Усилитель просто с высокими параметрами

[krulfa]

Собственно, сабж. В модели показывал THD около 0.0002% на 20К, 50Вт и 8 Ом.

Выход без реле, поэтому стоит отсекатель на полевых транзисторах. Левее - схема автоматического регулирования тока покоя с кучей транзисторов. Ну а еще левее - собственно усилитель. Коэффициент усиления - 37 дБ, предназначается, чтобы подключать к источнику просто через регулятор громкости. Так и сделано на шасси усилителя Одиссей-010. Глубина ООС на 20 кГц ~73 дБ расчетная.

Избыточность схемотехники есть, задача ставилась, чтобы просто заработало с первоначальной идеей и в той печатной плате, которая была когда-то заказана.

Еще есть стабилизатор напряжения +-37В с плавным включением, стаблизатор на +-60В и схема управления, но к усилителю это не сильно относится.

При прослушивании были успешно переиграны Cambridge Audio Azur 840 и семиканальный Arcam, по внешнему виду, кажется, P777, может быть, предыдущая модель. Источником был небезызвестный CD-плеер Arcam с Ring DAC, колонки Monitor Audio Gold.

Сейчас интересно послушать и сравнить с чем-нибудь еще.

Хронология создания:
Начало в 2005 году - первое моделирование, выбор элементной базы.
Январь 2006 - первый макет. Простой ВК, простой дифкаскад на ПТ. Расчетный КНИ 0.02% на 20 кГц. Макет звучал хорошо и объемно, что сохранилось и впоследствии. Принято решение добавлять усилитель тока на Т3 Т6.
Лето 2006 - готова модель с усилителем тока.
Зима-весна 2007 - начались эксперименты с моделью ВК в классе Super A. Цепь L1 L2 R44 R38 приобрела свои очертания. THD 0.0033%.
Июнь 2007 - совмещенный каскад SuperA и АВ моделирует THD 0.0006%
Август 2007 - появилась схема автоматического регулирования тока покоя. Схема приобрела рабочие очертания.
Лето 2007 - разводка и изготовление основной ПП.
Зима 2008 - сборка одного канала.
Весна 2008 - началась отладка, проверка моделей. Схема управления током покоя переделана с транзисторов на TL431. При нормальной работоспособности на малом сигнале остался один мощный возбуд на большом сигнале, причина которого неясна.
Апрель 2008 - смоделирована зависимость КНИ от тока покоя и эмиттерных резисторов. Найден минимум, который показал несостоятельность совмещения Super A и АВ. Переделано на AB, THD 0.0002%
Октябрь 2008 - найдена причина возбудов ВК. Добавлен двухступенчатый ограничитель D9 D10 D8 D12 LED3 LED4. ВСЕ! ПАШЕТ!!!
Ноябрь 2008 - усилитель собран в корпус и начал эксплуатироваться.
Декабрь 2008 - первое прослушивание (сравнение с Arcam и СА).
Начало 2009 - первые измерения THD (0.002% - 0.007%). Попытка уточнить модели и найти расходжения.
Лето-осень 2009 - усложненная перспективная модель показала 0.00002% на 20 кГц.
Ноябрь 2009 - устранение синфазных подвозбудов, улучшение тепловой стабильности тока покоя, правка входного каскада.
Декабрь 2009 - переделка входных цепей.
Январь 2010 - второе прослушивание.
Февраль 2010 - замена БП.
Март 2010 - попытка улучшить КНИ путем замены каскада УН на биполярный Шиклай и включения плавающего каскода во входном каскаде.
Май 2010 - третье прослушивание прослушивание показало проблемы с объемом звучания. Вернулся к первоначальной схеме входного каскада без плавающего каскода, заменил УН на составной источник тока. Убраны все "железяки" из путей прохождения сигнала на выходные клеммы. Результат - звук супероткрытый, эмоциональное впечатление перестало зависеть от уровня громкости.
Июнь 2010 года. Измерил КНИ, график и некоторые спектры приложены: правый канал 3 кГц под нагрузкой 50 Вт (0.00071%) и без нагрузки (0.00046%), правый канал IMD 14+15 кГц (0.00022%) и левый канал на 50 гЦ, чтобы посмотреть очаровательную гребенку помех от БП (0.0032% из-за этого).
P.S. Спектры не показывают реальный КНИ; так как использовалась измерительная приставка, их нужно читать: уровни гармоник и шумовую полку уменьшать на 24 дБ, т.к. уровень основной гармоники около -16 дБ
19.06 Вернул обратно следящий каскод входного ДК, но по другой схеме - звучит лучше.
17.07 Усилитель получил имя - Mont Blanc (или Монблан по-русски) по имени высочайшей горы Европы, находящейся в Альпах.
24.10.10 Уменьшил индуктивность выходного дросселя, добавил цепь Цобеля, изменил включение снабберной цепочки в ВК. Прослушивание выявило значительное влияние на звук процессов внутри БП, поэтому дальнейшие работа по доводке данного экземпляра усилителя прекращаются.


