Схемотехника усилителей 2021

[Хуан Пабло]

В том то и дело, что идея ОООС решит проблему искажений в итоге оказалась идеей фикс. О том что на звуковых сигналах она работает только при выполнении определенных условий (а именно, требуется быстродействующая ОС с задержкой в петле не более 100 нс) кто только не высказывался. И Кирилл Хаммер, и Хафлер, и Чарлес Хансен, и Роулэнд (считает что типовые тесты не учитывают искажения во временной области), и Нельсон Пасс, и Малиновский (автор DarTzeel), и Lamm (Шушурин), и кто только не высказывался.

О как оказывается. Идея фикс. Вся аппаратура работает на идее фикс, но на звуковых сигналах не получается что-то
И снова этот перечень любителей попиариться в аудиомурзилках. Маловато собрали, продолжайте интенсивнее. нужно больше подтянуть авторитетных имен (ну или псевдоавторитетных, как в вашем случае).

Не удивительно что наигравшись с глубокоОСниками многие японские фирмы начали выпускать усилители без ОООС. Но методы тестирования остались прежними не позволяющими выявить слабые места.

Когда начали? А когда закончили? А что выпускают сейчас?
Открою тайну - они наигрались с безОООСниками и снова выпускают ОООСные аппараты. Наверное выгнали альтернативно одаренных из штата и приняли нормальных инженеров. А выпускают тот безОООСный хлам только особо упертые, рынок сбыта которых весьма ограничен и состоит из невменяемых аудиофилов, которые читают те самые мурзилки и верят маркетинговым интервью, которые для этой цели и пишутся.

Interview with Charles Hansen of Ayre Acoustics (2015)

Вот и поясните нам чем этот Чарльз Хэнсен и его фирма осчастливила мир. Какой из его усилителей мы можем взять как пример и оценить по достоинству?

 

[vitamir]

Петр-51
лично я не очень разбираюсь в симуляторах электронных схем, но если у вас есть опыт и время, попробуйте проверить работу этого усилителя звука, это сверхбыстрый усилитель, в котором используется очень уникальный входной каскад, который взят из последних поколений сверхбыстрых операционных усилителей, вместо входных пар Jfet LSK489/LSJ689 вы также можете попробовать использовать пары 2SK170BL/2SJ74BL или некоторые аналогичные пары J fet, уровень выходной мощности, который необходимо установить. ближе к классу эксплуатации А.
Приветствие !

Не хочу вас розчаровувати, але швидкісність цього підсилювача визначається можливостями каскаду на B647\D667 і конденсаторами корекції за Міллером. Нічого "надшвидкого" при такому схемотипі не передбачається.

 

[Banat]

Не хочу вас розчаровувати, але швидкісність цього підсилювача визначається можливостями каскаду на B647\D667 і конденсаторами корекції за Міллером. Нічого "надшвидкого" при такому схемотипі не передбачається.

Kонденсаторы Сnx для нейтрализации нарисованы только по возможности, скорее всего они не нужны.

 

[Alex Ground]

Не хочу вас розчаровувати, але швидкісність цього підсилювача визначається можливостями каскаду на B647\D667 і конденсаторами корекції за Міллером. Нічого "надшвидкого" при такому схемотипі не передбачається.

Схема на листке представляет по сути ТОС структуру, но между входом обратной связи и выходом усилителя добавлен буфер на полевых транзисторах для увеличения сопротивления резисторов в делителе ООС. Если выкинуть правую по схеме пару полевиков и снизить сопротивление делителя ООС будет классический ТОСник

P.s. ТОС имеет высокие скорости нарастания, 100..200+ В/мкС.
P.s.2 скорость определяется не столько входной ёмкостью КУН, а способностью входного каскада к их быстрому заряду

 

[Техподдержка]

P.s. ТОС имеет высокие скорости нарастания, 100..200+ В/мкС.
P.s.2 скорость определяется не столько входной ёмкостью КУН, а способностью входного каскада к их быстрому заряду

Склеротичку по ТОС делал для себя, давно это было.
ТОСник G= 10 дБ стоял во втором каскаде двухкаскадного УМЗЧ с вложением ООС. ИТУН тос это мост с раскачкой по силовой диагонали ( вертикальной).
Жуткая вещь получилась, особенно когда продукты спектра из двух ОООС суммируются.

