Оценка взаимодействия усилителя с БП ушами

[anli]

только подавал на 1, а 4 Гц, исходя из того, что применительно к магнитофонам, ухо максимально чувствительно к детонации на этой частоте

О, мне это в голову не пришло. Я использовал 1Hz, так как по положению диффузора вуфера просто видно, в какой рабочей точке усилитель.

Offтопик:
gross, ну хоть кто-то меня услышал

На самом деле, тему можно развивать и дальше. Например, чтобы оценить частотные свойства взаимодействия усилителя с БП, можно заменить твиттер на сопротивление и подать приличный по уровню сигнал, скажем, 25KHz. Но я так не делал.

[gross]

Я использовал 1Hz, так как по положению диффузора вуфера просто видно, в какой рабочей точке усилитель

Еще я просто "смещал" усь по постоянке батарейкой по входу (для этого усь должен быть истинным УПТ, без интегратора слежения за нулем).

Offтопик:

ну хоть кто-то меня услышал

Я тоже рад, что нашелся человек, который разделяет мои мысли.
У меня было то же самое - когда в свое время на другом форуме рассказал про такое испытание усилителя, то тоже понимания не нашел. Самое печальное - что в оппозиции были многие общеизвестные "гуру" по усилителям.

[anli]

Offтопик:

который разделяет

Да я их уже давно разделяю-разделяю, никак не разделю.. Просто тебе не попадалось

[gross]

Offтопик:

Просто тебе не попадалось

Вероятно. Дело в том, что по твоей фразе:

ну хоть кто-то

я считал, что тебе тоже не попадалось. Извини, если неправильно понял.

На счет же сабжа - в принципе это те же ИМ искажения, только нижняя частота сдвинута вниз, в область инфраНЧ и легко может быть отфильтрована естественными способностями слуха и, скажем условно так, физической природой звукоизлучения, что дает другие возможности для исследований. На мысль так исследовать меня натолкнула одна из статей в "Радио" с очень давнее время.

[anli]

Offтопик:

я считал, что тебе тоже не попадалось. Извини, если неправильно понял.

Не-не, не извинияйся - не за что! Я всего лишь имел в виду, что мы, видимо, в разных ветках тусовались и в этом плане не пересеклись

А можешь подробней рассказать, чего в этом плане получилось "наслушать"? Я имею в виду какую-то (очевидно, субъективную) корреляцию с общим впечатлением от усилителя/тракта? Усь по питанию был зеркальный?

[gross]

Особо подробно не расскажу, так как дело было очень давно. Лет 20, назад. Тот усь был незеркальный и с интегратором. Постоянку по входу он не держал, только инфраНЧ. С постоянкой идея потом уже возникла. Даже вспоминаю, как тестил - на выход через кондер подключал относительно высокочувствительную ШП головку. При подаче синуса 4 Гц слышалась вся сетевая грязь (100 Гц + гармоники и помехи), модулированная 4-мя Гц, хотя и не очень громко. Уже точно не вспомню, но кажется и небольшая ЧМ прослушивалась.

[krulfa]

После того, как я на своем аппарате прослушал, как деградирует звук при снижении сопротивления нагрузки, о чем говорилось здесь, я решил прослушать, как меняется звук при изменении нагрузки БП. Поскольку конструкция данного аппарата далека от идеала, ожидал, что и проблемы будут выявлены быстрее и нагляднее.
В качестве нагрузки я использовал две гирлянды из четырех 21-Вт автомобильных лампочек по 12 Вольт, включенных последовательно.

Сначала я слушал, подключая лампочки ко вторичным обмоткам трансформатора, т .е. к переменному напряжению 33В. Разница была микроскопическая, приходилось менять треки, уши замыливались очень быстро. Крайне небольшое преимущество показал вариант без лампочек за субъективно более громкий звук и чуть более рельефную и глубокую сцену.

Затем я слушал, подключая лампочки после диодного моста, т.е. к основному выпрямителю +- 45В / 15000 мкФ. Против ожиданий, с подключенными лампочками звук ... значительно улучшился! Разница в звуке мне оказалась знакомой - именно в этих моментах лучше моего усилителя звучал аппарат от Prophetmaster.

Как наиболее яркое впечатление, изменялось в лучшую сторону звучание вокала на некоторых хорошо знакомых треках. В обычном варианте, без лампочек, вокал слушался как "нанизанный на одну нитку" с аккомпанементом, поэтому вокал то маскировался аккомпанементом, то снова отделялся и выходил на первый план. А в варианте с лампочками вокал полностью отделился от аккомпанемента, вышел вперед на первый план и стал слышен отдельным "слоем". Эффект маскировки пропал, и всю вокальную партию стало слышно более отчетливо, в том числе мелкие детали. Эмоциональность восприятия безусловно улучшилась.

На других треках я отметил зашумленность атак любых инструментов и партий. Чем именно атаки зашумлены, отделить от звука и услышать отдельно было невозможно. Догадаться о том, что какие-то шумы есть, можно, лишь послушав вариант, где такого зашумления нет. Раньше я всегда списывал это на недостатки цифровой фонограммы, тем более, что всегда есть CD, звучащие получше и похуже. В дальнейшем ухо уже натренировалось и быстро сообщало, что в варианте без лампочек "что-то не то".

