Прецизионный УМЗЧ

[XRAY]

Есть желание воплотить в жизнь прецизионный УМ.
Провел серию экспериментов, измерений с УМ разных типов. На данный момент пришел к выводу, что архитектура с параллельным вч каналом , единственная которая позволяет реализовать прецизионный УМЗЧ.
Как не странно, схем построенных по этой архитектуре в сети и прочей литературе, практически нет. (Лично мне встречались только две, УМВТ -Данилова и схема в даташнике на LF411 от NSC.)

Считаю, что данная архитектура не заслуженно забыта!!!

Сконструировал усилитель по данной архитектуре (скажем так, модернизация УМВТ Данилова) пока на картонке , обычная, легко доступная элементная база. Численными показателями остался доволен.

Измерения проводились программой RMAA 6.2.3
Режим измерений 24 bit /96 khz (параметры самой карты)
Noise level, dB (A): -100,0
THD, %: 0.0039
IMD + Noise, %: 0.0011

Режим измерений 24 bit /96 khz (резистивная нагрузка УМ 4ом)

Noise level, dB (A): -90.1
THD, %: 0.0048
IMD + Noise, %: 0.0014
Расчетная скорость нарастания. ~ 200 В/мкс
Фазовая погрешность (10гц-100кгц) ~ 0.05 град.

Сейчас экспериментирую с разными типами ВК в поисках оптимального решения. По окончанию разработки схема будет выложена на растерзания критиков.

[Olegyurich]

На НЧ - какая то фигня.
На ВЧ ничего выдающегося по Ку.

[Nick]

это точно, проверил, выложил не то(запутался в файлах).

По схеме "Схема2.png" - надо добавить резистор, с выхода усилителя на 1-й вывод C5. С5 сделать сотню-тысячу Фарад, а резистор - 1к для начала.

[Sagittarius]

Хм...Пока что и десять Фарад - финансово-техническая проблема... Мож, ты немножко, на шесть порядков величины ошибся?

[Гриша]

Sagittarius Есть разговор на "Простой усилитель для наушников на ОУ с буфером" стр. 9
XRAY Извини.
Nick Извини.

[Nick]

Хм...Пока что и десять Фарад - финансово-техническая проблема... Мож, ты немножко, на шесть порядков величины ошибся?

Нет конечно, в симуляторе всё возможно .

[tomtit]

Нет конечно, в симуляторе всё возможно .

Приветствую уважаемых участников форума. третий раз уже пытаюсь сделать свой первый пост, может быть на этот раз получится ...
NIck, Вовсе не обязательно мучить симулятор гигафарадами.
Просто поставьте АС источник в разрыв между выходом уситителя и цепью ОС, сбросьте все параметры в 0, за исключением АС=1, чтобы не мешать другим видам симуляции. На вывод поставьте отношение напряжений на терминалах источника АС. Вот вам и open loop gain без размыкания ОС. Предуреждаю что это работает только для явно выраженной ОС по напряжению, а именно отношение импедансов со стороны разрыва (т.е. источника АС) обязательно должно быть >> 1. Измерение разомкнутого усиления совсем не так просто, как кажется, и во многом является неоправданной причиной недоверия к симулятору. Подробнее можно узнать из работ профессора R.D.Middlebrock.

Добавлено через 41 минуту
Точнее:
R.D.Middlebrook, "Measurement of Loop Gain in Feedback Systems," Intl. J. of Electronics, vol. 38, Apr. 1975; pp. 485-512.

[Nick]

Можно и так...

[Nick]

На НЧ - какая то фигня.
На ВЧ ничего выдающегося по Ку.

Кстати, Olegyurich, вы согласны с https://forum.vegalab.ru/showpost.ph...&postcount=119 ?

[Olegyurich]

Кстати, Olegyurich, вы согласны

Меня можно и на "ты".
Сорри, пропустил.

Т.е. смысл данного высказывания не в том, что ОС в теории перестаёт нормально действовать (чтобы это произошло уровень искажений исходного усилителя должен быть больше 99%), а о минимизации искажений исходного усилителя в таких условиях его работы, предотвращении потенциальных перегрузок входных каскадов.