Жертвы:
Два стабилитрона на 6.8В, один на 15В и одна TL431 (два КЗ щупом по питанию и неправильный монтаж). Один 2705 и 315 (сгорели при КЗ щупом в схеме управления током покоя). Резистор на 1 Ом (погиб при испытании схемы защиты). Два транзистора в стабе 37В (КЗ крышкой уся на корпус при надевании). Транзистор управления реле сигнала (КЗ на выходе). Два BS250 в разное время в одном месте (причина неясна, возможно КЗ щупом). LED4 (перегрелся после выхода BS250). Резистор на 3 Ом (погиб при просмотре формы тока нового транса). Последнее КЗ соплей припоя унесло T14, а вместе с ним - и весь стаб на -60В, что меня удивило, так как последний был защищен самовосстанавливающимся предохранителем.

Федор Круль.

[Aquarius]

http://www.essex.ac.uk/csee/research...blications.htm, в частности Ваш дифкаскад навеял что-то из j4.

Ссылка не рабочая: Error 404: page not found

Очевидно, имелось в виду это : http://www.essex.ac.uk/csee/research...lications.html

[A.R.]

Ссылка не рабочая: Error 404: page not found

Очевидно имелось в виду это : http://www.essex.ac.uk/csee/research...lications.html

Да, спасибо, недокопипастил второпях

[krulfa]

А много в мире людей, которые могут но слух отличить Ваш усилитель от Cambridge Audio Azur 840 (если последний неврет безбожно)?

Примерно столько же, сколько смогут отличить звучание хорошего транзисторного усилителя от хорошего лампового.

Особенности пролсушивания были следующие. Сначала слушали Arcam, чтобы погреть уши. Разумеется, без тембров, на "линии". Arcam мне сначала не понравлся, так как в "верхах" было чересчур много "металла", или детализации, как любит говорить хозяин аппарата. Arcam был не только мощник, но и процессор с вертушкой. Прислушались, привыкли.

Потом поставили Azur 840. Послушали минут 10-15 и сняли. Сняли потому, что бас был плохой, какой-то ущербный, зажатый. Хотя верх прозвучал мягче, местами тонко и более естественно, но победителя, пожалуй, не выявил.

Потом пришла очередь моего аппарата. Ставил я его, надо сказать, несколько трясущимися руками - думаю, щас включу, выключу быстренько и уеду домой. В самом деле, у Arcam два транса по 1800 Вт, у Azurа - 800 Вт, а тут какая-то самоделка с трансом ватт на 300 и советскими конденсаторами на 15000 мкФ 1989 года выпуска (блок питания не переделывался).

Однако, выключать аппарат почему-то не захотелось. Что-то отличалось в звуке, и это было неплохо. Во-первых, бас не проиграл - звучание было почти идентично. Во-вторых, обнаружилась яркость, выразительность середины и естественность звучания, которой у Arcama было меньше. В конце пришли к тому, что стали перекидывать колонки "на ходу", выровняв громкость. И после 8-10 переключений туда-сюда все согласились, что дальше будем слушать данный усилитель - у Arcam было "что-то не то".

