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.

[Teoretic]

Разница в динамических линейных искажениях моделей разных усилителей с близкими АФЧХ

То есть, по-твоему выходит, что разные цепи, но с одинаковой АЧХ дадут разные динамические линейные искажения?

[Dieselboy]

В математике/физике есть такое понятие:"фазовая траектория". Оно не имеет отношения к углам, а относится к фазовому пространству, в которое обычно входят все координаты и импульсы системы (или обобщенные координаты).

Тогда уж лучше назвать характеристический график, как обычно и поступают в таких случаях. Т.к. упоминание фазы в ключе характеристик усилителя - определённо заставляет думать не то.

Если правильно понял, то относительно выходного размаха амплитуд отложено в положительную сторону перебор по скорости нарастания, а в отрицательную - недобор её. По сути это всё те же пресловутые "векторные искажения", только именуемы на новый манер.

[Teoretic]

По сути это всё те же пресловутые "векторные искажения",

Автор методики не раскрывает, остается только гадать, что там на осях.

[wert]

То есть, по-твоему выходит, что разные цепи, но с одинаковой АЧХ дадут разные динамические линейные искажения?

Это не по моему,
так и должно быть
разные процессы заряда/разряда инерционных цепей дадут разный результат
по динамическим линейным искажениям.
Мы же с этим сталкиваемся
сильноточная коррекция в усилителе чаще предпочтительнее слаботочной
потому как на звуковых ощущениях в лучшую сторону сказывается.
позже смоделирую две разные инерционные цепи с похожими АФЧХ,
посмотрим на результат по динамическим линейным искажениям.

---------- Сообщение добавлено 14:21 ---------- Предыдущее сообщение было 14:16 ----------

По сути это всё те же пресловутые "векторные искажения", только именуемы на новый манер.

По сути в фазовом пространстве речь идет о векторных искажениях
так как последнее - изменение ошибки системы представлено в функции скорости.
Именуемое сие терминами точно так как в англо и русско язычных учебниках дадено
фазовая плоскость, фазовый портрет, фазовая траектория..

[Malinovsky D]

Это такая самодеятельная оценка "запасов устойчивости". К реальности отношения не имеет. В здравом уме никто УНЧ на конскую емкость нагружать не будет.

Вчера попытался разобраться в вопросе емкостной нагрузки. В то числе, посмотрел схему mishа88, которая очень понравилась Сергею.
И появились некоторые обобщения, доступные для понимания слесарю.

Хорошо держит емкостную нагрузку УМ, построенный по принципу ИТУН, нагруженный на интегратор.
Это, в принципе, логично. По сути, интегратор представляет собой чисто емкостную нагрузку, и пока он достаточно точно "передает" на свой вход увеличивающуюся емкость на выходе, поведение УМ остается под контролем.

В случае, если УМ имеет протяженный участок спада усиления крутизной -6 дБ/октаву (до охвата ООС), он будет держать увеличение емкостной нагрузки до тех пор, пока "перелом" в АЧХ на крутизну спада -12 дБ не "залезет" ниже критической частоты.
Насколько я понимаю, спад -6 дБ/октаву не обязательно получать методами "в лоб". Он может быть получен сочетанием запаздывающей и опережающей коррекции в разных каскадах, например. Или любыми другими методами.

По соображениям части разработчиков, УМ с таким стабильным спадом петлевого усиления обладает хорошим звучанием на практике. Соответственно, одним из тестов на проверку такого поведения УМ является увеличение емкостной нагрузки. Чем больше емкость держит УМ на выходе, тем более протяженный участок со спадом -6 дБ/октаву. То есть логика простая.
Держит большую емкость на выходе? Ок. Значит протяженный участок спада с крутизной -6 дБ/октаву. Ну а раз так - звук окей.

Но кроме ИТУН, нагруженный на интегратор бывают другие компоновки УМ. Например, с протяженным спадом 12 дБ/октаву и коррекцией на опережение, уменьшающую крутизну спада до -6 дБ/на октаву на критическом частотном диапазоне.
В таких случаях емкостная нагрузка может достаточно быстро "выбить" УМ из устойчивого положения, поскольку участок спада -6дБ/октаву достаточно короткий.
Грубо говоря, такой УМ не пройдет тест на большую добавленную емкость на выход.

