TubSuMo - гибрид с низким уровнем искажений и превосходным звуком

[vzaichenko]

Как обещал чуть ранее, публикую свой прошлогодний проект гибридного усилителя с низким уровнем гармонических и интермодуляционных (что особенно приятно) искажений. 12AU7 на входе, связь входного дифференциального каскада и УНа "а-ля Sansui", на выходе - выходная секция EF3 "non-switching". Оригинальный УН - комбинация супер-пары Баксандала и каскода Хоксфорда - обеспечивает высокую линейность в сочетании с прекрасным, ровным клиппингом без "прилипаний".

Замеры сделаны при питании +/-50В, для чего номиналы R6, R11 установлены в 10к, а стабилитроны D8, D9 сняты (изначально было сделано под +/-70В).
Спектры замерены при выходной мощности 50Вт на нагрузке 8 ом.

Хэв фан

[vzaichenko]

Будет проще, быстрее и ближе к истине если вы уберете из заголовка "ультранизкие искажения".





Вы сказали что резитор без тока "практически не шумит". Это не соответсвует действительности, при отличной от абсолютного нуля температуре. И, как я уже сказал, при комнатной температуре, этот шум перекроет собственный шум входной биполярной пары во многих случаях, т.е. будет являться ДОМИНИРУЮЩИМ источником шума в усилителе.

Научитесь считать шум в усилителе для начал. Потом приходите обсудить.

0.0008% THD и такой же IM на 8 ом - это не ультранизкий уровень?!
Другое дело, что вы не доверяете результатам измерения.

У меня есть готовый усилитель, с которым очень просто экспериментировать.
Так вот, замена пар резисторов 47к/1.8к на 27к/1к не приводит к сколь-либо заметному снижению уровня шума.
А вот с 2SK117 шумит чуть сильнее. Но в целом - вообще не важно. Шумит слабо по-любому.

---------- Сообщение добавлено 18.02 ---------- Предыдущее сообщение было 17.59 ----------

И резисторы в истоках.

Это так, но при использовании нескольких пар резисторы способствуют более ровному распределению тока между парами. В целом, и без них работать будет.

[SAPR]

более ровному распределению тока между парами.

Он и без них распределится вполне нормально. А вот спектр искажений ВК будет более мягким (без резисторов).

[vzaichenko]

Он и без них распределится вполне нормально. А вот спектр искажений ВК будет более мягким (без резисторов).

Кстати - насчет спектра - попробую

[derrik]

Не особо понял зачем тут лампа

[vzaichenko]

Не особо понял зачем тут лампа

Ну, мы тут вроде пришли к тому, что наиболее разумное объяснение - религиозные предпочтения
Можно по-разному. Но мне вариант с лампой нравится больше других.

[ntechmen]

Другое дело, что вы не доверяете результатам измерения.

Наблюдаю последнее время на форуме, тенденция выкладывать измерения (в частности спектры), скажем так, которые требуют перепроверки. (цифры запредельные...) ( наверное пора уже единую методику на форуме принимать, для снятия характеристик умзч).

Касаясь вашего усилителя, поясните немного за счет чего (схемные решения или глубокая оос к примеру) достигается высокая линейность?

[hippo64]

Хотел промолчать, ибо ни разу не художник, однако интересно стало, какой кистью спектры рисовали, в смысле железо какое было?

---------- Сообщение добавлено 18.55 ---------- Предыдущее сообщение было 18.49 ----------

Корпуса от элитного специалиста очень красивые.

[audiomun]

Иллюстрация из учебника:

Вложение 251105

Не факт, например, такой-же вид имеет и типичный график зависимости Кг от выходной мощности в УМ с плохой исходной линейностью его усилителя напряжения, по некоторой аналогии с остаточным шумом.

[Shaq]

0.0008% THD и такой же IM на 8 ом - это не ультранизкий уровень?!

Нет, учитывая мощность (2.5Вт на 8Ом) это не низкий уровень. Это немного ниже чем лм3886. Если даже ниже.

Другое дело, что вы не доверяете результатам измерения.

Не придумывайте на ходу. Я всего-лиш обратил внимание что уровень проведения измерений был ну ооочень далек от идеала, и на то что при таком уровне это никакое не "ультранизкое"

У меня есть готовый усилитель, с которым очень просто экспериментировать.
Так вот, замена пар резисторов 47к/1.8к на 27к/1к не приводит к сколь-либо заметному снижению уровня шума.

