Улучшение линейности (и не только) усилителя на LM3886

[Nick]

Финальные платы пришли, собираю. Посмотреть на них можно у меня на сайте или тут.

Ссылки по теме:
Новые платы дают около -120дБ искажений на THD 11кГц 60W (левый канал - усилитель). Интермодуляционные за гранью обнаружения IMD19+20 , IMD19+20 полный диапазон .

Черновик описания, списка деталей, и схемы, новой версии. Zero D 50 Rev D7.12.

Последняя рабочая версия схемы усилителя, питания и список используемых деталей - Zero D 50 Rev D4 (исправлена ошибка с MUTE, нумерация деталей не совпадает с предыдущими версиями). Небольшое описание усилителя.

Упрощённая версия для тех кто самостоятельно проектирует платы и не хочет возиться с большим количеством конденсаторов и резисторов. Вариант однослойных печаток под утюг от devisangela тут (упрощённая версия без стабилизаторов).

Модель (АФЧХ) в LTSpice.

Замерянные искажения у прототипа на 10кГц Rev. D4 THD 10kHz 40Vp-p (50W) 4Ohm - < 0.0004%. На графике -вверху вход, внизу выход.

Фото прототипа 1 и 2.

Печатки для прототипа использовал от ревизии С (нумерация деталей не совпадает).

Описание принципиальных отличий Rev. D от предыдущих версий тут.

Интересные осцилограммы: шунтировние электролита керамикой , и продолжение, работа стабилизатора, и продолжение, выход U1 под нагрузкой и без, то же (более правильно снято)

Метод измерения искажений звуковой картой с вычитанием гармоник (использовался вначале, когда небыло AMBER 3501 и генератора с низкими искажениями): 1, 2, 3, 4 . Обсуждение метода было тут.

История предыдущих версий. Статья Yewen-a есть тут.

[Gajdar]

Ну в Хай-Энде каждый находит свое. Это плный конец.. Ктото находит реализацию проекта по возможной потрате денег.. ктото тащится от дополнительного отопления в виде четырех 6С33С.. ктото от точеных алюминиевых корпусов с каменными нашлепками и шинами питания по 5мм чистой меди... и по 10 микросем в паралель.. в общем - каждому свое.
Нам хайенда не надо - нам бы чтобы звучало хороше. А к сожалению дажи из 6 баксовой ЛМ3886 может получиться усилитель, которому подавай хорошие межблочники и клеммы и прочее... Где даже компановка деталей в усилителе влияет на результат...
Да, кстати - рекомендую обратить внимание вот на эту фирмочку.
http://www.silversonic.com/ и кабеля и коннекторы. Пусть это не стоит 2 бакса за ведро.. но при соизмеримой цене будет очень хорошим вариантом.

[Nick]

http://www.silversonic.com/ и кабеля и коннекторы. Пусть это не стоит 2 бакса за ведро.. но при соизмеримой цене будет очень хорошим вариантом.

Пасибо, гляну.
Кстати клемы дают больше 3-ю и 5-ю гармонику, видимо нечётные, видно только до 5-й

Добавлено через 28 минут
Я понял, они стальные. Ещё прикол, если выходные провода просовуешь через дырки в стальной пластине, искажения на 10кГц выростают тоже, но немного

Добавлено через 5 минут
Это если в разные дырки, если в одну оба провода - то не меняются

Добавлено через 1 минуту
Весело вообщем

Добавлено через 7 минут
Понял одно, если что то стальное то хана. Видимо из-за гистирезеса...

Добавлено через 1 минуту
Клеммы надо медные и дырку в задней панеле вырезать 1 овальную, под оба проводника !

Добавлено через 1 минуту
Но это хорошо видно, потому что у усилителя 3-я на уровне -120дБ и у amber-a тоже не больше .

Добавлено через 34 минуты
Попробовал другие клемы, тоже не дорогие, но не магнитятся, работают отлично!

Добавлено через 36 секунд
Так что ходите на рынок с магнитом

[ИГВИН]

Ну да.только много таких дисков?

Мне повезло - они у меня есть, я считаю, почти все такие.
То есть, у меня претензий к звукорежиссерам, работающим с джазменами, очень немного.
Ничего не имею против, когда Кейт Джаррет булькатит мелодию себе под нос, а мне на записи это слышно

Когда межблочник начинает влиять на звук больше чем шунты, вот это засада...

Давно нужно делать свои. И в любом случае накапливать статистику по имеющимся, чтобы знать их характер. Без этого действительно сложно установить, что от чего поменялось и на чем следует остановится.

