеднение" звука, потеря множества деталей, объемности звуковой сцены, практически полностью разрушается ее эшелонирование по глубине. Хуже всего обстоят дела у К78-2 и К78-15, лучше всех в этой группе - у Hitano.
Группы 4 и 5, в особенности 5, вносят уже столь существенные изменения, что я просто даже не стал их внимательно отслушивать, поскольку уже первые секунды программы слишком явно показали непригодность этих приборов для работы в звуковых цепях. И, если Wima MKS2/Rifa MMK еще хоть как-то могут быть признаны возможными к установке в недорогую аппаратуру, то К73-16 показал полную непригодность для работы со звуковыми сигналами.

Все вышесказанное отражает исключительно мое субъективное восприятие как особенностей искажений, вносимых в сигнал исследуемыми компонентами, так и музыкальных программ, и не претендует на полноту и истину в последней инстанции, а также не является юридическим фактом, но может представлять некоторый интерес для коллег-звуковиков.

28 сентября 2006 г.

 

[Leonid.]

И помня авторское требование найти транзистор с отсечкой не меньше (в алгебраическом смысле, с учётом знака), чем -0,6V, буду проверять.

Ну теперь это наверное будет твой авторский вариант? И в нем можно будет и питание увеличить и току прибавить. Что ты вцепился в эти -0.6V? Это минимум, с которым ток меньше 1мА. А тебе лучше 2мА, а то и все 4мА.

 

[Корвет 200УМ-088С]

Ну теперь это наверное будет твой авторский вариант?

Вы мне льстите!

И в нем можно будет и питание увеличить и току прибавить.

Попробую, но сомневаюсь, что повышенное питание позволит снизить IMD (по сравнению с нынешними -70dB).

Что ты вцепился в эти -0.6V?

Проверял несколько типов с разными напряжениями отсечки. У J113 (отсечка самая дальняя в минус) и КНИ выше, и шумы огромные, даже у пары. А транзисторы с отсечкой поближе к 0v показали результаты гораздо лучше.

Это минимум, с которым ток меньше 1мА. А тебе лучше 2мА, а то и все 4мА.

Сейчас Ic(Q1a) равен 1,7mA. Это при одном КП303А. Не уверен, что требуется больший ток.

 

[Leonid.]

Проверял несколько типов с разными напряжениями отсечки. У J113 (отсечка самая дальняя в минус) и КНИ выше, и шумы огромные, даже у пары. А транзисторы с отсечкой поближе к 0v показали результаты гораздо лучше.

Ты бы особо моделям в симуляторе не доверял, и особенно что касается шума.

Сейчас Ic(Q1a) равен 1,7mA. Это при одном КП303А. Не уверен, что требуется больший ток.

Если это в симуляторе, то ты никак не мог получить такой ток. По твоей модели у него отсечка -0,9V/610 Ом=меньше чем 1,47мА, у меня в модели получилось 1мА.

 

[Корвет 200УМ-088С]

Через сам Q1 протекает ~сотня микроампер, всё остальное - через PNP транзистор Шиклая.

У меня, кстати, есть догадка, почему (если верить LTspice'у) в качестве Q1 хорошо работают транзисторы с небольшим (по абсолютной величине) напряжением отсечки:

• чем ближе UотсЗИ полевого транзистора к UпорБЭ биполярного, тем глубже получается ООС в паре Шиклая

И это, - "похожесть" пороговых напряжений, - оказывается гораздо важнее, чем величина крутизны и/или начального тока полевого транзистора.
Могу ошибаться.

Но если моя догадка верна, то транзисторы типа КП303А, КП303Б и КП307А, подобранные по Uотс, будут работать в схеме ничуть не хуже дорогущих LSK170C. У этих транзисторов и шумы невысокие, и, самое полезное, - малая входная и проходная ёмкость. Легче будет добиться хорошего согласования ГЗМ с корректором (с помощью апериодической компенсации, а не колебательным контуром).

Типа "подтверждение" моей догадки.
Меняю только напряжение отсечки, наименьший КНИ (в выбранном режиме) получается при Uотс порядка -0,9 вольта.

 

[Leonid.]

У меня, кстати, есть догадка, почему (если верить LTspice'у) в качестве Q1 хорошо работают транзисторы с небольшим (по абсолютной величине) напряжением отсечки:
чем ближе UотсЗИ полевого транзистора к UпорБЭ биполярного, тем глубже получается ООС в паре Шиклая
И это, - "похожесть" пороговых напряжений, - оказывается гораздо важнее, чем величина крутизны и/или начального тока полевого транзистора.
Могу ошибаться.

Глубина ООС зависит именно от крутизны характеристики в рабочей точке. И КП303А слабый вариант - ни тока, ни крутизны. Я не знаю почему он у тебя хорош, у меня он меряется хуже всех. На это место просится биполярный транзистор вместо полевика, со смещением по типу как у первого корректора Никитина, биполярного. Если у тебя нет коробки полевиков, то почему не подумать над таким вариантом?

 

[Корвет 200УМ-088С]

Я не знаю почему он у тебя хорош, у меня он меряется хуже всех.

Разные модели в отличающихся симуляторах?

Биполярный транзистор при большом индуктивном импедансе источника? Гарантирован высокий шум.

Схему первого корректора Никитина - не видел. Посмотрю с интересом.

