Новый Lynx P45

[YUPOL]

Выложена новая статья от Lynx.
Поздравляем Дмитрия с новой конструкцией!

http://www.lynxaudio.net/полупроводн...ные-усилители/

[krulfa]

Хорошая конструкция, однако в целом у меня отношение настороженное. Я не вижу, что в конструкции ставилась задача получения минимальных искажений. Скорее, это пред аудиофильский, для того, чтобы хорошо и красиво звучать, при этом привнося что-то от себя. В пользу такой версии говорит следующее:

Я пробовал ради эксперимента при макетировании устройства ставить несколько типов VMOS, в частности, 2SK214, IRFD110, 2N6661, BS107 и RFL4N15, короче, то, что было под рукой. Субъективное звучание устройства с транзисторами этих типов было хуже

То есть, по искажения в схеме нет запаса, иначе замена полевиков практически не ощущалась бы. Заявленные -116 дб на 1 кГц должны придти на -96 дБ на 10 кГц, исходя из свойств ОУ, а это слышно.

Повторитель на полевиках по звучанию хорош, но какой будет результат на практике, зависит от нагрузки. Роль сыграет и абсолютная величина выходного напряжения, и сопротивление нагрузки. Для этого буфера первое поменьше, второе побольше, и его звучание будет пропорционально указанному. Данный пред я бы грузил обычным УМЗЧ, с входным напряжением не более 2В и входным сопротивлением от 10 кОм. Для раскачки монстров класса "Power Follower" этот пред не оптимален.

Применение 744 в нестандартном включении интересно, но вряд ли оправдано - примененный буфер даст столь малую нагрузку на выходной каскад ОУ, что и искажений там возникнуть не должно. В крайнем случае, можно этот встроенный выхлоп и в класс А перевести. Дмитрий, вы действительно измерили, что в таком варианте искажений меньше, чем при подключении к штатному выходу?

Шумы выглядят несколько великоваты, хотя и характерны для данного ОУ. На спектре, где виден только один пик второй гармоники на 2500 Гц, я бы ожидал, что "полка" шума будет пониже, а так все гармоники под нею спрятались, хотя они обязательно есть. Где-то приходилось видеть спектры с уровнем полки -140 дБ.

Непонятен смысл одноплатной конструкции, когда применены раздельные реле. Напрашивается чистое "двойное моно" из двух идентичных плат, несколько разнесенных друг от друга.

Большой респект автору за хорошую проработку и цифровую часть.

С уважением.

[Lynx]

пред аудиофильский, для того, чтобы хорошо и красиво звучать, при этом привнося что-то от себя.

Это лишь умозрительное заключение, не соответствующее действительности. На самом же деле же пред звучит очень нейтрально, услышать его вклад крайне сложно, что подтверждают уже многочисленные прослушивания данных устройств.

То есть, по искажениям в схеме нет запаса, иначе замена полевиков практически не ощущалась бы.

В данном случае это лишь теоретическое предположение, регулярно опровергаемое на практике. Простейший пример - сильное различие в звучании разных типов ОУ, хотя объективно измеренные уровни искажений, в том числе и распределение по спектральным составляющим у них практически одинаковы, а если и различаются, то в пределах долей 1...3дБ при их уровне -110 и ниже.

Заявленные -116 дб на 1 кГц должны придти на -96 дБ на 10 кГц, исходя из свойств ОУ, а это слышно.

Утверждение ошибочно. Даже если предположить маловероятный случай, что все искажения ОУ представлены ТОЛЬКО 2 гармоникой, то это будет уровень -96дБ частоты 20кГц на фоне основного тона 10кГц в 0дБ. О какой слышимости может идти речь?
Кстати, сама величина -96дБ несколько не соответствует действительности, поскольку усиление на 10кГц меньше усиления на 1кГц не на 20, а на 14дБ (из-за высокой частоты 1 полюса некорректированного AD744)

Повторитель на полевиках по звучанию хорош, но какой будет результат на практике, зависит от нагрузки. Роль сыграет и абсолютная величина выходного напряжения, и сопротивление нагрузки.

