Транзисторный ламповик Сергея Рубальского

[toro]

Кто нибудь уже макетировал/отслушивал усилитель Сергея Рубальского с последнего Суховского РадиоХобби, №5-6 2014, стр.38, С.Рубальский «Транзисторная альтернатива ламповому однотакту». Отличительная функция - регулируемый уровень гармонических искажений. Собираюсь повторить схема довольно проста, и в статье описаны и классифицированы "новые" искажения в УМ и простые способы их измерения. Могу скрины с приложить если это можно здесь.

Сергей Рубальский структурировал информацию о "транзисторном ламповике",
частично с 3 -го пункта по 9 пункт ссылки на результаты, полученные в макете - "железе".
1.Статья и тут
2.Файлы эмуляции в МС10
3.Принципиальная схема ВК и варианты макетных плат 1 2 3
4. Фото макета
5. Диф фильтр
6. Спектр гармоник макета ВК
7. Регулировка спектра гармоник макета ВК, меандр
8.Искажения при мягком клиппинге в макете 1 2
9.Оценка искажений амплитудно-фазового спектра сложного сигнала в макете

Дополнительно в теме рассматривались вопросы:
1. Искажения амплитудно-частотной характеристики (полюса)
2. Зависимость линейных и нелинейных искажений
3. Связь искажений АХ и ГВЗ в динамике.
4. Искажения фазо-частотной характеристики, запас фазы, устойчивость
5. Статическое и динамическое входное сопротивление ВК в полосе частот и нагрузок и
выходное динамическое сопротивление ВК в диапазоне токов покоя
6. Статическая и динамическая амплитудные характеристики
7. Переключательные искажения
8. Амплитудные искажения.
9. Клиппинг
10. Стресс тест
11. Искажения Амплитудно-фазового спектра сложных сигналов.
12. "Транзисторный ламповик" для наушников.

[hippo64]

Offтопик:
папа, а что такое виртуал и реал? Надеюсь, продолжение все знают. Если бы гении учили в свое время предмет вычислительная математика, амплитудно фазовых искажений не было бы в природе.

[.Васильев]

Не могу понять как тестовый сигнал микрокапа экспортировать в звуковой сигнал ,чтобы использовать микрокап как функциональный генератор для измерений в железе.Возможно такое или нет?

[Alex]

Offтопик:

Проблемы сверх чистых кристальных производств со сверх токсичными и грязными отходами завернул вектор брендов в сторону Сингапура, Малазии и прочих третьих стран...,

Кстати, в Сингапуре, Малазии, Индонезии, Вьетнаме и т.п. делают в основном корпусирование - имненно оно "со сверх токсичными и грязными отходами", а сами крсталлы в основном делают в более развитых странах.

[begemot61]

В моделях обкатывают операционники, затем в железо воплащают...

Не в тех которые выкладываются. Эти модели не имеют ничего общего с реальным кристаллом и его поведениемНе говоря уже о качестве самих этих моделей.

[wert]

Мне вот интересно, что же там такое в математике делается, что вылезают странные пики на около двести, триста итд Герц (сооб. 2055)

Каждая нотка в аккорде имеет свою индивидуальную частоту.
На рис. спектр входного сигнала и амплитудно-фазовые искажения усилителя.
Расшифрую для вас частоты
196 Гц - Соль малая октава
293,66 Гц - Ре 1ая октава
392 Гц - Соль 1ая октава
493,88 - Си 1ая октава
587,32 Гц - Ре 2ая октава

Не могу понять как тестовый сигнал микрокапа экспортировать в звуковой сигнал

Это просто делается, распишу, выложу чуть позже.

сами крсталлы в основном делают в более развитых странах.

это критическая точка, критическая технология, вынос за пределы большой риск, балансы рисков в бизнесе связаны с лицом компании и прибылями.
Служил на кристальном производстве в военной приемке, кое что знаю по этому вопросу.

[.Васильев]

Так это гаммы взяты за основу?

[wert]

Не в тех которые выкладываются. Эти модели не имеют ничего общего с реальным кристаллом и его поведениемНе говоря уже о качестве самих этих моделей.

по этой причине повторяю тесты в железе, разница получается не принципиальная, но есть конечно.

---------- Сообщение добавлено 15:28 ---------- Предыдущее сообщение было 15:26 ----------

Так это гаммы взяты за основу?

В комментарии к эксперименту написал - испытательный сигнал два повторяющихся аккорда, стаккато.

