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.

[misha88]

усилителя misha88

Здесь Вы использовали модель не моего усилителя, который у меня работает и который Вы рассматривали в этой теме ранее, а модель, которую я привёл только для показа принципа работы ООС и которая в несколько раз медленнее оригинальной, поэтому интересен данный анализ с той первоначальной схемой (где ВК на латералах).

[Orion33]

wert, это новая (по сравнению с 2018м годом) методика? Где про нее почитать?

[wert]

интересен данный анализ с той первоначальной схемой (где ВК на латералах).

нет проблем.
Приведу график нормированной переходной функции для модели усилителя misha88.
ошибка регулирования очень низка 0,071%.
Колебательный процесс ошибки до состояния статической ошибки регулирования при этом достигает несколько микросекунд,
но амплитуда колебаний достигает тысячные доли процента.
это отличный результат для глубокоосного усилителя.
Инерционность модели усилителя misha88 крайне низка.
Для примера,
обычно глубокоосники с ОУ на входе могут иметь ошибку регулирования десятки процентов
с ярким шлейфом колебательного затухающего процесса десятки и сотни мкс до установления.

методика.. Где про нее почитать?

Нет это не новая методика,
оценка переходной функции динамической системы описана во многих источниках,
я лишь реализовал ее в МС.

[misha88]

Спасибо за ответ и анализ.

[wert]

Понимаю,
вера в формулу - "Кг это все",
при доступных методах оценки,
а что еще остается, другого выбора у большинства просто нет.
потому на скептицизм, откровенный троллинг и остальную хрень не реагирую.

Покажу инерционные характеристики моделей усилителей
"транзисторного ламповика"/
усилителя Н.Сухова с двухполюсной коррекцией/
и Н.Сухова с коррекцией Белки
по "схемотипу Видерхольда".
Параметры переходной функции для моделей усилителей:
- ошибка регулирования 1,1/0,29/32 %
- время максимума ошибки регулирования 0,02/0,2/0,25 мкс
- время регулирования 0,05/0,65/2 мкс
"Транзисторный ламповик" имеет лучшие результаты по времени регулирования и времени максимума ошибки,
ошибка регулирования для безосника очень низка чуть более 1 процента.

[hippo64]

Покажу инерционные характеристики моделей усилителей
"транзисторного ламповика"/

я уже писал, при повторении сего тр. ламповика не услышал ни лампового звука ни мягкого ограничения ни приятных гармоник, искажения так же режут слух. более низкие искажения - более хороший звук

---------- Сообщение добавлено 21:32 ---------- Предыдущее сообщение было 21:31 ----------

тривиальная лм3886 звучит подавляюще лучше

[wert]

тривиальная лм3886 звучит подавляюще лучше

поздравляю вас с выбором, который вас удовлетворяет.
Меня лм3886 по звуку не вдохновила, лучше из многих услышанных микросхемок звучала TDA1514,
но рядом с ламповым звуком это далеко даже не стояло.

[hippo64]

а мне больше нравятся гибриды, в который мал гармоник

[wert]

Не многие звуковые карты могут быть применены для измерения
инерционных свойств усилителей.
Одна из приемлемых звуковых карт это ESI JULIA.
Калибровка каналов карты в режиме wav 96kHz/24bit
в диапазоне входных напряжений 0,1 В - 0,8 В
при импульсном воздействии частотой повторения 1 кГц, ограничение сверху 27 кГц
дает низкие собственные искажения, такие как
- амплитудно-фазовые искажения менее 0,005%,
- фазовый отклик менее 0,015 градуса на частоте 27 кГц,
- переходная функция, ошибка регулирования менее 0,007% при времени регулирования до 2 мкс.

Потому в диапазоне воздействующих напряжений 0,2 до 0,8 В
звуковая карта ESI JULIA вполне может быть применена для оценки инерционных свойств
самых лучших усилителей мощности, микрофонных, предварительных и других усилителей
и любой по качеству акустической системы, в том числе мало инерционной электростатической АС.
Запись входного и выходного напряжения проведена звуковой картой,
расчет искажений при помощи МС12.

[wert]

Модель усилителя дает идеализированное представление об искажениях.
Кг и интермодуляционные искажения поддаются прогнозу,
а вот искажения усилителя из-за его инерционных свойств
не поддается прогнозу, расчет таких искажений как правило не соответствует измерениям в железе.
Примером может послужить модернизированный выходной каскад из топика.
Если Кг расчетный и измеренный в железе практически очень близки, быстро спадающий спектр искажений (2-3 гармоники),
то искажения из за инерционных свойств в модели и железе не сопоставимы.
Если в модели отклик фазы гармоник импульса стабильный, практически не меняется от уровня входного сигнала,
то в железе на низких частотах фаза гармоник импульсного отклика в зависимости от уровня входного сигнала меняется на несколько градусов.
Такой эффект амплитудно-фазовой конверсии проявляется по разному практически во всех усилителях,
даже в очень хороших по Кг глубокоосниках.
На рис представлены измерения выходного каскада,
которые можно отнести к динамическим искажениям.