То есть, мы делаем анализ ДНК конденсатором 100 нФ, видим положительный результат, и делаем вывод - перед нами СУСЛИК!
Берем другой УМ - делаем пробу кондером.... И видим - перед нами ЕНОТ! Дальше нужно придумать вескую причину, зачем нужно превратить енота в суслика. Если причина имеется - в путь!
Если нет, пусть енот будет енотом.

Согласно соображениям, которым симпатизирует Сергей, суслик лучше енота.
Однако, "сусликам" присуще общее свойство - монотонный рост искажений с ростом частоты. Не то, чтобы это прямо айс... Есть противники такого подхода.

Некоторым нравятся "еноты" - с постоянным петлевым усилением в области звуковых частот, и корректирующими цепями, обеспечивающие устойчивость на ВЧ.

Некоторым нравятся ежи...

Кстати, в своем примере я писал, что происходит с енотом, которого пытался сделать сусликом только по результатам анализа. Короче, охлаждал градусник, чтобы сбить температуру больного.
Но Енот при этом остался енотом, нужно сказать. Таким тупым, тормознутым енотом, готовым переварить 100 нФ на выходе. Вот это точно бесполезное занятие. Енота и суслика нужно выбирать на этапе разработки.

[Dieselboy]

Когда Рубальский стал писать в превосходном ключе о своих кабацких колонках JBL, сделанных из говна и палок{а у JBL есть и такие}, стало понятно, что он серьезнейшим образом дезориентирован и дискуссия невозможна,

Это стало понятным ещё при отзыве о своей я махе и её бесконечной перделкой в надежде вот-вот ещё что-то улучшить и получить результат выше крыши. Хотя там переделывать нечего - от питания до выхода, казалось бы - давно пора сдать на цветмет, а воз и ныне тут.

НЧ, НЧ-СЧ 12 дюйм динамики от Eminense,
ВЧ динамик заменил на излучатель Хейла AMT PRO-4.

Та же ситуация обстоит и с выбором всяких экзотических динамиков или их несуразностью. Например, вот что пишут про гармошку Хейла:

Есть опыт сравнения. Самые крутые AMT от ESS при близком знакомстве выдали кучу грохота и дребезга, там сильно неважно в плане незадавленных резонансов.
Наши Хейлы разного калибра очень неплохие, но не нужно думать, что средину с ними можно озвучить, без средника. Средина у них мерзкая. зато как пищалы- им нет цены, широченная направленность, ровнейшая полка, высоченная отдача. Как-то так.
http://ldsound.ru/izluchateli-xejla/

Т.е. это просто звукодавилка, которой место на разгоне демонстраций концертах. Ну а что можно ещё отжимать от мембранного насоса применённого в качестве излучателя?.. Та же самя картина обстоит с басовым динамиком, которым оборудована переделланный ящик JBL - это пумага, хоть и сбольшой катушкой. Вся продукция той фирмы ориентирована на концертников - динамики от 10" до 21" (https://www.eminence.com/pro-audio/). Если б было нужно качество, то брать надо было Esotar2 1200. Цена этих концертных 12" колеблется от 150$ до 300$. Сравните с Esotar 1200 - от 1000$.

По сути получившаяся состема - бумкает и клацает. А уж сколько разоворов о всяких микроискажениях разведено...

Восхваления изодинамиков. Однобокое видение только достоинств, но при этом отбрасывание столь же значимых недостатков. Хорошая импульсная характеристика? А как же внутренний малый объём без звукопоглотителя с отражённой волной, которая размоет тот самый отклик? Синфазное жёсткое движение всех точек поверхности? Тоже не факт - проволока или фольга нанесены не на каждый мм, а удут с шаго сантиметр или более - поскольку применена лёгкая и тонкая плёнка, то рассчитывать на отсутствие изгибных деформаций в ней вряд ли стоит.

Автор методики не раскрывает, остается только гадать, что там на осях.

Ну почему же? Фломулами - нет, а на словах - это разности скоростей нарастания: вых. сигнал - всх. сигнал*Кпропорциональности.