 

[Хуан Пабло]

Для звука наиболее важно отсутствие деформации начального участка в моменты поворотов сигнала. Наиболее характерные участки начало и конец сигналов напоминающих бурст, переходы с одной частоты на другую, переходы с одной амплитуды на другую

В жизни сигнал непрерывен, в отличие от симулятора. И разрывы функции не провоцируют всплесков в выходном сигнале. Другое дело, когда намеренно подается сигнал с быстрой скоростью нарастания. Но это не штатный режим работы.
Куда там у вас сигнал поворачивает? Вы хоть раз пробовали смотреть реальный звуковой сигнал цифровым осциллографом на записи? Я вот пробовал...Задал максимально плотный и тяжелый трек, записал и посмотрел, приблизив разверткой до размерности как для пары периодов 20кГц. И нихрена там быстрого и импульсного не увидел от слова вообще. Гладко и совершенно не тревожно. Весьма советую впечатлительным до аудиофильских баек особям.
К чему это я ? Да к тому, что нечему там перегружать входной каскад, если идиот разработчик не выбросил входной фильтр и не подал туда намеренной меандр. Ну или не пришел Петров и на стал совать туда бурсты.

С ними связана и атака сигнала играющая важную роль в естественности звучания.

Вы знаете что такое атака? Точно? Что это не нарастание первого периода, да?

И вот здесь важны все задержки вносимые элементами тракта: входной ФНЧ, сам усилитель с его задержкой прохождения сигнала, задержка в выходной индуктивности, даже задержка в акустическом кабеле (отсюда и шнурковщина, предпочтительны кабели с минимальной погонной индуктивностью).

А как быть с задержками в линейных цепях регулятора тембра? Там они вам не мешают? А в микшерных пультах звукозаписи? Или это другое, мы снова ничего не понимаем?

Многие могут возразить, подумаешь, все равно искажения ничтожно малы и мало кто (кроме золотоухих) в состоянии уловить разницу. Так дело же в принципе, что и как влияет на параметры, в каком направлении двигаться дальше. Не понимая от чего зависит качество звука можно до бесконечности увеличивать петлевое усиление и ловить количество нулей после запятой в Кг.

Ну, вы-то наверняка уже знаете от чего зависит качество звука, да? Проводили двойные слепы тесты, собирали статистику, чтобы опровергнуть результаты классического подхода? И наверняка макеты были какие-то для оценки влияния?

 

[vitamir]

Схема на листке представляет по сути ТОС структуру, но между входом обратной связи и выходом усилителя добавлен буфер на полевых транзисторах для увеличения сопротивления резисторов в делителе ООС. Если выкинуть правую по схеме пару полевиков и снизить сопротивление делителя ООС будет классический ТОСник

Аби бабусі додати до певного місця пару яєць, вона могла би бути трохи схожою на дідуся.
Справа в тому, що "схема на листку"(С) така, як її намалювали. І я, наприклад, бачу там пару симетрично увімкнених дифкаскади. І беру собі в товариші John Curl, Bob Cordell i Pavel Macura. Вони називають таку схему floats the complementary differential pairs. Ця схема не має низькоомного інвертуючого входу, тому, я не поділяю вашого оптимізЬму.
Посмотреть вложение cfa.webp

 

[Динозавр]

пару симетрично увімкнених дифкаскади.

последовательных - Ruch (с общей связью).

 

[vitamir]

Два перехресно увімкнених дифкаскади за схемою Rush? Сміливо.

 

[Banat]

Дифференциальной пары нигде нет, это все равно очень быстрый усилитель CFA, но с характеристиками импеданса VFA обоих входов,
такое решение предлагается в некоторых новейших сверхбыстрых операционных усилителях, которые больше не имеют проблемы дрейфа выходного сигнала, как в стандартных операционных усилителях CFA.