Для себя я понимаю это ( слова Агеева ) - так - есть исходный усилитель с определенными искажениями, зависящими от частоты ( ИМХО, чем быстрее с ростом номера гармоники они уменьшаются, тем лучше). Для того, чтобы после охвата ООС эта зависимость стала не хуже количественно ( те же соотношения между гармониками с разными номерами ) или качественно ( с ростом номера гармоники амлитуда падает ), глубина ООС д.б. либо постоянной в полосе частот, где есть продукты искажений исходного усилителя ( как в Линксах ), либо падать с частотой медленнее, чем происходит уменьшение амплитуд гармоник ( как у Агеева). Итого в усилителе охваченном ООС на спектр гармоник влияет и искажения исходного усилителя, и зависимость глубины ООС от частоты. У обоих этих факторов есть предел улучшения, вместе с тем можно играть одним фактором, независимо от другого. Поэтому с тем, что расположение цепей коррекции на входе улучшает спектр и Кг охваченного ООС усилителя, я безусловно согласен, с той оговоркой, что улучшает он его за счет улучшения исходной линейности усилителя, в связи с тем, что уменьшается амплитуда усиливаемого сигнала со всеми вытекающими.

Могу согласиться с вашей формулировкой, что будет лучше исходная линейность, об этом то в общем и речь.

ПС. Не понимаю, кому нужны все эти ВЧ каналы и прочее ... ( в последний месяц как-то сразу несколько весьма агрессивных веток по этому поводу образовалось), когда с помощью обычной двухполюсной коррекции и усилителя Лина (Лича, Холтона, не суть важно), можно легко получить искажения -100 дБ на 100 Вт/8 Ом/20 кГц, а если чуть постараться и -120...130 дБ. Их самих измерить сложнее, чем получить.

[Nick]

Для того, чтобы после охвата ООС эта зависимость стала не хуже количественно ( те же соотношения между гармониками с разными номерами ) или качественно ( с ростом номера гармоники амлитуда падает ),

Тут вообще на мой взгляд гораздо более важен тот факт, что так как "источник искажений" первого каскада не подавляется ОС, то при появлении большого сигнала высокой частоты на входе первого каскада усилителя ( спад в нормально спроектированных усилителях обычно после 20кГц быстрый, и глубина там не очень большая) может привести к интермодуляционным искажениям (от первого каскада), которые будут в звуковой области, большого уровня и не подавляться ОС.
Т.е. подав 500 и 501кГц у некоторых усилителей появится на 1кГц проценты, а у хороших сотые-тысячные ...

Добавлено через 4 минуты

ПС. Не понимаю, кому нужны все эти ВЧ каналы и прочее ...

В этом есть некоторое удобство, по крайней мере для меня (в том виде как я сделал в ZD-50). Но это конечно же всего лишь один из множества вариантов решения.

[Olegyurich]

то при появлении большого сигнала высокой частоты на входе первого каскада усилителя

А откуда он там появится, кстати?
Но я согласен, при как минимум двухполюсной коррекции один из полюсов д.б. во входном каскаде. При этом на входе усилителя должен быть фильтр НЧ.

Т.е. подав 500 и 501кГц у некоторых усилителей появится на 1кГц проценты, а у хороших сотые-тысячные ...

Не разделяю мнение, что УМЗЧ должен иметь хорошую линейность на МГц, он при этом много теряет в звуковом дипазаоне, ИМХО.

[Nick]

А откуда он там появится, кстати?

Как откуда, из-за искажений от частот около 20кГц например.

Добавлено через 53 секунды

Не разделяю мнение, что УМЗЧ должен иметь хорошую линейность на МГц, он при этом много теряет в звуковом дипазаоне, ИМХО.

Это не правило, а скорее как пример.

[Olegyurich]

Как откуда, из-за искажений от частот около 20кГц например.

Хорошо, тогда уточним, насколько он большой и насколько высокой частоты.

Добавлено через 2 минуты

Это не правило, а скорее как пример

Ну, любое изделие - это компромисс, и чем-то приходится жертвовать - либо высокая линейность на НЧ, либо похуже линейность, но в более широком диапазоне.
Либо монстрическая конструкция.

[Nick]

Хорошо, тогда уточним, насколько он большой и насколько высокой частоты.