[pyos]

в военной приемке

Это многое объясняет, кстати. Кто в армии служил - тот в цирке не смеётся.

[Alex]

Offтопик:

это критическая точка, критическая технология, вынос за пределы большой риск, балансы рисков в бизнесе связаны с лицом компании и прибылями.

Да выносят (из своей страны), еще и как! Только не в сингапуры.

[Rova]

Offтопик:

Offтопик:
Да выносят (из своей страны), еще и как! Только не в сингапуры.

Многие процессоры AMD - Diffused in USA Made in China.

[wert]

Не могу понять как тестовый сигнал микрокапа экспортировать в звуковой сигнал

1. В новом файлике .cir последовательно установите нужное количество генераторов напряжения.
Задайте необходимые формы сигналов, их частоты, уровни и фазы.
2. На выход генераторов желательно установить идеальный усилитель для задания общего уровня напряжения испытательного сигнала,
например для wav не более 1 В амплитуды.
3. Выход идеального усилителя обозначьте двумя значениями, например in out.
4. Во вкладке Transient Analusis Limits выставьте необходимое время Time Range, например 1 сек (длительность испытательного сигнала).
5. Установите Maximum Time Step из расчета 1/1000 периода верхней частоты сигнала,
(при анализе wav файлов устанавливаете Time Step из расчета 1/Fsempling, например 1/192000).
6. Запустите временной анализ для двух дорожек in out.
7. После прорисовки напряжения дорожек два клика по графику напряжения,
появится вкладка Properties Transient Analusis.
8. Выберите вкладку Save Curves.
9. Выставьте необходимое значение sempling, например 192 кГц (возможность выбора от 6 кГц до 352,8 кГц).
10. Выставьте необходимое значение Bits, например 24 (возможность выбора 8, 16, 24, 32).
11. Выберите папку для сохранения файла через Browse.
12. Пропишите наименования файла для сохранения.
13. Выберите нужный формат сохранения файла из возможных wav, csv, usr, например wav.
14. Нажмите кнопку Save.

Пользуйтесь созданным wav на здоровье.

[.Васильев]

Спасибо.Этак в звуковом диапазоне не хилый функциональный генератор на базе приличной карты можно заиметь.Синус ,Меандр и треугольник в одном флаконе

[dekko]

wert, поделитесь материалами?

[wert]

wert, поделитесь материалами?

Если по усилителю, жду от Вас адрес электронной почты (в личку напишите), вышлю что есть.
Если по другим вопросам, уточните что нужно, направлений несколько.

[wert]

По "транзисторному ламповику" форумчане высказывали замечания относительно большого номинала выходной разделительной емкости, рекомендовалось поставить пару тыс мкф.
В макете я отслушивал разные варианты 44 тыс мкФ, 88 тыс мкФ на 80 В HITANO, электролиты шунтированы набором пленки 20 мкФ на 160В.
И разница таки слышна, при емкости 10 тыс мкФ и ниже появляется дискомфорт при прослушивании фонограмм.
Калькулятор МС показывает существенное возрастание амплитудно-фазовых искажений при уменьшении выходной разделительной емкости, с прослушиванием это коррелирует.
На рис.1 схема "транзисторного ламповика",
Напряжение воздействия - повторяющийся аккорд стаккато, такой испытательный сигнал позволяет увидеть искажения усилителя в сложной динамике.
Два графика амплитудно-фазовых искажений при выходной разделительной емкости 20 тыс мкФ и 100 тыс мкФ.
При 20 тыс мкФ искажения аккорда достигаю 0,5%, от 100 Гц и ниже до 20 Гц все призвуки в фонограмме размывает искажениями, которые достигают почти 0,7%
При 100 тыс мкФ искажения аккорда резко падают до 0,13%, пьедестал искажений внизу диапазона также резко снижен до 0,1%.
Собственно если бы изменение выходной емкости не коррелировало с прослушиванием фонограммы, можно было бы не заморачиваться с эмуляцией и измерениями.

---------- Сообщение добавлено 21:18 ---------- Предыдущее сообщение было 20:39 ----------

Рис. 2
Добавлю полюсную характеристику при разных значениях выходной разделительной емкости.