В общем случае все эти параметры влияют и на повторители на любых других элементах. Более того, при использовании повторителя на БТ и его работе от высокоомного выхода каскада УН, влияние импеданса нагрузки значительно больше из-за конечной величины коэффициента передачи тока транзисторов. Для снижения подобного влияния на 100....200кОм выходного сопротивления УН необходимо применять 3 (в крайнем случае 2) каскадные повторители, то есть по сути, строить относительно сложную схему. Применение HMOS транзисторов позволяет просто и изящно обойти и проблемы термостабилизации, которые придется решать в многокаскадной схеме, и бессмысленное усложнение схемы.
К величине напряжения сигнала чувствительны абсолютно все повторители и каскады УН ОУ, поэтому его нужно ограничивать в любом случае. Практически у всех ОУ начинается быстрый рост искажений при амплитудах более 3...4В на выходе.

Данный пред я бы грузил обычным УМЗЧ, с входным напряжением не более 2В и входным сопротивлением от 10 кОм.

Ни субъективное восприятие, ни уровень искажений (по крайней мере по возможностям измерений) не зависят от нагрузки большей 1,8 кОм при напряжениии +/-3.3В на выходе.

Для раскачки монстров класса "Power Follower" этот пред не оптимален.

Я даже не знаю, что это такое

примененный буфер даст столь малую нагрузку на выходной каскад ОУ, что и искажений там возникнуть не должно.
В крайнем случае, можно этот встроенный выхлоп и в класс А перевести. Дмитрий, вы действительно измерили, что в таком варианте искажений меньше,
чем при подключении к штатному выходу?

Я измерял искажения в обоих вариантах (на плате предусмотрена возможность включения буфера как к выходу УН, так и к штатному выходу) и в последнем случае уровень искажений получается на 1...3дБ выше, причем это зависит и от экземпляра ОУ. Перевод собственного выходного каскада AD744 в режим класса, к сожалению, дает лишь ухудшение ситуации - при токе покоя 2мА, заданным внешним резистором через верхний транзистор ВК уровень искажений по сравнению с работой от выхода УН немного возрастает. Видимо, транзисторы ВК AD744 обладают очень сильной зависимостью беты как от тока коллектора, так и от напряжения коллектор - эмиттер.
На самом деле на это свойство AD744 ряд инженеров впервые обратили внимание еще в начале 90-х годов, в частности широко известна схема композита AD744 + AD811.

Шумы выглядят несколько великоваты, хотя и характерны для данного ОУ. На спектре, где виден только один пик второй гармоники на 2500 Гц, я бы ожидал, что "полка" шума будет пониже, а так все гармоники под нею спрятались, хотя они обязательно есть. Где-то приходилось видеть спектры с уровнем полки -140 дБ.

В данном случае на спектрограмме шумовая полка определена шумом генератора Г3-118, как и основная часть спектральной составляющей искажений. На выходе генератора картинка практически такая же, только уровень 2 гармоники ниже на 1дБ. Собственная шумовая полка каскада существенно ниже.

Непонятен смысл одноплатной конструкции, когда применены раздельные реле. Напрашивается чистое "двойное моно" из двух идентичных плат, несколько разнесенных друг от друга.

Коллега, где Вы прочитали, что конструкция одноплатная? Это лишь Ваша догадка и она неверна. Аттенюаторы выполнены поканальными на четырехслойных платах, сами платы расположены одна над другой, чтобы обеспечить равенство расстояний от их сигнальных цепей до силовых трансформаторов и цепей переменного тока.

Большой респект автору за хорошую проработку и цифровую часть.

Спасибо.

[AS79]

Дмитрий, примите поздравления по новой конструкции.

В данном случае на спектрограмме шумовая полка определена шумом генератора Г3-118, как и основная часть спектральной составляющей искажений.

Offтопик:
Подскажите по Г3-118, как добились искажений -115 db?
Регулировками смог только так, по паспорту 0,002%.

[Lynx]

В генераторе заменены ВСЕ отечественные ОУ, транзисторы и электролитические конденсаторы на импортные, емкость конденсаторов фильтра питания доведена до 15000мкФ на каждое из питаний, заменен чудовищно фонящий трансформатор на нормальное изделие с пониженной индукцией.

[EDDiE]

В генераторе заменены ВСЕ отечественные ОУ, транзисторы и электролитические конденсаторы на импортные, емкость конденсаторов фильтра питания доведена до 15000мкФ на каждое из питаний, заменен чудовищно фонящий трансформатор на нормальное изделие с пониженной индукцией.