откуда уверенность, что эти огрехи - это огрехи записи, а не своей аппаратуры?

По моим наблюдениям, в хорошей записи звуки, составляющие и музыку, и атмосферу зала (студии), гармоничны. Т.е. естественны. При замене усилителя на худший бывает, что ясность остается на громких звуках, а гармония разрушается. Возникает что-то вроде зависимости от амплитуды частотной характеристики усиления. Можно сказать, что в системе появился шумодав с неопределенным порогом, выше которого звук резче естественного, а ниже - глух и вял. И АЧХ этого порога очень неравномерна.
Не об этом ли эффекте упоминает Nick?

может и с кабелями какая-то подобная фигня, покрайней мере местоположение их в корпусе влияет на искажения

Да что там ваш усилитель? С исчезающе малыми гармониками.
Достаточно в безоснике акустический кабель расположить близко к питающему трансу, в акустике появляется фон. Настолько налицо влияние, дальше некуда

Так что всё намного сложнее чем кажется.

В жизни всё не так, как на самом деле.
Г.Л.Олди.

Совы не то, чем они кажутся.
Из фильма Линча "Tween Peaks".

[Nick]

По моим наблюдениям, в хорошей записи звуки, составляющие и музыку, и атмосферу зала (студии), гармоничны. Т.е. естественны. При замене усилителя на худший бывает, что ясность остается на громких звуках, а гармония разрушается. Возникает что-то вроде зависимости от амплитуды частотной характеристики усиления. Можно сказать, что в системе появился шумодав с неопределенным порогом, выше которого звук резче естественного, а ниже - глух и вял. И АЧХ этого порога очень неравномерна.
Не об этом ли эффекте упоминает Nick?

Насчёт шумодава, что то подобное, но немного не так как вы описали. Как будто шумодав динамический, т.е. с каким-то временем реакции. Со стабилизатором чётко слышно как звук закончился, мгновенно становится тихо. Без стабилизатора этого так незамечаешь, как будто послезвучия какие-то мешают, но сказать что они есть нельзя.
Вообще я пока нехочу в подобные дисскусии вподать. Сначала хочу сделать всё по измерениям, а потом уже буду слушать и сравнивать. Со стабилизатором такая фигня мне сильно ненравится и я ещё намерен поискать обьективную причину.

[Gajdar]

Ну вот начинается.....

А ведь все так хороше было на форуме... начинает человек о шнурках и клеммах говорит - его сразу за паяльник и в костер святой инквизиции. Существовало единственное правильное мнение - влияния материалов, формы и конструкции межблочных кабелей и т.п. на звучание нет. А тут те раз и спектр гармоник в лиццо... вот они - 3 и пятая влияние клеммы и формы отверстия в корпусе.... этак можно докатиться до разводки серебряным проводом в тефлоновой изоляции....
Ну и что теперь делать с расстрелянными и пожжеными шнурочниками??? Реабилитировать??? Ну неееттт.... Так и запишем - влияния звучания межблочных кабелей и коннекторов по инструкции ВЦСПС не было доказано. Поэтому товарищи были расстреляны и сожены не без основания.....

Кстати, у ДХЛабс коннекторы чистая медь, ровно как и проводочки - чистое серебро... И вообще эти хаендщики ставили самое линейное интуитивно избегая сплавов и железа в цепи питания и сигнала...

[Nick]

Ну вот начинается.....

Да как говорится сам офигел . Собрал, меряю, что то не правильно как-то, много сильно гармоник. Ну тут и пошло поехало ...
Насчёт влияния на звучание не знаю, не слушал, но к примеру на 1кГц искажения всё равно оставались относительно небольшими - 0.0005%, но третья становилась больше 2-й (я мерял генератором от amber-a - 2-я из-за него). Без клем на 1кГц 3-я как и 5-я не видны.

Добавлено через 22 минуты
Задняя панель плохо что стальная, не подходит для усилителя с низкими искажениями ...

[Gajdar]

Дак в том то и дело, что все измерения различных видов искажений
утыкаются в стену.
Сколько и какие гармоники вычисляет человеческий мозг и какие уровни.