Кроме яркости середины, которая наверняка свазана с присутствием четных гармоник, и смягченными, спокойными "верхами", наибольший эффект на меня производил "эффект тишины". На затухании, когда снимается аккорд контрабаса или рояля, создается ощущение, что тишина опускается сверху, а в ушах как будто появляются "затычки". У двух других аппаратов тишина оказывалась чем-то заполнена, какой-то грязью. Слух ее отмечал и тратил усилия на то, чтобы проанализировать. Может быть, связано с тем, что искажения с уменьшением амплитуды сигнала уменьшались намного быстрее, чем у конкурентов.

Azur 840 я потом разбирал, смотрел. Конструкция на твердую "пятерку", двойное моно после преда с раздельными "землями" и источниками питания, операционники 5532, релейные регуляторы громкости и баланса. Запатетованная схема выходного каскада с пятью (!) мощными транзисторами по 200 Вт (3 npn и 2 pnp) - четыре включены по обычной квазикомплементарной схеме, пятый работает как эмиттерный повторитель для расширения области класса А.

Но и тут нашелся большой kosyak, который полностью объяснил проблему с басом - разделительные электролиты типа 10х25 или 47х25, по крайней мере, в двух местах - на входах и перед мощником.

Azur играет точно, но как то с натугой, с трением, что ли. В другой обстановке я бы сказал - играет "упруго", но потом при прослушивании дома это проявилось, как неестественность звучания.

Добавлено через 4 минуты

а как там разъёмы выходные на стальной пластине сочетаются со сверхнизкими искажениями, нормально?

А что, это правда можно услышать? Учту.

Добавлено через 1 минуту

[U]Очевидно, имелось в виду это : http://www.essex.ac.uk/csee/research...lications.html

Спасибо, почитаю.

[Sagittarius]

Представляется:
1. Для уменьшения численности ПТ на входе и Свх дифкаскада, а также для линеаризации характеристик входных ПТ зашиклаить их с тем, чтобы основной ток дифкаскада обеспечивали БТ.
2. Скорр на выходе УН отсутствует. Или неправильно нарисована точка подключения С19.
2.1 RC-цепь меж базами Т3, Т6, необходимая для уменьшения Ку дифкаскада на ВЧ (двухполюсная коррекция) - тоже отсутствует.
2.2 Отсутствует С в цепи ООС, обеспечивающий пересечение АЧХ цепи ООС и АЧХ УМЗЧ без ООС под наклоном 20 дБ/декада.
Вообще, коррекция - слабое место усилителя.
3. Резисторы в эмттерах Т3, Т6 всё же не помешают.

[krulfa]

Представляется:
1. Для уменьшения численности ПТ на входе и Свх дифкаскада, а также для линеаризации характеристик входных ПТ зашиклаить их с тем, чтобы основной ток дифкаскада обеспечивали БТ.
2. Скорр на выходе УН отсутствует. Или неправильно нарисована точка подключения С19.
2.1 RC-цепь меж базами Т3, Т6, необходимая для уменьшения Ку дифкаскада на ВЧ (двухполюсная коррекция) - тоже отсутствует.
2.2 Отсутствует С в цепи ООС, обеспечивающий пересечение АЧХ цепи ООС и АЧХ УМЗЧ без ООС под наклоном 20 дБ/декада.
Вообще, коррекция - слабое место усилителя.
3. Резисторы в эмттерах Т3, Т6 всё же не помешают.