Дмитрий, для имеющих оный генератор можно перечислить наименования импортных ОУ, транзисторов?

[krulfa]

Коллега, где Вы прочитали, что конструкция одноплатная? Это лишь Ваша догадка и она неверна. Аттенюаторы выполнены поканальными на четырехслойных платах, сами платы расположены одна над другой, чтобы обеспечить равенство расстояний от их сигнальных цепей до силовых трансформаторов и цепей переменного тока.

Дмитрий, прошу прощения, на фото не разглядел, что там две платы одна над другой.

Спасибо за ответы, есть еще два вопроса: почему скорость нарастания аппарата в целом указана в 25 В/мкс, тогда как у AD744 заявлено 75 В/мкс, и почему для измерений использовался генератор Г3-118, а, например, не референсный ЦАП?

Федор

[Lynx]

почему скорость нарастания аппарата в целом указана в 25 В/мкс, тогда как у AD744 заявлено 75 В/мкс.

Уважаемый коллега, скорость нарастания в данном случае ограничена не только свойствами собственно ОУ, но и условиями а) построения всей схемы с учетом всех частотнозависимых цепей, б) измерения данного параметра для определенных и удобных условий. В частности, при малых ослаблениях аттенюатора, спад результирующей АЧХ начинается с частот около 120кГц, что дает соответствующее ограничение скорости нарастания при заданной амплитуде выходного напряжения. В "лабораторных условиях" сам буферный каскад обеспечивает скорость нараствния около 80...85 В/мкс.

и почему для измерений использовался генератор Г3-118, а, например, не референсный ЦАП?

Ответ на это вопрос банален и нисколько не оригинален - по причине отсутствия такового на тот момент, когда проводились измерения

---------- Добавлено в 21:50 ---------- Предыдущее сообщение в 21:47 ----------

Дмитрий, для имеющих оный генератор можно перечислить наименования импортных ОУ, транзисторов?

Эдуард, думаешь я по прошествии 7 лет помню
ОУ - какие-то быстрые BB, они просто были в ТО99 у нас в "Мега-Электронике", транзисторы - вроде Тошибы, хотя могу ошибаться, слишком много времени прошло.

[Djemshut]

И еще момент - габариты такого каскада достаточно велики, и это нужно принимать во внимание при проектировании ЦАП, уделив внимание топологии платы в плане помехозащищенности. Клубки проводов и ежеподобные поделки могут свести на нет все положительные свойства такого каскада.

С учётом рекомендаций порисовал сегодня.
На ёжика вроде не сильно смахивает. Ужал, как мог. Не очень мне нравится как заведен проводник ООС... Кстати, на болте у 902-х земля должна быть ? Если земля -хорошо, посажу их на общий алюминиевый брус. Что весьма неприятно расстроило- корпуса у транзисторов магнитятся .

[Lynx]

Корпус 2П902 изолирован от всех выводов.

[krulfa]

Однако выходная мощность предварительных усилителей растет. Правильно ли я понимаю, что чем меньше сопротивление входного делителя, или первого резистора "посаженного" на землю ( в усилителе мощности), тем меньше искажения и влияние кабелей?

Я такого эффекта непосредственно не замечал. Однако, можно предположить, что, если собственное входное сопрпотивление усилителя имеет значительную нелинейную составляющую, то шунтирование его малым линейным сопротивлением повышает линейность результирующего входного параметра, при условии, что выходной каскад предварительного усилителя способен работать на низкое сопротивление нагрузки.

Мне представляется, что от шунтирования резистором ничего не изменится. Нелинейная составляющая, если она где-то появилась, математически приведется ко входу всего тракта в одинаковой величине, независимо от того, есть или нет шунтирующие ее резисторы. Другое дело, что пред, способный работать на низкоомную нагрузку с низкими искажениями, приведет эту нелинейность к своему входу в меньшей величине, чем "слабый" пред.

Низкоомный делитель скорее на АЧХ и ФЧХ повлияет в лучшую сторону.

[Lynx]

Мне представляется, что от шунтирования резистором ничего не изменится. Нелинейная составляющая, если она где-то появилась, математически приведется ко входу всего тракта в одинаковой величине, независимо от того, есть или нет шунтирующие ее резисторы...