[wert]

Измеряя и слушая разные усилители все более убеждаюсь - не единственными нелинейными искажениями определяется качество звучания усилителя.
Часто более важны амплитудно-фазовые искажения не только усилителя, но и всего звукового тракта в целом.
Из транзисторных предпочтение при прослушивании отдаю усилителям без разделительных конденсаторов.
Разделительные конденсаторы совместно с выходными и входными сопротивлениями каскадов создают дополнительные низкочастотные полюса.
Характеристики таких полюсов часто захватывают весь звуковой диапазон и в случае присутствия заметного уровня динамических искажений активных элементов (динамические искажения присутствует во всех усилителях в разной мере) получаем динамически изменяющийся звуковой образ.
Вся динамика изменений хаотична, связана с уровнем и плотностью сигнала воздействия.
Подобные процессы наблюдаются и в лампово-трансформаторных усилителях. Предпочтение в большинстве случаев отдают стабильным лампам, пример 6Н23П-Е, и широкополосным выходным и согласующим трансформаторам.
Измерял каскады усиления на 6Н23П е, динамические искажения не удалось зафиксировать.
В то же время другие советские триоды, не имеющие нормирования в импульсных режимах, с низким уровнем долговечности и наработки на отказ, имеют заметные динамические искажения при общих не больших амплитудно-фазовых искажениях.
Примеры выходных трансформаторов я выше приводил. Пока из доступных Малышевский трансформатор стоит на первом месте по минимальным амплитудно-фазовым искажениям.
Заметьте, и 6Н23П е и Малышевский трансформатор многие считают лучшими по звучанию, и это совпадает с их малыми амплитудно-фазовыми искажениями и мизерными динамическими искажениями.
Приведу пример амплитудно-фазовых искажений лампового усилителя - однотакта на 6Н23П Е, 6П14П с выходным трансформатором ТВЗ 1-9. Усилитель нагружен на двухполосную JBL, с чувствительностью около 100 дб/вт/м.
Да выходной трансформатор начального уровня, однако дальше покажу искажения с продвинутым выходным трансформатором и прокомментирую как изменился звук.
На рис. слева сверху график выходного напряжения, под ним график амплитудных искажений, справа график амплитудно-фазовых и нелинейных искажений.
График амплитудных искажений показывает рождение искажений в отрицательной области воздействия, амплитудные искажения достигают 1,5% при выходной мощности 2Вт.
График амплитудно-фазовых и нелинейных искажений
На частотах воздействия 160 Гц и 10 кГц амплитудно-фазовые искажения достигли уровня -22 дБ.
Рисунок гармоник от частот воздействия резко спадающий.
Гармоники от 10 кГц плотно окутаны интермодуляционными искажениями между частотами воздействия. Уровни искажений хорошо читаемы на графиках.
Имея такие информативные графики амплитудных, амплитудно-фазовых и нелинейных искажений, можно доводить усилители до совершенства с учетом всех видов искажений.
Напомню, график амплитудных искажений показывает искажение формы сигнала,
график амплитудно-фазовых искажений также показывает искажение формы сигнала в частотном разложении с учетом амплитудных, фазовых и нелинейных искажений.

[wert]

Мы все хорошо знаем выходной трансформатор ТВЗ 1-9 имеет неудовлетворительную АЧХ.
Кроме того, трансформатор имеет значительную паразитную индуктивность, что собственно определяет неудовлетворительное звучание такого трансформатора.
На рис.1 амплитудно-фазовые искажения трансформатора при выходной мощности на нагрузке 2 Вт.
Четырехтоновый сигнал на входе усилителя с одинаковым уровнем, частоты воздействия 80 Гц, 1 кГц, 8 кГц, 20 кГц.
амплитудно-фазовые искажения на частотах воздействия на выходе УНЧ
- 80 Гц - 10,75%
- 1 кГц - 2%
- 8 кГц - 8,3%
- 20 кГц - 11,25%
В районе 1 кГц минимальные АФИ 2%,
на краях звукового диапазона резкое возрастание АФИ до 11% связано с завалами АЧХ.

От форумчан уже были предложения ограничиться АЧХ, по которой собственно можно увидеть искажения на краях диапазона и не заморачиваться сложностями с АФИ.
Тут можно возразить.
На 1 кГц по АЧХ не определить паразитные связи в трансформаторе, при помощи АФИ это легко измеряется.
Еще не маловажный вопрос, при помощи АФИ можно увидеть динамические искажения усилителя, либо усилителя при взаимодействии с нагрузкой.