ВК нагружен на реальную АС, на выходных клеммах усилителя снимается выходное напряжение
импульс частотой повторения 20 Гц.
Первая гармоника импульса искажается наиболее заметно при изменении входного сигнала в несколько раз,
искажения:
- амплитудно-фазовые 3,6-8,8%, динамическое изменение 5%,
- фазовый отклик 3,9 - 8,3 градуса, динамическое изменение 4,4 градуса,
- переходная функция,
ошибка регулирования не высокая, но при малом уровне сигнала появляется множественное эхо,
которое отсутствует при активной нагрузке, но появляется при подключенной АС на малом уровне.
Скорее всего это захват отклика АС на импульсное воздействие, нужно проверять этот эффект на клеммах АС.
Измерения проведены на реальном ВК в железе
при помощи звуковой карты записаны входное и выходное напряжение ВК в формате WAV 96kHz/24bit
расчет проведен в МС.
Звуковая карта откалибрована в диапазоне 20 Гц - 40 кГц, см. выше.

[wert]

В чем же причина неудовлетворительных результатов последнего измерения
динамических искажений "транзисторного ламповика"?
Выше в сообщении на графике видим изменение выходного напряжения фиксируемое звуковой картой в диапазоне Upp = 10 mV - 300mV.
Сигнал с выхода усилителя снимается с помощью делителя 1/5, т.е. на выходе усилителя изменение напряжения Upp = 50 mV- 1,5 V.
Но звуковая карта откалибрована в диапазоне напряжений Upp = 0,2V - 0,8V.
Собственно можно сделать предварительный вывод -
либо звуковая карта при малых напряжениях в нижней части звукового диапазона дает большие динамические искажения
(подобный баг показывал выше по теме на примерах других звуковых карт),
либо "транзисторный ламповик" дает большие динамические искажения при малых уровнях сигнала, что крайне мало вероятно.
Проверку предположений об источнике искажений проведу чуть позже путем измерения
динамических искажений звуковой карты и усилителя при помощи профессионального откалиброванного прибора от NI USB-4431.

[wert]

как и предполагалось,
"транзисторный ламповик"
дает низкие динамические искажения как внизу так и вверху амплитудного диапазона,
общие динамические искажения в полном диапазоне выходных напряжений не более 0,1%,
в основном динамические искажения дает мнимая часть
(при динамических воздействиях меняется фаза гармоник импульса выходного напряжения).
Т.е. те 5% динамических искажений первой гармоники импульса (график выше) принадлежат звуковой карте
внизу амплитудного диапазона.
Но звуковая карта в диапазоне входных напряжений 0,2 В - 0,8 В вполне нормально работает,
а вот ниже уровня 0,2 В возникают большие динамические искажения.
Такой эффект я ранее показывал на моделях ОУ, усилителей,
в железе на операционных усилителях и чисто транзисторных усилителях.
И отмечал исходя из моделирования и измерений в железе,
разные по схемотехнике усилители имеют свой амплитудный диапазон резкого скачка динамических искажений,
условно при малых напряжениях, средних и больших
(условно группировка усилителей по схемотехническим решениям и режимам работы).

Но, главное,
"транзисторный ламповик" имеет низкие динамические искажения во всем звуковом диапазоне
от минимальной до максимальной амплитуды выходного напряжения.
А вот "хваленый" видео ОУ AD828 дает резкий прирост динамических искажений до 0,9%,
скачек динамических искажений приходится на нижнюю область амплитуды воздействующего сигнала.
Двух трех транзисторные усилители напряжения, что приводил в статье,
также не безгрешны но дают значительно меньшие динамические искажения чем видео ОУ.
Продолжу поиск УН с минимальными динамическими искажениями и лучшего по восприятию.

[Vitto]

я уже писал, при повторении сего тр. ламповика не услышал ни лампового звука ни мягкого ограничения ни приятных гармоник, искажения так же режут слух.

Наиболее вероятная причина сего прискорбного провала...

[wert]

hippo64
искажения так же режут слух...

Три быстро спадающие гармоники в спектре сигнала "режут слух"???
Я уже отвечал на данную реплику, поздравив hippo64 с найденным им своим звуком,
каждый по своему слышит и воспринимает, это нормально.

Наиболее вероятная причина сего прискорбного провала...

способность настроить любой девайс по наилучшему восприятию зависит от многих факторов,
в том числе от навыков, устремленности и желании получить результат
и тут дело не в удаче.
Я повторил "транзисторный ламповик" в железе десятки вариаций, с разными УН, с изменениями самого ВК,
и неизменно получал результат - резко спадающий спектр гармоник на выходе и отличное звучание.
Все варианты оценены на динамические линейные искажения и динамические нелинейности.
Введение дополнительной ОС по току через УН позволяет резко уменьшить
динамическую нелинейность фронта звуковой волны
и по моему мнению этот вариант наилучший по звучанию.

[hippo64]

Три быстро спадающие гармоники в спектре сигнала "режут слух"???

А уровень их какой?

[wert]

А уровень их какой?

по разному получается
в диапазоне частот до 100 кГц
при мощности на нагрузке 8 Вт
для разных вариантов "транзисторного ламповика" от 0,05% до 0,3%,
причем в диапазоне частот до 100 кГц при постоянном уровне воздействия уровень Кг и спадающий хвост гармоник практически не изменяются.
Много графиков Кг "транз. ламповиков" измеренных в железе уже приводил в теме,
для последнего варианта усилителя графики прикрепляю, нагрузка 4 Ом. (график THD при синус воздействии частотой 10 кГц).
Но важно для всех представленных в теме вариантов "транзисторного ламповика"
постоянство малых искажений ошибки и времени регулирования, практически без затухающего процесса
и низкие динамические искажения, что дает хорошее восприятие звука.
Чуть позже покажу как на этом варианте "транзисторного ламповика"
реализована дополнительная регулируемая ОС по току ДГ,
что позволяет резко снизить уровень динамических нелинейностей фронта звуковой волны,
особенно в районе собственного резонанса ДГ.