Буфер Фантом - просто (и) не заметно

[jett]

Предлагаю схемы однотактных безОООСных буферов с открытым трактом. Первый из них является истоковым повторителем на j-fet-полевике с нулевым смещением на затворе, нагруженным на ИТ. Второй - тот же j-fet плюс биполяр по схеме Шиклаи, с межкаскадной ООС. Третий - j-fet плюс биполяр по схеме Дарлингтона. Постоянное напряжение на выходе на уровне десятых долей милливольта поддерживается интегратором, управляющим источником тока. Четвёртый, также как и первый вариант, имеет в тракте только ОДИН активный прибор, на этот раз - биполярный транзистор, но при этом также не содержит разделительных конденсаторов.
Блок питания является обычным параметрическим стабилизатором, дополненным интегральными, выполняющими преимущественно функцию подавления пульсаций питающего напряжения. Такое питание дало заметно лучший результат по-сравнению с обычным, на интегральных стабилизаторах последовательного типа.
Область применения: выходные каскады ЦАПов, СD-проигрывателей, других аудиокомпонентов, предусилители, регуляторы громкости, входные буферы усилителей мощности и т.п.
Технические характеристики указаны на схемах, о нелинейных искажениях подробно изложено в п.№149, также на рис.7 (Фантом V1, 5 кОм), на рис.8 - его АЧХ/ФЧХ и фото ниже. АЧХ ограничивается (при необходимости) входным ФНЧ. Более подробно по настройке и пр. в п.№2.

[belka]

Посидел немного в Микрокапе, померял искажения, есть некоторые интересные результаты.

Надо же, это теперь в микрокапах искажения измеряют? Не знал.

[onlinemailua]

Надо же, это теперь в микрокапах искажения измеряют? Не знал.

Offтопик:
А что плохого? при нынешней напряжености жизни (маленькие дети, взрослые жены(которые против хоби мужа), робота),
да и не у всех есть свободный доступ к комплектующим, ну и свободное время (смотрите выше)!
Я вот например заказал 200 обалденых конденсаторов RIFA в ЕЛНА по одурезной цене, и деньги на оплату есть!
а время сходить в банк уже неделю нет!
МИКРОКАП сильно экономит время и дениги!
нестоит обламывать людей на корню!

с ув тчк

[.Васильев]

Микрокап микрокап. Ну если чужое повторять.то микрокап и нахрен не нужен.А если повторять вдумчиво и разобраться в том или иной решении.то кап в этом помошник крепкий.Но голову он не заменит.Микрокап это просто инструментарий и все.

[leonid]

Надо же, это теперь в микрокапах искажения измеряют? Не знал.

Знал, знал - я помню, еще у SAPRa что-то спрашивал по этим делам.

Микрокап это просто инструментарий и все.

Мне тоже нравится.

Можно и дальше пойти - ничего не собирая прямо из микрокапа и слушать, экономия времени фантастическая

Я думаю, это будет в следующих версиях этой замечательной программы.

[belka]

Знал, знал - я помню, еще у SAPRa что-то спрашивал по этим делам.

Ну да, я спрашивал, как ОЦЕНИВАТЬ. Тут две серьёзных разницы, относительно измерять.

[kaskod]

Да лана вам, при правильном подходе сим и реальность сходятся более чем на 90 %. Не конечно кому ноги лишние , оно конечно можно и через них, а можно и через голову

[Фэн-клуб "Звездочка"]

А что плохого?

Ничего плохого, наоборот хорошо - если в микрокапе искажения низкие, то можно успокоиться и ничего не мерить. Конструктив, монтаж, разводка ПП, детали - всё фигня, главное что микрокап картинки красиво рисует!
А если даже в микрокапе искажения высокие - то можно объявить симулятор кривым, сказать, что на самом-то деле всё гораздо лучше, и всё равно ничего не измерять ТС так и делает

при нынешней напряжености жизни (маленькие дети, взрослые жены(которые против хоби мужа), робота),
да и не у всех есть свободный доступ к комплектующим, ну и свободное время (смотрите выше)!