Тем не менее, и вариант с лампочками обнаружил недостаток - уменьшилась глубина "тишины" и субъективный динамический диапазон.

Я связываю это с изменением угла отсечки диодного моста под изменяющейся нагрузкой. На холостом ходу ток потребления маленький, диоды открываются в наиболее пологой части верхушки синусоиды, поэтому при небольшом увеличении нагрузки угол отсечки меняется быстро и относительно сильно. Когда выпрямитель нагружен лампочками, время, в течение которого открыты диоды, возрастает, точки отсечки уходят на более крутые части синусоиды 50 Гц, поэтому относительные изменения угла становятся меньше, а спектр помехи стабилизируется и перестает отслеживать огибающую мощности воспроизводимого сигнала.

Здесь, ИМХО, и кроется ответ на вопрос, почему самодельные усилители класса А с невысокими характеристиками иногда звучат лучше аналогичных по уровню конструктивного исполнения усилителей класса AB, у которых искажения во много раз меньше. В классе А, у которого ток потребления постоянен, не изменяется и угол отсечки диодов выпрямителя, поэтому нет никаких коррелированных с сигналом помех!

Теперь об уровнях. Думаю, не нужно говорить о том, что помехи и фон наводок от сети в отсутствие сигнала полностью маскируются внешними шумами в комнате. Фон слышно, если поднести ухо к динамику на 10см или ближе. Также никакого фона не слышно при прослушивании музыки - тишина в паузах глубокая и осязаемая. Поэтому низкий уровень фона не должен вводить в заблуждение. Если, например, посмотреть спектрограмму, как внизу, рассчитать уровень фона и решить, что его из-за малого уровня не будет слышно, что он маскируется шумом или нелинейными искажениями, это окажется неправильным. Спектрограмма на стационарном сигнале не расскажет, как меняется эта шумовая полка и гребенка от фона в зависимости от сигнала. А она, оказывается, меняется вслед за сигналом и сильно с ним коррелирована, особенно ВЧ часть.

P.S. На спектрограмме усиливается сигнал 50 Гц, шумовая полка взвешена (увеличена) относительно шкалы на 26 дБ)

[anli]

Я связываю это с изменением угла отсечки диодного моста под изменяющейся нагрузкой. На холостом ходу ток потребления маленький, диоды открываются в наиболее пологой части верхушки синусоиды, поэтому при небольшом увеличении нагрузки угол отсечки меняется быстро и относительно сильно. Когда выпрямитель нагружен лампочками, время, в течение которого открыты диоды, возрастает, точки отсечки уходят на более крутые части синусоиды 50 Гц, поэтому относительные изменения угла становятся меньше, а спектр помехи стабилизируется и перестает отслеживать огибающую мощности воспроизводимого сигнала.

Увеличение заряда больше происходит за счёт амплитуды импульса, нежели его ширины. На рисунке - ток через диод моста. Семейство - для токовой нагрузки от 0.2A до 2A с шагом 0.45A.

у которых искажения во много раз меньше.

Предлагаю конкретно говорить, о какого рода искажениях речь. Их очень много разных.

Здесь, ИМХО, и кроется ответ на вопрос, почему самодельные усилители класса А с невысокими характеристиками иногда звучат лучше аналогичных по уровню конструктивного исполнения усилителей класса AB, у которых искажения во много раз меньше. В классе А, у которого ток потребления постоянен, не изменяется и угол отсечки диодов выпрямителя, поэтому нет никаких коррелированных с сигналом помех!

Случай постоянства тока потребления для усилителя в классе A - это частный и далеко не самый распространённый вариант использования класса A (хотя у меня такой и был ).

Также я точно и определённо не думаю, что существует какая-то "отгадка чего-то". Думаю, если выпячивать в объяснении какого-то феномена один момент, мы попадём в методологический тупик. Классы AB, A с постоянным током потребления и A с переменным током потребления отличатются ещё кучей разных штук. "Играет" (или "не играет") не одна идея, а более или менее точно выбранный набор компромиссов в стремлении удовлетворить куче разных идей.

[anli]

что помехи и фон наводок от сети

Давайте всё-таки определимся. Фон - это одно, обычно 50Hz. Сеть - совсем другое. Наш же контекст в ветке - "пила" БП, которая есть и без помех в сети, и без фона.

---------- Добавлено в 17:16 ---------- Предыдущее сообщение в 15:53 ----------

Если, например, посмотреть спектрограмму, как внизу, рассчитать уровень фона и решить, что его из-за малого уровня не будет слышно, что он маскируется шумом или нелинейными искажениями, это окажется неправильным.

Тут как бы спектрограмма не нужна. Мы и так знаем, что пила, с одной стороны, зависит от огибающей сигнала, то есть коррелирована с сигналом, с другой стороны - имеет свой спектр (100Hz плюс гармоники), то есть не маскируется сигналом (если быть совсем педантом, то, конечно, в какой-то степени маскируется, но плохо).