Это не совсем так. Во-первых, приводить её надо к выходному сигналу. Представьте простейший пример: есть делитель, верхний резистор которого постоянный, для определенности пусть 2кОм, а нижний зависит от величины напряжения на нем изменяется в пределах от 1кОм (при U < 0В) до 2 кОм (при U > 0В) - то есть простейшая двухзонная аппроксимация. Вид функциональной зависимости нам неважен, главное сам факт и пределы этого изменения.
Итак, подаем на вход делителя синусоидальный сигнал от +1 до -1В. В результате получаем на выходе делителя сигнал с положительной амплитудой 0.5В и отрицательной 0.33В. Нормируем усилением в 2 раза - итого 1В и 0.67В.
Теперь шунтируем наш нелинейный резистор линейным сопротивлением 100 Ом. В этом случае при положительном значении сигнала сопротивление нижнего плеча делителя составит 95.2 Ома, а при отрицательном - 90.9 Ома. Положительная амплитуда напряжения на выходе делителя составит 0,0454В, а отрицательная - 0.0435В. Нормируем усилением в 22 раза и получаем: 1 В и 0.956 В. То есть четные составляющие спектрального разложения нормированного сигнала на выходе во втором случае будут меньше в несколько раз.

[krulfa]

То есть четные составляющие спектрального разложения нормированного сигнала на выходе во втором случае будут меньше в несколько раз.

Согласен. В общем случае нужно оговорить, как соотносится сопротивление шунта и сопротивление источника сигнала: если сопротивление шунта меньше или сопоставимо с сопротивлением источника, то подключение шунта приведет к снижению эффективного сопротивления источника, поэтому искажения уменьшаются. Если сопротивление шунта много больше выходного сопротивления источника сигнала, то его подключение почти не повлияет.

[AS79]

В генераторе заменены ВСЕ отечественные ОУ, транзисторы и электролитические конденсаторы на импортные

Это понятно, только вопрос с КП103Д в цепи стабилизации амплитуды, чем его заменить?

[Lynx]

Я ставил вроде 2SJ103. На 100% не уверен, давно это было.

[AS79]

Я ставил вроде 2SJ103. На 100% не уверен, давно это было.

Да, 103 подошел.

Offтопик:
В выходном усилителе заменил 544УД2 на OPA604 (что было под рукой)

]

Offтопик:
2 гармоника это задающий 3,4,5 это OPA или зв.карта

[alex74]

Смотря о какой задержке идёт речь.

О задержке переключения реле RY12-WK в аттенюаторе.
Вроде бы из данных Datasheet на данные реле 20 мС должно быть достаточно.

Кстати, 2П902А вполне пока доставаемы http://www.platan.ru/cgi-bin/qwery_i.pl?code=2%EF902

[Lynx]

Опять же не очень понимаю - о какой конкретно задержке идет речь?
Если Вы имеете ввиду задержку отключения одного реле после включения следующего, то для исключения неприятных щелчков при регулировании она должна быть взята не менее, чем разность между наибольшим возможным временем срабатывания и наименьшим возможным временем отпускания. Плюс запас 2...5мс для гарантированного make-before-break.

[Djemshut]

Lynx, будет ли устойчивым описываемый буферный каскад при единичном коэффициенте передачи? И как лучше скорректировать- по выводам 5-8 или достаточно емкости, шунтирующей резистор оос? Резистор оос хочу взять 1-2 ком, шунтирующая емкость-порядка 470- 1000 пф.
Спасибо.

[alex74]

Если Вы имеете ввиду задержку отключения одного реле после включения следующего

Да, именно её.

[Lynx]

Lynx, будет ли устойчивым описываемый буферный каскад при единичном коэффициенте передачи?

Только при условии активной нагрузки. даже при небольшой емкостной составляющей нужно вводить коррекцию штатными средствами AD744.
В общем же случае, неинвертирующий каскад на ОУ с единичным усилением - это наиболее тяжелый режим для самого ОУ из-за большой синфазной составляющей. Обратите внимание на то, что входные искажения при сопрпотивлении источника сигнала даже 5...10кОм в данном режиме могут быть недопустимо велики уже на частотах более 3...5кГц. С точки зрения линейности существенно лучше поделить входной сигнал в 2...4 раза и затем во столько же раз усилить. При этом входные искажения устраняются практически полностью, ОУ не требует коррекции и реализует свои скоростные свойства лучшим образом. Субъективно такая конфигурация тоже явно выигрывает у повторителя.