Я как понимаю, как и с кривой уровня чувствительнсоти слуха картинка чувствительности слуха к искажениям будет кривой как в различных частотных диапазонах, так и к числу самой гармоники и спетра искажений в целом. И вот тут все встает в тупик - никто таких исследование не производил. Поэтому и считается, что с приходом эры Хай-Фая и его стандарта все эти искажения в виде средневзвешенного значения нулей после запятой мало что стали говорить о звучании... Всегда приводя в пример, что ламповый усилитель с его 0.1 в основном второй гармоники и резким спадом этого хвоста не дальше 4-5 играет лучше чем транзисторный с его 0.003 но длинным хвостом гармоник до 11-20...
Т.Е. Реально никто не сможет сказать сколько прцентов и каких слышит человек. Но если посмотреть на Хай-Эндщиков, то они слышат многое, хотя и не понимаю т что там меняется и в каком процентном соотношении...

Вот и получается что оказывается можно добраться до этого предела, когда уже и измерительная техника может зафиксировать влияние проводов и клемм на сигнал.... Но вот интерпретация всех этих изменений так и остается пока черным пятном из области психоакустики....


получается, что корпус должен быть немагнитным???

[Nick]

получается, что корпус должен быть немагнитным???

Не, только панель под клемы АС.

[Audiomaniac]

Nick, а кстати, до какой по счету гармоники у тебя видно?

[Nick]

Nick, а кстати, до какой по счету гармоники у тебя видно?

10кГц до 4-й. Хотя не совсем понял вопрос, видно, или могу измерять ?

[Audiomaniac]

И еще мысль: зверски шунтируя питание, мы давим четные гармоники.. В спектре сигнала начинают доминирровать нечетные, со всеми вытекающими.. Субъективно это подтверждается.

[Nick]

И еще мысль: зверски шунтируя питание, мы давим четные гармоники.. В спектре сигнала начинают доминирровать нечетные, со всеми вытекающими.. Субъективно это подтверждается.

Если я задавлю все чётные, я вообще ничего несмогу померять, так как 3-я сейчас где-то за -120дБ...

[Audiomaniac]

Nick, я имел в виду, до какого номера гармоники присутствуют в спектре выходного сигнала?

[Nick]

Пока только проблема их все задавить, надо плату новую.

[Audiomaniac]

Nick, т.е. четные доминируют?

[Nick]

Nick, я имел в виду, до какого номера гармоники присутствуют в спектре выходного сигнала?

Я вижу только до 4-й, на 7кГц, остальные за шумами (-120дБ). На 10кГц я немогу померять дальше 4-й, но думаю их тоже небудет видно, так как 4-я очень маленькая. На 1кГц на выходе практически тоже что на входе.
Сейчас хорошо видны только чётные, 2-я и 4-я. Правда это сумма гармоник генератора amber-a, усилителя и ADC звуковой карты.
У amber-a и звуковой карты (доминирует амбер) на 10кГц - 0.0004%, на выходе усилителя 0.0006%. Но это в корпусе, несовсем хорошо получилось припаять доп. ёмкости.

Добавлено через 12 минут
Если просовуешь провода поотдельности через заднюю панель - 10кГц 0.0009%

[MadAleks]

Nick, над всем этим уже думали много людей задолго до нас, просто это все не сведено воедино, а разбросано по разным работам..
Та задача, которая обсуждается в этой ветке, вообще нетипичная: ну какой нормальный конструктор будет ставить себе задачу присобачить обвязвку на $200 к микросхеме за $5 ? ;)

Глубокоуважаемый, в этой ветке мы рассматриваем вполне типичную задачу о грамотном с большинства сторон построении усилителя, с минимумом (разумным, конечно ) оглядки на затраты.
Есть работы, где все представленные тонкости уже рассматривались. Просто не все наши соратники эту информацию смогли усвоить или найти.
Так что прав господин Никитин, насчёт инженера...

[митяич]

а такая критичность к проводам применительна только к данной схеме или с мауровской тоже?

[vd_two]

1. подход к коррекции цсилителя позволяет получить низкие искажения в симуляторе, чего невозможно было получить от усилителя классической схемы. Этот подход опробован на микросхеме с изначально средними параметрами и упрощенной конструкцией. В результате даже на макетных платах достигнут запредельный для микросхемного и вообще даже рассыпушного коэффициент искажений.

Видимо многим не понятно- как это сделано и за счет чего такие результаты. От Мауро не отличают...

У меня сейчас например, когда подключаю нагрузку через клемы искажения 10кГц подымаются до 0.0026%, когда припаиваю напрямую 0.0007% (это потому что я пытаюсь поставить всё в корпус и кондёры все не влезают)

Неудивительно, а если контактные поверхности еще и грязные- просто ужас будет... Все коннекторы мыть спиртом.

[Серый Мыш]

Чует моё сердце, что выходные фильтры и индуктивности похуже стальной стенки влиять могут. И без них нельзя - помехи от мобильников залезут в ООС. Что делать ?