Научитесь нормально измерять, разберитесь с петлями, и перестанте оспаривать фундаментальные принципы. С такими измерениями как у вас, судить что-то о шуме самого усилителя невозможно.
Ну и раз уж вы заговорили про шум транзисторов, посмотрите для начала что я приводил в пример и кой этот пример дает уровень шума.

А вот с 2SK117 шумит чуть сильнее. Но в целом - вообще не важно. Шумит слабо по-любому.

А вот опять не знаете о чем говорите. А потом хотите что-бы к вам относились серьезно. NF для 2sk117 по даташиту всего 2дБ на 1кГц. Т.е. до шума 1.8к резистора, даже если учеть что в дифпаре два транзистора, им еще очень далеко. Шум такой входной пары пактически ничего не прибавит на фоне шума ваших резисторов.

Вобщем все понятно с вашими измерениями шумов. Видимо из-за вашей любимой земляной петли, или же других прелестей вашего измерительного сетапа, вы и получаете тот результат который получили. А те n дБ разницы вполне можно списать на слегка отличающееся подключение в том и другом случае, в результате чего петля была больше/меньше. Либо просто неакуратность.

---------- Сообщение добавлено 21.11.2015 в 00.01 ---------- Предыдущее сообщение было 20.11.2015 в 23.30 ----------

А кто вам сказал, что я имею в виду тепловой шум?

Кстати, аж любопытно стало, о каком шуме вы говорили? 1/f? Все так плохо?

[Shurik]

Это немного ниже чем лм3886

А что, LM3886 вдруг стала критерием истины и отличного звука? Даже в реализации Николая Швыдкого или аудиоманьяка? Опять нулей после запятой мало? На мой взгляд очень приличная схема усилителя и не важно, сколько намерил автор КНИ и ИМД - это всего лишь критерий правильного расчета УМ, но не качества звука. То, что после УН хорошо бы иметь повторитель - согласен, но все остальное (лампы, транзисторы в диффкасакде) не имеет решающего значения. Нужно довериться автору и собрать макет, а уже после этого давать заключение о превосходстве данного УМ над LM3886. Разве не так?

Offтопик:
P.S. Многие обсуждения очень напоминают травлю Леонида Зуева в самом начале темы его усилителя. И где эти критики, где их реализованные другими схемы, ведь они знают рецепты от всех болезней в звукоусилении?

[Shaq]

А что, LM3886 вдруг стала критерием истины и отличного звука? Даже в реализации Николая Швыдкого или аудиоманьяка? Опять нулей после запятой мало? На мой взгляд очень приличная схема усилителя и не важно, сколько намерил автор КНИ и ИМД - это всего лишь критерий правильного расчета УМ, но не качества звука. То, что после УН хорошо бы иметь повторитель - согласен, но все остальное (лампы, транзисторы в диффкасакде) не имеет решающего значения. Нужно довериться автору и собрать макет, а уже после этого давать заключение о превосходстве данного УМ над LM3886. Разве не так?

Offтопик:
P.S. Многие обсуждения очень напоминают травлю Леонида Зуева в самом начале темы его усилителя. И где эти критики, где их реализованные другими схемы, ведь они знают рецепты от всех болезней в звукоусилении?

Если вы уже вклиниваетесь посредине обсуждения, то хотя-бы удосужились прочитать то что было написано ранее. Мне все равно какой тут "звук". Я обратил внимание на то что измерения проведены на невысоком уровне, а так же на то что для приставки "низкие", даже без "ультры" надо иметь хотя-бы еще нолик перед восьмеркой. Особенно учитывая низкий уровень мощности при проведении измерения. У вас есть что-то добавить по этому вопросу?

NB Разу уж вам так нравится бегать за мной по темам и цеплятся, то может будете делать это по теме разговора, а не с тем о чем вам вдруг захотелось поговорить?

[Shurik]

надо иметь хотя-бы еще нолик перед восьмеркой

Кто бы сомневался, что речь снова идет о нулях после запятой!

Мне все равно какой тут "звук"

Тогда какой смысл вообще постить в этой теме, если не интересует главное - звук, а важным для вас является на каком уровне проведены измерения. Здесь раздел называется "усилители", а не методология проведения измерений.
P.S.