Можно и дальше пойти - ничего не собирая прямо из микрокапа и слушать, экономия времени фантастическая

Я думаю, это будет в следующих версиях этой замечательной программы.

В LTSpice, по-моему, это есть уже сейчас - можно "скормить" схеме аудиофайл и программа сгенерирует новый, с учётом искажений схемы.

Только вот что микрокап, что LTSpice, что другие программы оперируют весьма идеализированными моделями, не учитывая всех тех проблем, что возникают при сборке реальной конструкции. Их можно использовать лишь для очень грубой оценки работы схемы - проверить, скажем, функционирование как таковое или режимы по постоянному току (и то с оговорками). Или как shit-test - если в программе виден зашкаливающий уровень гармоник или взбрык на меандре, то он наверняка сохранится и в реальности, а вот если программа рисует сверхнизкие искажения - то это не говорит вообще ни о чём.
Пример, насколько может влиять конструктивное исполнение - тут. Первая и вторая спектрограммы сняты с одной и той же схемы, но по-разному собранной в "железе", разница в них очевидна любому. Кстати, в той же ветке Белка дал много очень ценных советов именно по замерам реальных устройств.

голову он не заменит.Микрокап это просто инструментарий и все.

Вот под этим - подпишусь.

---

Для о..очень "грубой" с достоверностью более 90%

Это до тех пор, пока собранную схему не начать измерять вдоль и поперёк - тогда оказывается, что 90% достоверности симулятор даёт в 10% случаев

Режимы по постоянке - идентичны симуляторным. АЧХ, скорость нарастания - более, чем на 90 процентов сошлось.

Спектры искажений (THD на разных частотах, двухтональный сигнал) тоже сошлись? Если так - поздравляю, Вы в тех десяти процентах, о которых говорилось выше.
А насчёт тех же режимов по постоянному току я выше упоминал - они с симуляцией хорошо бьются; впрочем, для не очень сложных схем и симулятор в их случае не нужен. АЧХ - аналогично.

Ну на нано и пиковольты искажений смотреть безсмысленно

Offтопик:
Так ТС именно об "измеренных" в симуляторе 0,00001% искажений речь вёл Это вообще ни в какие ворота.

Модели только адекватные надо

А их может и не быть.

и вводить паразитные элементы в схему.Теже паразитные индуктивности и емкости.

А они зависят уже от исполнения в железе. Что-то можно ввести точно, что-то - уже не очень, а что-то вообще совсем неточно - например, наведённые помехи.
Всё, теперь придётся завязать.

Offтопик:

Не вижу ну никаких проблем. Впрочем это всё 1000 раз обсуждалось: что как и почему. И это офф, завязываем.

А я проблемы вижу. Ниже определённого - не слишком низкого - уровня начинают влиять моменты, которые в тех самых 90% случаев в симулятор вообще не заносятся, и верить тем спектрам, что рисует симулятор можно лишь в том случае, если даже на уровне схемотехники видна явная лажовость схемы, когда конструктив и свойства деталей сильно навредить уже не могут.

[kaskod]

лишь для очень грубой оценки работы схемы

Для о..очень "грубой" с достоверностью более 90% . Иль может руки не оттуда что получается" грубо" ? А вот файлы моделировать это точно приблуда ненужная.

[SAPR]

Это до тех пор, пока собранную схему не начать измерять вдоль и поперёк - тогда оказывается, что 90% достоверности симулятор даёт в 10% случаев

Забавно . Только вчера прогнал в железе схему УМ, полностью просчитанную в симуляторе. Все номиналы резисторов, конденсаторов - один к одному как в симуляторе. Не поменял ни одного номинала. Только крутилками выставил ток покоя и ноль на выходе. Режимы по постоянке - идентичны симуляторным. АЧХ, скорость нарастания - более, чем на 90 процентов сошлось.

[kaskod]

Offтопик:

Спектры искажений (THD на разных частотах, двухтональный сигнал) тоже сошлись?