 

[vitamir]

Дифференциальной пары нигде нет, это все равно очень быстрый усилитель CFA, но с характеристиками импеданса VFA обоих входов,
такое решение предлагается в некоторых новейших сверхбыстрых операционных усилителях, которые больше не имеют проблемы дрейфа выходного сигнала, как в стандартных операционных усилителях CFA.

Якщо Ви уважніше придивитесь до схем тих операційних підсилювачів, в них є одна суттєва відмінність від намальованого на папірці.
І на папірці жодним чином не підсилювач зі зворотнім зв'язком за струмом сигналу.
Але, якщо Вам подобається, можете вважати Вашу схему CFA, якщо Вам так зручніше.

 

[Banat]

...плавающие дифференциальные пары Jfet. (floating diff. Jfet pairs)...

 

[vitamir]

Наведений Вами варіант не єдиний з можливих.
За посиланням три майже схожі схеми. Одна з них таки CFА. Придивіться уважніше, чим вони відрізняються.

 

[Petr-51]

Не хочу вас розчаровувати, але швидкісність цього підсилювача визначається можливостями каскаду на B647\D667 і конденсаторами корекції за Міллером. Нічого "надшвидкого" при такому схемотипі не передбачається.

Vitamir, не хочу вас разочаровывать, но исходная схема не нуждается в коррекции Миллером, так как коррекцией служат входные емкости латералов.
А вообще не туда смотришь, начинать надо с режимов по току. Вот выходные характеристики JFET. Умножьте их ток на резисторы 2,7 кОм, что получим? Дальше объяснять надо?
последний вариант ДК предложенный banat позволяет подбором резистора выставить оптимальный ток. Теоретически можно довести до работоспособного состояния схему в целом, но получить петлевое 30 дБ (необходимый минимум для ОСников) с такими номиналами резисторов что на схеме будет проблематично

 

[Banat]

Предварительную схему усилителя, обеспечивающую стабильное выходное смещение постоянного тока, осталось лишь протестировать с различными входными сигналами,вполне вероятно что потребуются некоторые незначительные исправления в схеме.

 

[Petr-51]

Вы знаете что такое атака?

именно в начале атаки имеет место наибольшее приращение амплитуды сигнала (наибольшее "вращение" сигнала которого нет в синусоиде постоянного уровня). Вот и получается что на малых сигналах наибольшие искажения (а что в микродинамике страшно подумать). Смерш, мотай на ус!

"Звукорежиссер" : 2001 : №3 Тембр, часть 2.
У ударных инструментов очень короткая стационарная часть, время атаки 0,5…3 мс и время спада 0,2…1 с.
из вопросов Алдошиной:

9. Почему звуковая аппаратура, например ЦАП, усилители, имеющие одинаковые и низкие значения КНИ, IMD, AЧХ, ФЧХ, и пр., звучит по-разному? Имеет ли смысл измерять все эти параметры, если они практически никак не связаны с субъективным качеством звука? Может, надо вводить какие другие параметры, проводить измерения на динамическом сигнале или измерять устройства в более широком спектре излучений, вплоть до гигагерц?

Ответ: Это правильная постановка вопроса. Можно сказать так, что все известные параметры являются необходимыми для хорошего звучания, но недостаточными, поскольку пока неизвестно, какие еще параметры важны для обработки звуковых сигналов мозгом. Работы по этим направлениям интенсивно ведутся, каждый год приносит новую информацию и параметры.

 

[NEULO]

Почему , товарищ Петров , нет веры вашим замерам? Потому что вы манипулируете "линией задержки" в моделях как вашей душеньке угодно. Системы я не обнаружил. К тому же "задежки" усилителей непостоянны и зависят от частоты, а ваша "идеальная линия задержки" этого - не учитывает. Поэтому таким замерам- невелика цена. А сам усилок БС-1 вообще пример так себе. Вы сначала коррекцию ему приведите в нормальный вид, хотя бы.