1. Поясните, что такое "зашиклаить", тогда пойму, что вы имели ввиду.
Полевые транзисторы на входе сдвоены во-первых, для увеличения крутизны с целью применить более широкую номенклатуру приборов, во-вторых, для уменьшения шума, в третьих, чтобы получить больший суммарный ток и относительно спокойно поставить MOS-полевик в позицию Q2Q12 - а то кто его знает, как эти транзисторы работают на малых токах. Считаю, что с покупкой BS250 повезло - нет выраженных шумов затвора.
Транзисторы 117 с буквой Y встали от невозможности купить в тот момент что-то c большим начальным током стока. А так ток планировался не 3.5, а 5-8 мА в каждом плече.
2. C19 нарисован правильно, я специально постарался эту цепочку убрать подальше от стоков Q8Q10, чтобы не валить усиление.
2.1 и 2.2 - вообще AЧХ рисовалась на компьютере, а не рассчитывалась на бумаге. Поэтому коррекция может остаться навсегда самым слабым местом усилителя.
АЧХ задается харарактеристиками Q13Q16, С19R136, R51R128 (!), С19 на 33 пФ, L1L2R38R44 и в меньшей степени - C25R62C26R63. "Короткая" петля ООС (через С19 на 33 пФ) замыкается между 3 и 7 МГц с фазовым сдвигом от 110 до 135 гр. Поэтому на АЧХ есть горб в конце, который убирается С5 в целом для усилителя. Полоса усиления в целом около 1МГц. Больше вытянуть не получилось, хотя сложилось мнение, что если выкинуть все полевики и заменить их биполярами, то можно расширить полосу вверх как минимум в 2 раза. Какой только при этом звук получится, неясно.
Хотя нужно отметить, что при неоднократном уточнении моделей транзисторов усилитель удавалось привести к нужному виду АЧХ подбором номиналов элементов без изменения топологии схемы, так что надежда остается.
3. Так и быть, попробую, посмотрю, что получится. Можно этим попытаться расширить область устойчивости местной петли ООС на Q2Q12Q4Q8. А вообще симулятор высказался решительно за увеличение тока транзисторов T3 T6 - искажения снижаются почти прямо пропорционально.

[Prophetmaster]

Djemshut,

а как там разъёмы выходные на стальной пластине сочетаются со сверхнизкими искажениями, нормально?

Поясните про стальную пластину - Вы имеете в виду крепление разъемов или белый плоский проводник от выходной катушки к разъему? Он из луженой меди, наверное.

[Walter]

Вы имеете в виду крепление разъемов

Оно. С магнитным материалом образуется такой себе межканальный трансформатор с сердечником.

[Prophetmaster]

Walter,

Оно. С магнитным материалом образуется такой себе межканальный трансформатор с сердечником.

Никогда не думал об этом - действительно, получается 1 виток в каждом канале при подключенных АС, но этот виток содержит активное сопротивление провода к АС, активное и реактивное сопротивление НЧ динамика и индуктивность этого витка, судя по всему, совсем невелика получается. Хотя, какое-то влияние на звук оказать может, наверное, но заметное на слух или теоретическое, оценить трудно. В моем старом оконечнике разъемы закреплены на задней панели из нержавейки, но измерялся он одинаково, что до корпуса, что в корпусе.
krulfa,

Поясните, что такое "зашиклаить", тогда пойму, что вы имели ввиду.

Схемотехника Шиклаи. Посмотрите его книги по схемотехнике в сети.

наибольший эффект на меня производил "эффект тишины". На затухании, когда снимается аккорд контрабаса или рояля, создается ощущение, что тишина опускается сверху, а в ушах как будто появляются "затычки". У двух других аппаратов тишина оказывалась чем-то заполнена, какой-то грязью. Слух ее отмечал и тратил усилия на то, чтобы проанализировать. Может быть, связано с тем, что искажения с уменьшением амплитуды сигнала уменьшались намного быстрее, чем у конкурентов.

Не факт, что это правильно - не может быть, что у Вас транзисторы в каком-то каскаде напрочь закрываются на совсем малом сигнале? Может "тишина", которая заполнена "какой-то грязью" на самом деле присутствует на записи? Так, как Вы описываете, по идее не должно быть (я про "затычки в ушах").

[Nick]

Хотя, какое-то влияние на звук оказать может, наверное, но заметное на слух или теоретическое, оценить трудно.

Даёт вполне измеряемое изменение КНИ на ВЧ. Зависит конечно от материала/толщины/тока. Я в своём усилителе, когда использовал стальную заднюю стенку, намерял около 0.0005% на 10кГц (а без стенки ~0.0001%). Гармоники в основном нечётные, по вполне понятным причинам. Кстати сами клемы тоже бывают из магнитного материала, что может приводить к ещё большим искажениям...