Не вижу ну никаких проблем. Впрочем это всё 1000 раз обсуждалось: что как и почему. И это офф, завязываем.

[.Васильев]

Offтопик:
Ну на нано и пиковольты искажений смотреть безсмысленно,а так вполне нормально использовать симулятор для расчета .Модели только адекватные надо и вводить паразитные элементы в схему.Теже паразитные индуктивности и емкости.

[.Васильев]

Offтопик:
Не это у меня один ответ Мечтать не вредно. По мне главное работоспособна модель или нет.

[jett]

Надо же, это теперь в микрокапах искажения измеряют? Не знал.

Если не придираться к словам, то - да, меряют (или оценивают ). Тем более для столь простых схем, о которых идёт речь в данной ветке. И если конструтивно собрано верно, то и достоверность в данном случаи у меня не вызывает сомнений. Конечно, оценочно, приблизительно. А более и не требуется.
Остальное на этот счёт - бла-бла-бла...

[sael83]

Печатки для буфера "Фантом" версии 1.

На первой ПП размещен один канал и БП, платка второго канала крепится с помощью стоек к первой плате и подключается проводками. Так получается очень короткая земля.
Так получилось, что я начал делать полную схему с отдельным источником питания, но затем решил упростить. Другие платы оптимальны для подключения к плечам питания усилителя и, в процессе, получилось несколько версий под разные детали. В железе все ПП не проверял.

Выкладываю фотки готовых ПП буфера с питанием от плеч питания УМЗЧ, все работает отлично, автору jett спасибо!
Полевики 2SK212F, вместо R6 использовал подстроечник 100 Ом + резистор 220-330 Ом, так проще выставить напряжение близкое к нулю на выходе интегратора, конденсаторы WIMA MKP 4, электролиты Nitsuko 470мкф 25В, стабилитроны BZX85 на 10В, гасящие резисторы 820 Ом, напряжение питания +-30В, ОУ OPA134.

Данный буфер буду использовать для согласования потенциометра 100 кОм со входом Усилителя Никитина, который еще делаю.
Пока подключал на вход старого усилителя на LM3886 Dekko, разницы между наличием и отсутствием буфера я на слух не уловил.
Будет возможность, сделаю замеры.

[jett]

sael83, и вам спасибо! Выглядит симпатично.

[jett]

Возвращаясь к вопросу о влиянии интегратора, вот тут посимулировал на досуге. Что видим? АЧХ и ФЧХ в звуковом диапазоне (и далеко за и перед ним) - линейны. На слух, как я уже писал вначале ветки, разница между с и без интегратора также не обнаружена. Речь о первой схеме, Фантом V1.
Заодно выложил спектр при 2 В RMS/ 1кГц/ 5 ком, 2SK170BL, 8 ма, r ист.=2 ком, Uпит=+/-10 В. 3-я гармоника ниже -120 дБ. На 20 Гц искажения те же.

Но есть одна проблема: на 20 кГц при тех же условиях искажения уже в три раза выше. Решается увеличением Uпит до +30 В (только положительная шина), можно и меньше, но чем больше это напряжение, тем меньше разница между искажениями на 1 кГц и 20 кГц. Поэтому добавил в заглавный пост вариант Фантом V1.1.
Второй вариант - это снижение внутреннего сопротивления источника сигнала, дает те же результаты уже и при Uпит=+/-10 В.

[EDDiE]

Offтопик:

Только вот что микрокап, что LTSpice, что другие программы оперируют весьма идеализированными моделями, не учитывая всех тех проблем, что возникают при сборке реальной конструкции. Их можно использовать лишь для очень грубой оценки работы схемы - проверить, скажем, функционирование как таковое или режимы по постоянному току (и то с оговорками). Или как shit-test - если в программе виден зашкаливающий уровень гармоник или взбрык на меандре, то он наверняка сохранится и в реальности, а вот если программа рисует сверхнизкие искажения - то это не говорит вообще ни о чём.
Пример, насколько может влиять конструктивное исполнение - тут. Первая и вторая спектрограммы сняты с одной и той же схемы, но по-разному собранной в "железе", разница в них очевидна любому. Кстати, в той же ветке Белка дал много очень ценных советов именно по замерам реальных устройств.