.model kp303a njf vt0=-0.9 beta=1.6m lambda=0.02 rd=30 rs=35 cgs=5p cgd=4p is=100f B=1.2 kf=1.e-16 af=1.4 VtoTC=-2.5m BetaTCE=-0.5 MFG=USSR
.model kp303b njf vt0=-2.0 beta=2.0m lambda=0.02 rd=30 rs=35 cgs=5p cgd=4p is=100f B=1.2 kf=1.f af=1 VtoTC=-2.5m BetaTCE=-0.5 MFG=USSR
.MODEL KP303G NJF VTO=-2.5 BETA=0.001 LAMBDA=0.025 RD=22 RS=17 IS=1.145e-13 CGD=4p CGS=5p PB=0.5 B=1.2 KF=7e-17 AF=1.3 FC=0.5 VtoTC=-2.5m BetaTCE=-0.5 MFG=USSR
.model kp307a njf vt0=-1.5 beta=0.0023 lambda=15m rd=20 rs=15 cgs=5p cgd=1.5p pb=0.5 is=114.5f fc=0.5 kf=5e-18 af=0.5 VtoTC=-2.5m BetaTCE=-0.5 MFG=USSR
.model kp307b njf vt0=-2.2 beta=0.002 lambda=15m rd=20 rs=15 cgs=5p cgd=1.5p pb=0.5 is=114.5f fc=0.5 kf=5e-18 af=0.5 VtoTC=-2.5m BetaTCE=-0.5 MFG=USSR
.MODEL LSK170A NJF(Beta=35E-3 Betatce=-0.5 Vto=-0.35 Lambda=0.024 IS=14f N=1 Rd=4 Rs=1.1 Cgd=19p Cgs=27p Fc=0.5 M=320m Pb=0.6 Mj=.3 Kf=0.004f Af=1.0 Gdsnoi=8 XTI=0 Nlev=3 mfg=Linear_Systems)
.MODEL LSK170B NJF(Beta=30E-3 Betatce=-0.5 Vto=-0.54 Lambda=0.02 IS=15f N=1 Rd=4.9 Rs=5.1 Cgd=20p Cgs=27p Fc=0.5 M=320m Pb=0.6 Mj=.3 Kf=0.004f Af=1.0 Gdsnoi=7 XTI=0 Nlev=3 mfg=Linear_Systems)
.MODEL LSK170C NJF(Beta=34E-3 Betatce=-0.5 Vto=-0.83 Lambda=0.011 IS=27f N=1 Rd=9.9 Rs=9.6 Cgd=15p Cgs=26p Fc=0.5 M=320m Pb=0.6 Mj=.3 Kf=0.005f Af=1.0 Gdsnoi=5 XTI=0 Nlev=3 mfg=Linear_Systems)
.model J113 NJF(Beta=9.109m Betatce=-0.5 Vto=-1.382 Vtotc=-2.5m Lambda=8m Is=205.2f Xti=3 Isr=1988f Nr=2 Alpha=20.98u N=1 Rd=1 Rs=1 Cgd=6.46p Cgs=5.74p Fc=0.5 Vk=123.7 M=407m Pb=1 Kf=12300f Af=1 Mfg=Linear_Systems)

Я попробовал эти все модели.
Наилучшие параметры получаются при указании LSK170C, с КП303А его роднит малое напряжение отсечки.
Указанным в предыдущем сообщении способом (вы его не посмотрели перед ответом) я подставлял Uотс=-0,9V во все вышеупомянутые. Хорошо работало с транзисторами, имеющими небольшой начальный ток. Для остальных (кроме LSK170C), c огромной крутизной и большим начальным током, требуется подбор сопротивления R101 и R3.

 

[Корвет 200УМ-088С]

просится биполярный транзистор вместо полевика, со смещением по типу как у первого корректора Никитина, биполярного.

Речь идёт про схему в нижней части этого файла?
(нашёл в той же ветке. жаль, я за ней не следил.)

 

[fvvn]

2sk170 насколько плохи туда?

 

[Корвет 200УМ-088С]

2sk170 насколько плохи туда?

По шумам - на пол-тютельки тише, чем КП303А, по искажениям - раза в ~три~четыре хуже (0,008% против 0,002%).

.MODEL 2sk170 NJF(Beta=59.86m Rs=4.151 Rd=4.151 Betatce=-500m Lambda=1.923m Vto=-.5024 Vtotc=-2.5m Cgd=20p M=.3805 Pb=.4746 Fc=.5 Cgs=25.48p Isr=84.77p Nr=2 Is=8.477p N=1 Xti=3 Alpha=10u Vk=100 Kf=111.3E-18 Af=1)

Всё по моей "теории", - напряжение отсечки неподходящее для "шиклаизации", у этого транзистора оно маловато.

 

[Leonid.]

Разные модели в отличающихся симуляторах?

Я использовал твои модели. Симуляторы разные, но алгоритмы работы одинаковы.

Биполярный транзистор при большом индуктивном импедансе источника? Гарантирован высокий шум.

Зависит и от режимов работы, микротоковый режим для биполяров в данном случае оптимален, и совсем не факт что будет шумнее. Проверь.

Указанным в предыдущем сообщении способом (вы его не посмотрели перед ответом)

Дублируй картинки в общедоступных форматах, не все пользуются твоим симулятором. Я их не вижу.

 

[СМЕРШ]

микротоковый режим для биполяров в данном случае оптимален

А с бетой што будет, стесняюсь спросить?
Сухов давно доказал, что полевик выше СЧ лучше, однако свежие на вид грабли никого не оставляют равнодушными.

 

[Leonid.]

А с бетой што будет, стесняюсь спросить?

Зачем спрашивать, характеристики на BC550 посмотри.

Сухов давно доказал, что полевик выше СЧ лучше, однако свежие на вид грабли никого не оставляют равнодушными.

Да я не против, если найдет подходящие полевики пусть ставит.