Добавлено через 5 минут

Кроме яркости середины, которая наверняка свазана с присутствием четных гармоник, и смягченными, спокойными "верхами", наибольший эффект на меня производил "эффект тишины". На затухании, когда снимается аккорд контрабаса или рояля, создается ощущение, что тишина опускается сверху, а в ушах как будто появляются "затычки".

Про эффект тишины я тоже когда-то писал, в частности в ветке про "улучшение линейности (и не только) LM3886". Что удивительно одним он нравится, другим нет - говорят типа послезвучия пропадают. Как по мне так просто всё как бы чётче становится. Хотя я думаю, что восприятие этого эффекта сильно зависит от остального тракта и особенно комнаты (как она заглушена), и как следствие на какой мощности производится прослушивание.

[Sagittarius]

1. Поясните, что такое "зашиклаить", тогда пойму, что вы имели ввиду.
Полевые транзисторы на входе сдвоены во-первых, для увеличения крутизны с целью применить более широкую номенклатуру приборов, во-вторых, для уменьшения шума, в третьих, чтобы получить больший суммарный ток и относительно спокойно поставить MOS-полевик в позицию Q2Q12 - а то кто его знает, как эти транзисторы работают на малых токах.
2. C19 нарисован правильно, я специально постарался эту цепочку убрать подальше от стоков Q8Q10, чтобы не валить усиление.

1. Собрать гибридное включение ПТ-БТ по схеме Шиклаи для каждого ПТ дифкаскада. Это должно привести к перечисленным тобой последствиям без повышения входной ёмкости ДК.
2. Напротив, работа ПТ или БТ на ёмкость сопровождается минимум горбом на АЧХ в области ВЧ, максимум - возбудом. Достижимое усиление в усях без коррекции на опережение определяется fт выходников при конкретных токах - покоя и рабочем, и никак иначе, чем расширением их полосы, его не увеличишь.

Добавлено через 3 минуты

Не факт, что это правильно - не может быть, что у Вас транзисторы в каком-то каскаде напрочь закрываются на совсем малом сигнале?

Не. Не может быть. Просто ПТ дифкаскада мало шумят.

[Prophetmaster]

Sagittarius,

Не. Не может быть. Просто ПТ дифкаскада мало шумят.

Собственные шумы входного каскада тут ни при чем, я думаю. Шумы фонограммы с CD намного превышают собственные шумы УМ, особенно, если это старая аналоговая запись. Автор темы не написал, что конкретно из музыкальных произведений использовалось при тестировании - если Pink Floyd "Dark Side Of The Moon", например, то "затычек в ушах" быть не должно ни на одном усилителе, а если что-нибудь из современного, да еще в США отпечатанного, то все может быть

Добавлено через 6 минут
Nick,

Даёт вполне измеряемое изменение КНИ на ВЧ. Зависит конечно от материала/толщины/тока. Я в своём усилителе, когда использовал стальную заднюю стенку, намерял около 0.0005% на 10кГц (а без стенки ~0.0001%). Гармоники в основном нечётные, по вполне понятным причинам. Кстати сами клемы тоже бывают из магнитного материала, что может приводить к ещё большим искажениям...

Различие, даже в 5 раз, в области десятитысячных долей - это не критично (хотя и не приятно), особенно, если учитывать, что Кг в большинстве УМ на 10 кГц ближе к сотым долям процента.
А клеммы при покупке надо как следует проверять, а то могут попасться стальные, покрытые каким-то неизвестным желтым налетом с неустановленными проводящими свойствами

Добавлено через 1 минуту
krulfa,

Особенности прослушивания были следующие...

Какой был музыкальный материал при прослушивании?

[Nick]

Различие, даже в 5 раз, в области десятитысячных долей - это не критично

Это оно как повезёт. Я за свой случай рассказал, у кого нибудь может быть и 10 и 20 раз больше, зависит от того, что за стенка.

[krulfa]

Какой был музыкальный материал при прослушивании?