На рис. 2 амплитудно-фазовые искажения усилителя при выходной мощности 0,02 Вт.
Вблизи резонансной частоты НЧ динамиков колонки JBL произошло возрастание АФИ с 10,75% до 14,5%, почти на 4%! (измерение на выходе УНЧ, без общей ОС).
Это говорит о наличии высоких динамических искажений вблизи резонансной частоты динамика, усилитель без общей ОС, поэтому качество звукового кабеля будет определять степень "демфирования" усилителем динамических искажений динамика.
В этом случае мы слышим не только замену звукового кабеля, но и ламп, конденсаторов, резисторов и проч...

По моему разумению и экспериментам, которые проводил ранее, чем ниже уровень реактивных импедансов всей схемы усилителя, тем меньше проявляются динамические искажения, позже посмотрим на такой эффект при смене выходного трансформатора.
Конечно, от качества динамика и его способности генерить динамические искажения зависит многое, в общем звуковой тракт нужно в целом рассматривать.

[bukvarev]

в общем звуковой тракт нужно в целом рассматривать

Сергей, ведь сами же пишете очевидную и, на мой взгляд, правильную вещь
Точно. Тракт - не только сигнал от источника до клемм АС, но и "динамико-акустическая" его часть. Она вносит значительные искажения.
Даже если допустить, что "АФИ" связаны с субъективным качеством, и есть возможность их измерить "на клеммах", то существует сложность измерения "АФИ" с помощью микрофона в реальном помещении.
Дальше-то как быть? Ведь это-очевидное ограничение возможности исследования тракта предлагаемым способом.
Те же пресловутые Kr и IMD прекрасно измеряются "в акустике".

[wert]

Ведь это-очевидное ограничение возможности исследования тракта предлагаемым способом.

Евгений! Благодарю за наилучшие пожелания.
Важное в оценке любого обьекта это установление полных критериев оценки.
В сфере звука на сегодня установление полных критериев оценки на мой взгляд не разрешимая задача в силу многих причин, в первую очередь сложности самого обьекта и сложности его воздействия на человека. Т.е. ограниченность наших знаний об обьекте и допотопность инструментария оценки не позволят нам в ближайшем обозримом заявить - провели полную оценку звука и его воздействие на человека.
Потому поиски критериев оценки и инструментария меня не смущают и я только приветствую работу вашей команды в этом направлении,
а как адекватно написан In с большой буквы или с маленькой и как форма сигнала влияет на восприятие и оценку звука время покажет...
В данной теме показал несколько практических экспериментов по поводу рождения динамических искажений в районе резонансной частоты ДГ.
Или эта тема давно изучена и не интересна, но на мой взгляд это крайне важно с далеко идущими последствиями.
На разных ДГ такой эффект вижу, в литературе и в инете не встречал такую инфу.
Евгений, а что Вы думаете по этому поводу, если отбросить субьективизм относительно неадекватности метода?
.

[bukvarev]

В данной теме показал несколько практических экспериментов по поводу рождения динамических искажений в районе резонансной частоты ДГ.
Или эта тема давно изучена и не интересна, но на мой взгляд это крайне важно с далеко идущими последствиями.
На разных ДГ такой эффект вижу, в литературе и в инете не встречал такую инфу.
Евгений, а что Вы думаете по этому поводу, если отбросить субьективизм относительно неадекватности метода?

По поводу искажений в районе резонансной частоты ДГ я могу лишь сказать банальность, что ниже резонансной частоты нелинейные искажения возрастают.
На форуме есть коллеги (Игорь Гапонов, Nota Bene и др.), которые хорошо разбираются в физике динамических излучателей, имеют опыт и могли бы ответить на Ваш вопрос развернуто.

Вообще, подключение АС в целом оказывает влияние на частотную характеристику усилителя, в том числе и в районе резонансной частоты НЧ ДГ, это известный факт. А изменение АЧХ приводит к изменению окраски звучания.
Вот, например, АЧХ на клеммах усилителя без подключения АС и с ней (по оси "Y" - дБ), измеренная на шумовом сигнале:

Но в "акустике", в реальном помещении с реверберацией при этом творится совсем невообразимое (запись с микрофона)


Вот график частотной зависимости относительной мощности искажений огибающих для этого случая (использован специальный синтетический тест), естественно, после устранения линейных искажений. На резонансной частоте никакого выброса не наблюдается. Ниже - да, искажения растут. Но это может быть связано и с проникновением вибрации на корпус микрофона.


А вот - 3D картинка с учетом субъективной заметности искажений. Видно, что весь "низ" в принципе не очень (играл Scanspeak 26W/8534G00 ).
Отградуирована в dB относительно порога заметности (принят за "0"). +40 дБ должно соответствовать "полной каше". Все промежуточные значения - различная степень заметности.