Кстати, тут, помимо пилы, ещё и эффект просадки питания "играет". "Макродинамика" и прочие субъективные слова..

[krulfa]

Увеличение заряда больше происходит за счёт амплитуды импульса, нежели его ширины.

Ширина тоже выросла процентов на 80.

[anli]

Ширина тоже выросла процентов на 80.

Ну да. Я и не утверждал, что она не меняется И спектр импульсов на меньшем токе немного более жёсткий (имеется в виду не в абсолютном, а в относительном смысле, то есть скорость спада гармоник).

[krulfa]

Мы и так знаем, что пила, с одной стороны, зависит от огибающей сигнала, то есть коррелирована с сигналом, с другой стороны - имеет свой спектр (100Hz плюс гармоники),

Пилы на клеммах усилителя в моем случае не было, так как после упомянутого моста с конденсаторами стоит стабилизатор, на выходе которого в любом случае 37В. Пила есть только на входе этого стаба. То есть изменения звучания вызываются не через питание усилителя, а наводками от силовых элементов и трансформатора в первую очередь. По нему-то и текут импульсы тока переменной ширины. Как они взаимодействуют с усилителем, отдельная история. То, что воздействует на элементы ООС, выделяется напрямую. То, что воздействует на элементы внутри петли, преломляется через характер ООС. А еще импульсы выходят наружу усилителя и могут через сеть возвращаться в цепи источника сигнала.

Следующий мой блок питания будет инверторный с фиксированной кварцевым резонатором частотой преобразования и аналоговой стабилизацией напряжений. Есть еще вариант синхронного детектора, один из вариантов был описан в Радио, но он не устраняет основной источник наводок - тяжелые трансформаторы и дороссели.

[anli]

изменения звучания вызываются не через питание усилителя, а наводками от силовых элементов и трансформатора в первую очередь

Это другая область. Типа ветки про пониженную индукцию в торах.

[Audiomaniac]

То есть изменения звучания вызываются не через питание усилителя, а наводками от силовых элементов и трансформатора в первую очередь.

Я давно уже над этим вопросом голову ломаю. Вкратце - версия наводок не подтверждается, т.к. иначе их было бы видно на спектре выхода усилителя при нагрузке БП например резистором или лампочкой. Минимизировать влияние БП хорошо помогает снаббер во вторичке и сетевой фильтр в первичке. Но полностью это вопрос не решает.

[krulfa]

Я давно уже над этим вопросом голову ломаю. Вкратце - версия наводок не подтверждается, т.к. иначе их было бы видно на спектре выхода усилителя при нагрузке БП например резистором или лампочкой. Минимизировать влияние БП хорошо помогает снаббер во вторичке и сетевой фильтр в первичке. Но полностью это вопрос не решает.

Тонкость в том, что слышны не помехи сами по себе, а их изменения вслед за сигналом. А спектр показывает стационарную картинку, усредненную за большой период времени, и она неинформативна. Какой резистор не подключай, мощность помех остается примерно на одном уровне. А на атаке реального сигнала спектр помех задвигается, появятся локальные выбросы за счет интермодуляции с огибающей сигнала.

Есть решение кардинальное - цепляем аккумуляторы и сравниваем. Может быть, для хорошего конструктива разница ощущаться не будет.

Про пониженную индукцию в торах версия, ИМХО, подтвердилась бы, если бы было выявлено влияние лампочек, подключенных ко вторичкам трансформатора. А так без разницы. Правда, тор уже с 1.3 Тл заказывался. Начальная индукция в торе влияет на ток холостого хода, который намного меньше рабочего, соотвественно, и вклад незначителен.

[Audiomaniac]

Тонкость в том, что слышны не помехи сами по себе, а их изменения вслед за сигналом. А спектр показывает стационарную картинку, усредненную за большой период времени, и она неинформативна.

В моем случае на выходе никаких следов сети вообще не было (соответственно, меняться вслед за сигналом - нечему), однако БП влияет. Тут все совсем не так просто.

[anli]

Offтопик:

Про пониженную индукцию в торах версия, ИМХО, подтвердилась бы

А почему "бы"? С тех пор, как стал заказывать торы с перемотом в "Роднике", не знаю, что такое наводки от трансформатора. В случае наличия высокоомных чувствительных цепей можно закрыть тор железной крышкой. Но это всё мы как бы совсем уже в сторону от темы ушли.

[ZugDuk]

krulfa,
Может снижение динамики из за доп. нагрузки на БП было из за того, что банки БП сильнее разряжались в те времена, когда мост закрыт ? А улучшение звука связано с уменьшением корреляции разряда банок с музыкой ?

[krulfa]

krulfa,
Может снижение динамики из за доп. нагрузки на БП было из за того, что банки БП сильнее разряжались в те времена, когда мост закрыт ? А улучшение звука связано с уменьшением корреляции разряда банок с музыкой ?

Я склоняюсь именно к этому.