Модельки, конечно, идеализированные.
Есть такой Жуковский Виктор, так он свои усилки ваяет прямо из схемы симулятора LTSPICE, без изменения номиналов

Offтопик:

Возвращаясь к вопросу о влиянии интегратора, вот тут посимулировал на досуге. Что видим? АЧХ и ФЧХ в звуковом диапазоне (и далеко за и перед ним) - линейны. На слух, как я уже писал вначале ветки, разница между с и без интегратора также не обнаружена. Речь о первой схеме, Фантом V1.
Заодно выложил спектр при 2 В RMS/5 ком, 2SK170BL, 8 ма, r ист.=2 ком, Uпит=+/-10 В. 3-я гармоника ниже -120 дБ. На 20 Гц искажения те же.

Но есть одна проблема: на 20 кГц при тех же условиях искажения уже в три раза выше. Решается увеличением Uпит до +30 В (только положительная шина), можно и меньше, но чем больше это напряжение, тем меньше разница между искажениями на 1 кГц и 20 кГц. Второй вариант - это снижение внутреннего сопротивления источника сигнала, дает те же результаты уже и при Uпит=+/-10 В.

Этто так, а, может, всё-таки, это проблема входных цепей Вашего буфера V1?

[jett]

Модельки, конечно, идеализированные.

Всё это уже обсуждалось выше, не далее как на этой же странице. В данном случаи мне было интересно оценить влияние интегратора на АЧХ/ФЧХ в области НЧ.

Этто так, а, может, всё-таки, это проблема входных цепей Вашего буфера V1?

А какие тут входные цепи? Для симуляции взял внутреннее сопротивление источника 2 ком, что примерно соответствует включению на вход буфера РГ 10 ком (очень реальная ситуация). При нулевом внутреннем сопротивлении источника сигнала такой проблемы нет (имею ввиду рост искажений с частотой).

ПС. Сегодня ещё раз вдумчиво попытался обнаружить Фантом V1 в своём тракте. Не смог. Как с интегратором, так и без него. При этом замена межблочника, например, явно слышна. Слегка заметно только после увеличения резистора в цепи затвора (R1) до 1 МОм, явно заметно - выше 2 МОм. Использовал 2SK170BL (8 мА), нагрузка - 10 кОм ALPS, питание - CRC+стабилитроны (большие ёмкости, без интегральных стабов), обход буфера - с помощью дистанционно переключаемого сигнального реле.
Снижение нагрузки до 3 кОм/220 пФ также обнаружить не удалось. Заметно стало только после уменьшения нагрузки ниже 1 кОм (в виде некоторой потери чёткости, ясности).

[jett]

По заказу товарища был собран Фантом V1, результат на фото. Полевики 2SK170BL, ток 10 ма. Основное отличие от принципиальной схемы - отсутствие электролитов в питании (пробовал их впаивать, Ничикон КЗ - 100,0/25, - разницы в звуке не заметил, так зачем же платить больше? ), вместо них X7R-керамика (СМД-1206) на 4,7 мкф. Стабилитроны - два последовательных 1N4735A (6,2 В), итого по 12,5 В в плечах.
Измеряный импеданс шин питания получился такой: 20гц/1,5 ом___200гц/0,8 ом___2 кгц/0,4 ом___20 кгц/0,3 ом___200 кгц/0,2 ом___500 кгц/0,1 ом___1 Мгц/0,05 ом___2 Мгц/~0. Думаю, этого вполне достаточно, шума и пульсаций практически нет.
Тщательное прослушивание подтвердило примерно прежний результат: на 10 ком нагрузки (плюс межблочник) буфер не обнаруживается, на 5 ком - на уровне самовнушения, но при слепом тесте - очень вряд ли, на 1 ком - легкая потеря четкости, ясности. Входное напряжение было 2,5 В RMS.

[EDDiE]

Стаб Назара пробовали?