Offтопик:
Не придавайте слишком большого значения вашей личности, в данной теме я только потому, что мне интересен УН автора, но не маниакальная необходимость общения с вами. С уважением

[Shaq]

Кто бы сомневался, что речь снова идет о нулях после запятой!

Тогда какой смысл вообще постить в этой теме, если не интересует главное - звук, а важным для вас является на каком уровне проведены измерения. Здесь раздел называется "усилители", а не методология проведения измерений.

Еще раз спрашиваю, у вас есть что добавить по обсуждаемому мной с автором схемы вопросу или нет? Если нет - то не засоряйте тему своими нравоучениями. Они никому не интересны.

Не придавайте слишком большого значения вашей личности, в данной теме я только потому, что мне интересен УН автора, но не маниакальная необходимость общения с вами.

Ой ли. Предыдущие два раза, когда мне доводилось пересекатся с вами на данном форуме, вы встревали в техническое обсуждение, пусть и слегка эмоциональное, с подобными же нравоучениями. Совпадение?

[Валет]

для приставки "низкие", даже без "ультры" надо иметь хотя-бы еще нолик перед восьмеркой.

Еще один нолик не проблема. Достаточно немного изменить методику измерения искажений. Например, в УМ в реализации Николая Швыдкого изменение методики измерения изменяет число нулей сразу не два с гаком.
Проблема не в нулях, а в отсутствии корреляции между объективными и субъективными оценками качества усиления. Пока при измерении КНИ игнорируются коммутационные искажения, обсуждать цифры искажений вообще нет смысла. Например, тот же усилитель Николая Швыдкого с его КНИ 0,01-0,02% (с учетом КИ, при мощности 12 Вт на 4 Ом) имеет субъективно более высокое качество, чем множество других УМ (кроме УМ в кл. А) со значительно меньшим КНИ, но измеренным без учета КИ

[Shaq]

Еще один нолик не проблема.

Вопрос не в том проблема это или нет. А в том что показаный автором уровень искажений, да еще и с учетом мощности на которой проводились измерения, не является сколько нибудь примечательным. Я понимаю что автор наверное очень любит свое детище, но заголовок несоответствует содержанию.

[vzaichenko]

Наблюдаю последнее время на форуме, тенденция выкладывать измерения (в частности спектры), скажем так, которые требуют перепроверки. (цифры запредельные...) ( наверное пора уже единую методику на форуме принимать, для снятия характеристик умзч).

Касаясь вашего усилителя, поясните немного за счет чего (схемные решения или глубокая оос к примеру) достигается высокая линейность?

Хорошо. Вас настораживает количество нулей после запятой? В "моем мире" это не Бог весть что. Для сравнения - спектр гармоник сигнала 10КГц другого моего усилителя, снятый при абсолютно тех же условиях (4.5В RMS на 8 ом):



Здесь уровень искажений явно выше. Но - другая топология, токовая обратная связь, очень высокая скорость. Профиль, кстати, хороший (2-я доминирует, а после третьей и нет ничего).
А у представленного усилителя, спектры такие, какие показаны в первом посте.

Теперь - как это достигается. В первую очередь - высокая линейность всего, что находится левее выходных транзисторов.
Коэффициент гармоник всего тракта, включая УН, с разомкнутой петлей ОООС составляет 0.012% на 1КГц и 0.022% на 20КГц (20В RMS на 50Ком, коэффициент усиления в районе 90дб).
С замкнутой ОООС (Ку=29дб), коэффициент гармоник этого же тракта не поддается измерению, так как моя измерительная система имеет собственный коэффициент гармоник 0.0001%, а у тракта он ниже во всем диапазоне звуковых частот.
Коэффициент гармоник выходного повторителя на латералах - порядка 0.5% при тех же условиях, но на нагрузке 8 ом. Именно им мы и займемся в наибольшей степени.

Теперь наша с вами задача - замкнуть петлю ООС и при этом не превратить всю систему в генератор (что при таком коэффициенте усиления с разомкнутой петлей крайне легко - вы это знаете лучше меня). Естественно, компенсация нам в помощь. В данном случае применена двухполюсная TMC в охватом выходного каскада для дополнительного снижения уровня искажений в верхней части диапазона.