Зелёным- стоковая коррекция, белым- без коррекции. Корделл в этой схеме показал мастерство по сливу усиления в унитаз не хуже вашего.

 

[Petr-51]

даже "гитарный" усилитель более чем 50-летней давности и тот ведет себя гораздо лучше на атаке сигнала.
В продуктах искажений в основном 2-я гармоника, которая до 5% не слышна, воспринимается как "родная" для звука

 

[Banat]

Я товарищ Банат хочу вам ещё разик большое спасибо сказать за схему "Чёрной дьяблы" сказать, потенциал у неё оказался весьма и весьма нехилый.
Но с этой схемкой облом выходит- она не очень быстрая , любимые Петровым задержки в ней- велики, это из за входных емкостей "Эксиконов" на выходе. Может биполярную ступень предвыхода добавить?

Товарищ, любая модификация этого усилителя положительно способствующая достижению максимальной производительности всегда приветствуется!
ps, такие усилители как Black Devil (Singleton) уже давно стали моими фаворитами для повседневного использования в режиме 24/7.

Друг, спасибо за ответ!
, для изготовления такого усилителя у меня осталось небольшое количество оригинальных и неиспользованных пар Hitachi K 135/J50 от давнего ремонта усилителя Hitachi, также у меня есть небольшое количество K1058/J162 пары, и пары B647/D667, то что мне обязательно нужно приобрести это пары Jfet LSK/LSJ.

 

[Техподдержка]

Осторожно.

 

[NEULO]

я применяю линию задержки равную задержке прохождения сигнала на частоте тестирования. Причем требования к точности ее измерения очень высоки (другой раз приходится ловить доли нс).
Что касается усилителя ВС-1, то я его набрал по оригинальной схеме, параметры модели совпадают с параметрами в железе приведенные автором. Использую как наглядный пример, не более того.

Если бы вы изучили ЛТС то можно было бы взять готовую модель на моём форуме, но вам всегда надо трудностей поискать. Сочувствую.
Что касаемо линий. Да , это прекрасно. Но спектр бурста широк, и таки время задержки у усилка всё равно- разное. Если вы мерите Кг одной частотой- то может быть, но вы мерите немножко бурсты.

Это картинка спектра снятого Жуковским с вашего бурста, у меня есть точно такая же, только график зелёный. А вот тут уже из за линии задержки ваш метод вносит ошибки.
Попросту- из за разной задержки усилком у вас и входной сигнал уже ошибку начинает содержать. В общем как то не очень.

 

[Petr-51]

з

Друг, спасибо за ответ!
, для изготовления такого усилителя у меня осталось небольшое количество оригинальных и неиспользованных пар Hitachi K 135/J50 от давнего ремонта усилителя Hitachi, также у меня есть небольшое количество K1058/J162 пары, и пары B647/D667, то что мне обязательно нужно приобрести это пары Jfet LSK/LSJ.

заменил модели JFET c ВАХ ближе к реальным. Заменил модели транзисторов УНа. Если вас устраивают эти параметры, то конечно же делайте опытный образец. tPD не превышает 100 нс!

 

[NEULO]

А теперь перейдём к усилку Баната. Что то у вас товарищ Петров какая то задержка здоровенная получилась? Аж 100нс. А я говорил- всё упрётся в затворные ёмкости "эксиконов", или как их там?

Немного доработал схемку. Задержки стали такими:

Это без вх фильтра, с ним - около 120нс.
ИМД стали такими:

А размах клипа достиг 20 вольт в обе стороны, вот что животворящий предвыход делает, и не пришлось второй этаж питания громоздить как вам.
а это меандр, разумеется с фильтром, ведь без него снимать нельзя?)

 

[Petr-51]

по просьбе Хуана Пабло в очередной раз выкладываю спектр первого периода генератора, желающие могут посчитать количество нулей после запятой. Если бы усилитель не вносил отсебятину, а точно усиливал сигнал, то и выходной сигнал усилителя был бы с таким же спектром. Даже с множителем пико (12 нулей) для % мы не видим гармоник!