Кто, сигнал или искажения ? Мы же расматриваем случай, когда глубина ОС спадает так быстро, что на входе самого усилителя сигнал меньше чем искажения.
Как пример, того что я имею ввиду (для неправильно спроектированного усилителя) : при подаче сигнала 20кГц на усилитель, на входе первого каскада появится целый ряд гармоник, которые будут больше по амплитуде чем 20кГц и простираться этот спектр может довольно далеко (до сотен килогерц и даже больше).
Представим если подать 20000Гц и 20050Нz, это привидёт к присутствию например 400000Гц и 401000Гц на входе первого каскада, большей амплитуды чем полезный сигнал. Соответсвенно это приведёт к интермодуляционным искажениям в звуковой области - 1кГц и.т.д. (если нелинейность входного каскада имеет чётные степени) большей амплитуды, чем ожидается от сигналов в звуковом диапазоне.

[Olegyurich]

Мы же расматриваем случай, когда глубина ОС спадает так быстро, что на входе самого усилителя сигнал меньше чем искажения.
Как пример, того что я имею ввиду (для неправильно спроектированного усилителя) : при подаче сигнала 20кГц на усилитель, на входе первого каскада появится целый ряд гармоник, которые будут больше по амплитуде чем 20кГц и простираться этот спектр может довольно далеко (до сотен килогерц и даже больше).

Не, ну такое мясо я даже в расчет не беру. 20 кГц должно совершенно нормально обрабатываться. Ну, с некоторым запасом пусть 100 кГц даже полной амплитуды, должно нормально отрабатываться, пусть даже с небольшим ростом Кг.
Я имел ввиду уже сотни кГц. При двух полюсной коррекции спад между 20 кГц и 500 кГц составит около 60 дБ, поэтому на 20 кГц все будет шоколадно, а вот на 500 кГц уже Кг составит единицы %. При этом гармоники от сигнала 20 кГц будут вполне нормально отрабатываться, т.к. имют весьма малые амплитуды.
ПС. Кстати, я не совсем понял это:

когда глубина ОС спадает так быстро, что на входе самого усилителя сигнал меньше чем искажения.

Когда глубина ООС падает, сигнал ( разностный) как раз растет и до определенного момента искажения растут пропорционально сигналу. Или чего не так понял?

[Nick]

Когда глубина ООС падает, сигнал ( разностный) как раз растет и до определенного момента искажения растут пропорционально сигналу. Или чего не так понял?

Вот:

При этом, если глубина ООС с ростом частоты убывает быстрее, чем спадают уровни продуктов искажений (это характерно для большинства усилителей), то доля высокочастотных продуктов искажений в разностном напряжении на входе при замкнутой ООС превосходит долю полезного сигнала.

[Olegyurich]

Ну, насчет большинства я бы не стал так категорично...

[XRAY]

Наконец - то выбрал время довести эту тему до конкретного прототипа, вот что получилось. Реально рабочий прототип, схема и его афчх.
Жестких пока испытаний-измерений не проводил, всязи с недостатком времени. да и усилок пока собран на «картонке». («на память» отжал THD на 20кгц ~ 0,003% на картонке). На слух играет очень хорошо. (даже вариант на кт818-819) , сравнивали с усилком Audison за 25000р, как сказали знатоки авто-звука как минимум ничем не хуже. (глубокая оос+ высокая скорость нарастания творит чудеса.)
Вот что получилось ...

[harry`sson]

эмм... а фаза такая и должна быть кривая в звуковом диапазоне частот?
или у меня параноя

------

мой усилитель по схеме УМВТ 84 (тока в основном на импорте и с другим вых касакдом) уже точно года два работает
https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=9868

сравнить не с чем, делать что то ещё, не было времени, а счас уже нет и денег.
а так, звук как звук, работает и ладно. С моим нынешним источником и колами один фиг думаю разницу не услышу.

[XRAY]

эмм... а фаза такая и должна быть кривая в звуковом диапазоне частот?
или у меня параноя

первый рисунок афчх с разомкнутым контуром оос, основной вклад афчх в звуковом диапазоне частот задает ОУ.

- смотрите афчх рис 2.

Добавлено через 13 минут

мой усилитель по схеме УМВТ 84 (тока в основном на импорте и с другим вых касакдом) уже точно года два работает

усилитель который, предлагаю "на голову" лучше умвт Данилова.

Данилов немного слукавил в своей книге, в его схеме невозможно добиться к.у. (без осс) в 100дб на частоте 20кГц.(на что в свое время обратил внимание Walter).
поэтому, я не удивлюсь, что звучание умвт84 ничем не лучше обычного умзч по Лину.