Вот результирующий AC-анализ с кривыми амплитуды и фазы петли обратной связи и подчеркнутыми значениями запасов устойчивости:



Резюмируя все сказанное, результат достигнут за счет комбинации весьма высокой линейности и глубокой ООС.

Насчет методики - предлагаю мерять на 8 ом при 1, 10 и 100 вт - я даже эквивалент нагрузки, выдерживающий 100 вт, для этого почти организовал уже.

---------- Сообщение добавлено 15.40 ---------- Предыдущее сообщение было 15.25 ----------

Хотел промолчать, ибо ни разу не художник, однако интересно стало, какой кистью спектры рисовали, в смысле железо какое было?

---------- Сообщение добавлено 18.55 ---------- Предыдущее сообщение было 18.49 ----------

Корпуса от элитного специалиста очень красивые.

Измерительная система основана на звуковой карте профессионального уровня Lynx L22 и софте от Dr. Jordan Design, позволяющей мерять в полосе до 90КГц при частоте дискретизации 192КГц.
Здесь приведены спектры самой измерительной системы (ее аналоговый вход подключен к ее же аналоговому выходу:



Видны небольшие артефакты на частотах выше 40КГц, но они на точность измерений не влияют и в целом карта конечно намного качественнее большинства "бытовых" вариантов.
Уровень сигнала основной частоты здесь примерно 650мВ.

Корпуса - да... найти бы гото-то в Москве, кто мог бы делать что-то подобное

---------- Сообщение добавлено 15.54 ---------- Предыдущее сообщение было 15.40 ----------

Нет, учитывая мощность (2.5Вт на 8Ом) это не низкий уровень. Это немного ниже чем лм3886. Если даже ниже.



Не придумывайте на ходу. Я всего-лиш обратил внимание что уровень проведения измерений был ну ооочень далек от идеала, и на то что при таком уровне это никакое не "ультранизкое"






Научитесь нормально измерять, разберитесь с петлями, и перестанте оспаривать фундаментальные принципы. С такими измерениями как у вас, судить что-то о шуме самого усилителя невозможно.
Ну и раз уж вы заговорили про шум транзисторов, посмотрите для начала что я приводил в пример и кой этот пример дает уровень шума.



А вот опять не знаете о чем говорите. А потом хотите что-бы к вам относились серьезно. NF для 2sk117 по даташиту всего 2дБ на 1кГц. Т.е. до шума 1.8к резистора, даже если учеть что в дифпаре два транзистора, им еще очень далеко. Шум такой входной пары пактически ничего не прибавит на фоне шума ваших резисторов.

Вобщем все понятно с вашими измерениями шумов. Видимо из-за вашей любимой земляной петли, или же других прелестей вашего измерительного сетапа, вы и получаете тот результат который получили. А те n дБ разницы вполне можно списать на слегка отличающееся подключение в том и другом случае, в результате чего петля была больше/меньше. Либо просто неакуратность.

---------- Сообщение добавлено 21.11.2015 в 00.01 ---------- Предыдущее сообщение было 20.11.2015 в 23.30 ----------



Кстати, аж любопытно стало, о каком шуме вы говорили? 1/f? Все так плохо?

ОК - спасибо за полезные комментарии. Об уровне шума я сужу по "noise floor" на спектре в верхней части, выше 5КГц. Я его не считал конечно и сужу исключительно по результатам практических тестов. С землей уже разобрался. Эти замеры делались в прошлом году, когда проблема еще имела место быть.

А если я покажу подобный уровень искажений на 100Вт - он будет считаться низким?
Не поленюсь, привезу прототипы со склада и пере-меряю Переезжал тут - часть лаборатории на внешнем складе оказалась.

[Shaq]

ОК - спасибо за полезные комментарии. Об уровне шума я сужу по "noise floor" на спектре в верхней части, выше 5КГц. Я его не считал конечно и сужу исключительно по результатам практических тестов. С землей уже разобрался. Эти замеры делались в прошлом году, когда проблема еще имела место быть.

ЧТО?!?!?! Вы серьезно смотрите на полку которую видите в окне анализатора и считаете что это ваш "уровень шума"? Нет, вы видимо издеваетесь. Я отказываюсь верить. Ваше внимание вобще привлекал тот факт что ее положение зависит от длинны окна FFT?

А если я покажу подобный уровень искажений на 100Вт - он будет считаться низким?