[Teoretic]

Давай проверим и вот эти:

without3.cir

[wert]

Давай проверим и вот эти:

Идеальные усилители с одинаковыми АФЧХ дают одинаковые переходные функции,
что говорит о совпадающих инерционных свойствах,
динамические линейные искажения таких усилителей будут равны.
Если усложнить задачу, и рассмотреть два разных усилителя (не идеальных) с одинаковыми АФЧХ.

[Teoretic]

одинаковыми АФЧХ дают одинаковые переходные функции,

Я уже сколько времени пытаюсь тебе это объяснить. АЧХ и инерционные свойства - это одно и то же явление.
Только одно рассматривается в частотном домене, а другое - во временном.

Будет время, попробую придумать для тебя модели разных усилителей с одинаковой АЧХ.

[wert]

Будет время, попробую придумать для тебя модели разных усилителей с одинаковой АЧХ.

Но это уже не идеальные элементы
и это будет такая же сложная задача
как измерить динамические линейные искажения усилителя для стохастического недетерминированного сигнала.

---------- Сообщение добавлено 10:00 ---------- Предыдущее сообщение было 09:57 ----------

АЧХ и инерционные свойства - это одно и то же явление.

Это разные понятия.
АЧХ относится к статическим параметрам,
инерционные свойства к динамическим.
Идеальные линейные усилители дают разные линейные искажения статического и динамического линейного звена

---------- Сообщение добавлено 10:18 ---------- Предыдущее сообщение было 10:00 ----------

Некоторым нравятся ежи...

Никто не против разнообразия видов
у каждого свое предназначение.
Модель Misha88 предложил посмотреть
по причине очень низких динамических искажений при устойчивости к емкостной нагрузке 200 нФ.
Это говорит об очень низкой инерционности усилителя не смотря на коррекцию до срыва в генерацию при емкости нагрузки 200 нФ.
Это вторая модель усилителя в моем списке лучших по инерционным свойствам.

[pyos]

Это разные понятия.

Одинаковые. Одно получается из другого интегральным преобразованием. Причём работает оно в любую сторону.

[Hennady]

Это разные понятия.
АЧХ относится к статическим параметрам...

это так, если мы на вход подаем гармонический сигнал с постоянной амплитудой.

...инерционные свойства к динамическим..

так получается, если на вход дать широкополосный сигнал и по отклику системы уже формируется АЧХ.

Если это так, то таким методом разве системы(схемы) без ООС тестируют?

[wert]

Одинаковые

Динамические характеристики отражают инерционные свойства звеньев при динамических воздействиях,
статические характеристики отражают изменение амплитуды или разность фаз при "гладком" статическом воздействии
в том числе синус воздействии.
В динамической системе каждое последующее значение выходной функции зависит от
мгновенного воздействия, его предыдущего значения и комплексного коэффициента передачи.
В статической системе от мгновенного воздействия и коэффициента передачи
или набора амплитудных характеристик в диапазоне частот.

Это не я придумал,
в учебниках и монографиях
по идентификации нелинейных параметрических систем так звучит.

---------- Сообщение добавлено 10:37 ---------- Предыдущее сообщение было 10:24 ----------

Если это так, то таким методом разве системы(схемы) без ООС тестируют?

Методов идентификации динамических параметров достаточно много,
каждый из методов имеет свои ограничения начальных условий.
Например используя функциональные ряды Вольтерра
не возможно оценить ряды более второго порядка,
так как приводит к катастрофическим ошибкам идентификации нелинейности.
Идеально подходит для систем со слабо выраженной нелинейностью и для линейных систем.
По этим же причинам используя ряды Вольтерра не возможно использовать для анализа
не детерминированный стохастический сигнал,
например нельзя использовать белый гауссовский шум...
Каждый метод из десятка существующих имеет существенные ограничения,
универсального метода оценки динамических искажений нет.

[Teoretic]

АЧХ относится к статическим параметрам,
инерционные свойства к динамическим.

Ладно. Протестируй вот это.

with1.cir

Потом обсудим.

"Статические" искажения:

[Dieselboy]

Я уже сколько времени пытаюсь тебе это объяснить. АЧХ и инерционные свойства - это одно и то же явление.

А как построить АФЧХ не для малосигнального режима, а полносигнального в mc?