Слушали:
Lars Danielsson & Leszek Mozdzer - Padsodoble
Patricia Barber - Mythologies
Hiromi - Spiral
The Glenn Miller Orchestra - "In the Digital Mood"
Еще было немного George Michael, Андрей Мисин. А также трек JEANNE LEE MAL WALDRON - OUVERTURE DE L*ESPRIT с тестового диска, который приписывается Triangle.

[Arena]

Даёт вполне измеряемое изменение КНИ на ВЧ. Зависит конечно от материала/толщины/тока. Я в своём усилителе, когда использовал стальную заднюю стенку, намерял около 0.0005% на 10кГц (а без стенки ~0.0001%). Гармоники в основном нечётные, по вполне понятным причинам. Кстати сами клемы тоже бывают из магнитного материала, что может приводить к ещё большим искажениям...

Различие, даже в 5 раз, в области десятитысячных долей - это не критично (хотя и не приятно), особенно, если учитывать, что Кг в большинстве УМ на 10 кГц ближе к сотым долям процента.
А клеммы при покупке надо как следует проверять, а то могут попасться стальные, покрытые каким-то неизвестным желтым налетом с неустановленными проводящими свойствами

Offтопик:
Вот что еще забыли обсудить перед полированием проводов, так это крутость позолоченного силумина по сравнению с посеребрянной медью. Я имею ввиду выходные клеммы. Сам специально купил хромированные со стальными язычками и стальными гайками - буду экспериментировать. но сдается мне, что на слух, если не присматриваться, различий не будет.

[Prophetmaster]

krulfa,

Lars Danielsson & Leszek Mozdzer - Padsodoble
Patricia Barber - Mythologies
Hiromi - Spiral
The Glenn Miller Orchestra - "In the Digital Mood"
Еще было немного George Michael, Андрей Мисин. А также трек JEANNE LEE MAL WALDRON - OUVERTURE DE L*ESPRIT с тестового диска, который приписывается Triangle.

Записи не старые, но в основном джазового направления, где всегда присутствуют живые инструменты - по идее, полной тишины при затухании колебаний быть не должно. Я могу ошибаться, естествено, слушать надо такие вещи, ведь по описанию не представить достоверно.
Arena,

Offтопик:

крутость позолоченного силумина по сравнению с посеребрянной медью. Я имею ввиду выходные клеммы.

Сейчас использую только медные с золотым покрытием - что тут обсуждать? Но лучше уж хромированная сталь, чем покрытый бериллиевой бронзой силумин.

[Костя Мусатов]

Золото растворяется в меди, поэтому под золото наносится другой металл, в том числе никель. А никель магнитится. Отсюда распространенное мнение о железных клеммах. Практически все клеммы делаются из латуни и только Очень редкие и дорогие из меди.
Если стальной корпус приводит к увеличению уровня искажений, то надо смотреть с корректностью заземления и корректностью расположения элементов, возможно надо делать отдельный внутренний стальной бокс для БП и трансформатора.

[shkal]

Сам специально купил хромированные со стальными язычками и стальными гайками

Сопротивление контакта у хромированного разъема на порядок выше, чему у такого-же позолоченного. Это легко можно увидеть в даташитах на совецкие круглые военные разъёмы (были версии с разным покрытием контактов)

[Sagittarius]

А нет поставить компенсатор (всего и вся) сопротивления кабелей АС, и более не париться? Ведь штука работает изумительно и должна быть установлена на всех мало-мальски качественных усях.

[ВАЛЕРИЙЙ]

Разница в звучании между двумя разными усилителями очень большая на слух, если остальные компоненты тракта достаточно высокого качества.

И фонограмма тоже.Я тоже различаю усилители на слух, но до такой степени - не верю. И нас таких мало,1% может наберется...

[Nick]

Если стальной корпус приводит к увеличению уровня искажений, то надо смотреть с корректностью заземления и корректностью расположения элементов,

Заземление тут не причём, проблема в магнитных св-вах самой стали. Это легко проверить продев выходные провода в стальную панель, не являющуюся частью корпуса (в отдельные 2 отверстия) - искажения на ВЧ заметно повышаются.

Добавлено через 47 секунд

Практически все клеммы делаются из латуни и только Очень редкие и дорогие из меди.

У например меня есть стальные, позолоченные.