Вы знаете, я уже было бы и согласился на "просто низкий" если было столько же при 100Вт (хотя вроде как появляется вопрос почему так плохо на малой мощности, ну да ладно). Но вы сильно меня растроили "шумовой полкой по FFT". После этого нет, не соглашусь.

[vzaichenko]

А что, LM3886 вдруг стала критерием истины и отличного звука? Даже в реализации Николая Швыдкого или аудиоманьяка? Опять нулей после запятой мало? На мой взгляд очень приличная схема усилителя и не важно, сколько намерил автор КНИ и ИМД - это всего лишь критерий правильного расчета УМ, но не качества звука. То, что после УН хорошо бы иметь повторитель - согласен, но все остальное (лампы, транзисторы в диффкасакде) не имеет решающего значения. Нужно довериться автору и собрать макет, а уже после этого давать заключение о превосходстве данного УМ над LM3886. Разве не так?

Offтопик:
P.S. Многие обсуждения очень напоминают травлю Леонида Зуева в самом начале темы его усилителя. И где эти критики, где их реализованные другими схемы, ведь они знают рецепты от всех болезней в звукоусилении?

С повторителем такая история - когда я применяю HexFET (IRFPxxx) - тут выбора нет, повторитель обязателен, у них входная емкость высокая и нелинейная.
А вот с латералами все не так плохо - емкость не такая высокая и намного менее нелинейная. В качестве эксперимента попробовал без повторителя, после чего так и оставил. При таком токе на выходе УНа и такой глубине обратной связи повторитель искажений практически не снижает, а полюс добавляет.

С лампой - да, не обязательно. Один из повторявших этот усилитель не захотел "возиться" с накалом и использовал на входе полевые транзисторы (были немного изменены номиналы в цепях коррекции). Это уже нюансы и по большому счету все мы знаем, что даже при хорошем схемном решении звук будет сильно зависеть от практической реализации. Толщины проводов в блоке питания, в конце концов

---------- Сообщение добавлено 16.14 ---------- Предыдущее сообщение было 16.09 ----------

ЧТО?!?!?! Вы серьезно смотрите на полку которую видите в окне анализатора и считаете что это ваш "уровень шума"? Нет, вы видимо издеваетесь. Я отказываюсь верить. Ваше внимание вобще привлекал тот факт что ее положение зависит от длинны окна FFT?

Вы знаете, я уже было бы и согласился на "просто низкий" если было столько же при 100Вт (хотя вроде как появляется вопрос почему так плохо на малой мощности, ну да ладно). Но вы сильно меня растроили "шумовой полкой по FFT". После этого нет, не соглашусь.

Да что ж такое-то?!!! Вы меня за школьника что ли держите? Длина окна у меня ВСЕГДА одна и та же. Всё тарировано. Я сравниваю апельсины с апельсинами.

---------- Сообщение добавлено 16.21 ---------- Предыдущее сообщение было 16.14 ----------

Кто бы сомневался, что речь снова идет о нулях после запятой!

Тогда какой смысл вообще постить в этой теме, если не интересует главное - звук, а важным для вас является на каком уровне проведены измерения. Здесь раздел называется "усилители", а не методология проведения измерений.
P.S.

Offтопик:
Не придавайте слишком большого значения вашей личности, в данной теме я только потому, что мне интересен УН автора, но не маниакальная необходимость общения с вами. С уважением

УН здесь действительно интересный. Довольно линейный, быстрый, мощный (если надо) и с красивым клиппингом. Применение резисторов в базах обязательно - поначалу боролся за локальную стабильность

[Валет]

Вас настораживает количество нулей после запятой?

В Ваших измерениях тот же недостаток, что и у Николая Швыдкого: они не учитывают основную часть искажений в УМ класса АВ с глубокой ОООС, а именно коммутационные искажения. Такие искажения в свое время были названы «транзисторным» звучанием. Подробнее о КИ в ZD-50

[Shaq]

Да что ж такое-то?!!! Вы меня за школьника что ли держите? Длина окна у меня ВСЕГДА одна и та же. Всё тарировано. Я сравниваю апельсины с апельсинами.

Да вот даже незнаю за кого теперь держать. С/Ш это интегральное значение в выбраной полосе частот. Положение этой полки совершенно не дает вам основания говорить это:

отношение сигнал/шум находится на уровне порядка 110дб. Здесь - порядка 115дб.