АЧХ относится к статическим параметрам, инерционные свойства к динамическим.

Но ведь синуосида это не постоянное напряжение (эффективное постоянное напряжение переменного тока), а переменный сигнал - значит тоже динамический процесс.

Идеальные линейные усилители дают разные линейные искажения статического и динамического линейного звена

Тогда что такое линейные искажения динамического звена и нелинейные искажения динамического звена у вас на графиках?

Модель Misha88 предложил посмотреть
по причине очень низких динамических искажений при устойчивости к емкостной нагрузке 200 нФ.
Это говорит об очень низкой инерционности усилителя не смотря на коррекцию до срыва в генерацию при емкости нагрузки 200 нФ.
Это вторая модель усилителя в моем списке лучших по инерционным свойствам.

У вас очень страшная методика - усилителя не представляющие из себя чего-то особоенного или имеющие в общем более нептимальную схемотехнику (аж до 3-х каскадов УН и слабеньких выхлоп) имеют лучшие показатели, и чем "странней" схем. решение - тем лучше показатели. И наоборот. Тот же кап вам должен был бы показать, если всё так в нём точно моделируется, что перезаряжать разделительный конденсатор (от ГСТ), что у вас на выходе, дело очень инерционное. Но нет, её как будто нет.

[Malinovsky D]

А как построить АФЧХ не для малосигнального режима, а полносигнального в mc?


?

На вход продаёшь постоянку нужной величины и делаешь АС анализ. Картинка заметно поменяется.

[Teoretic]

На вход продаёшь постоянку нужной величины и делаешь АС анализ

Да, но это не режим большого сигнала.
Надо подавать сигнал большой амплитуды разных частот и строить график. В МикроКапе для таких измерений используют Performance window.

[Malinovsky D]

Модель Misha88 предложил посмотреть
по причине очень низких динамических искажений при устойчивости к емкостной нагрузке 200 нФ.
Это говорит об очень низкой инерционности усилителя не смотря на коррекцию до срыва в генерацию при емкости нагрузки 200 нФ.

Я посмотрел модель в МС и почитал описание автора. Любопытная схема с монотонным спадом петлевого усиления 6 дБ/октаву практически во всем диапазоне усиления.
У этой модели (модели, а не схемы) есть небольшой косячок. Входная емкость моделей латералов очень низкая - около 100 пф. По факту на порядок больше.
Кроме того, эти модели латералов в МС не имеют спада крутизны чуть ли не до 100 МГц. По факту у них частотные свойства на порядок слабее.

Здесь этот вопрос обсуждался https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2890554


Возможно, в реальной схеме коррекция немного отличается.
Но если в этой модели добавить в затворы емкость 1 нФ (по 500 пФ на транзистор), схема становится неустойчивой.
Это не совсем корректный эксперимент (в модели уже есть RC цепочка в цепи затвора с постоянной времени порядка 20 нс), но я не смог скорректировать параметры модели в МС, чтобы латерал стал похож на даташитный.

Это вторая модель усилителя в моем списке лучших по инерционным свойствам.

В МС еще есть интересные фокусы с линейностью и нелинейностью. Например, с моделями ZVN4525 и ZVP4525 получается очень простой УН с размахом 40В и гармониками 30 u% на 20 кГц без общей обратной связи. Совсем тупое преобразование на входе напряжение-ток, потом сломанный каскод с источником тока - и вуаля! Не надо ничего мудрить
И таких "феноменов" в МС хватает. В реальность таких феноменов слабо верится.

[Teoretic]

И таких "феноменов" в МС хватает.

Видимо, это модель транзистров некорректная. Вон, в схемах чуть выше Микрокап показывает вполне вменяемые искажения.

[Malinovsky D]

Да, но это не режим большого сигнала.

Да, понимаю. Это очень грубое приближение. Но позволяет оценить, что происходит со схемой при большом размахе на выходе, когда у транзюков растут емкости, падает бетта и частота единичного усиления.

В МикроКапе для таких измерений используют Performance window.

спасибо, посмотрю.

---------- Сообщение добавлено 11:40 ---------- Предыдущее сообщение было 11:39 ----------

Видимо, это модель транзистров некорректная.

Да, о том и речь.