 

[NEULO]

по просьбе Хуана Пабло в очередной раз выкладываю спектр первого периода генератора, желающие могут посчитать количество нулей после запятой

И в чём же у нас тут ложь то заключается?

А чёто картиночки то отличаются и неслабо. Странно как то... Да?

 

[Техподдержка]

спектр первого периода

Спектр периодического сигнала можно рассчитать через ряд Фурье,
спектр одиночного сигнала через интеграл Фурье.
Для "нуйло-жуковских", если не понятно, вам к Фурье, он после обеда
обычно бывает добрым.

 

[vitamir]

А теперь перейдём к усилку Баната. Что то у вас товарищ Петров какая то задержка здоровенная получилась? Аж 100нс. А я говорил- всё упрётся в затворные ёмкости "эксиконов", или как их там?
Посмотреть вложение 89008
Немного доработал схемку.

Можна навантажити кожен диф дзеркалом, розв'язати ємітерними повторювачами і закаскодити.
Але кількість транзисторів подвоїться, схемотехнічні мінімалісти завиють.

 

[Хуан Пабло]

по просьбе Хуана Пабло в очередной раз выкладываю спектр первого периода генератора, желающие могут посчитать количество нулей после запятой. Если бы усилитель не вносил отсебятину, а точно усиливал сигнал, то и выходной сигнал усилителя был бы с таким же спектром.

Если бы не было модулирующей функции и окно не было сдвинуто относительно периода выходной функции. Читать вы не умеете или туго доходит - мне без разницы. Кто захочет понять - той поймет.

Спектр периодического сигнала можно рассчитать через ряд Фурье,
спектр одиночного сигнала через интеграл Фурье.

Вот и рассчитай, а мы посмотрим. Можешь в своем Multisim даже. Заодно Петрова научишь как это сделать в симуляторе, чтобы не совал непериодические функции в окно анализа БПФ. Да и я с удовольствием посмотрю где там интегралы закопаны. А то языком молоть ты горазд, а на деле под павлиньим хвостом обычная куриная *опа.

Собственно, так всегда бывает - ты людям мешок вопросов и выкладок, а они морды кирпичом, типа не видели, и продолжают фигню пороть. Но вы продолжайте в том же стиле, чтобы всем было виден ваш уровень понимания.

 

[Petr-51]

Если бы не было модулирующей функции и окно не было сдвинуто относительно периода выходной функции. Читать вы не умеете или туго доходит - мне без разницы. Кто захочет понять - той поймет.

чтобы не совал непериодические функции в окно анализа БПФ.

Сколько раз повторять (похоже туго доходит): Микрокап делает из любого периода сигнала периодический сигнал и только потом его подвергает БПФ. Поэтому по барабану какой период ему подсунуть для просчета.
Задача же аудио усилителя точно усиливать сигнал не внося отсебятины, т.е. не умножая его на "некую функцию". Напомню еще раз высказывание Хаммера, из-за неизбежной задержки прохождения сигнала это невозможно. Но если мы хотим чтобы это было не слышно для слуховой системы человека tPD должно быть всего несколько нс. По Хафлеру (и в соответствии с формулами И.Достала) допустимая задержка может достигать 8 нс. Исследовав множество схем я пришел к выводу что ряд усилителей может прекрасно вести себя и с tPD<=100 нс. В качестве примера тот же усилитель Корделла 1984 года (tPD = 100 nS), Mimesis 9.2 (tPD < 100 nS), усилитель Лозицкого (время tPD нетрудно посчитать из SR), Ampzilla (tPD = 50 nS и никакой индуктивности на выходе) и этот перечень можно продолжать и продолжать...

 

[NEULO]

Спектр музыкального сигнала тут глядел. И где тут бурусы? Или может сигналы с задержками 8нс? а 8нс это сколько в частоте?
Подозреваю что мерзавцы производители ЦАПов и записатели музыки- Петрова не читали, и забыли егонные бурусы добавить. Нехорошо получилось да..