Предварительный усилитель напряжения: лампы, транзисторы или микросхемы?

[Сергей Гапоненко]

Дискуссия о преимуществах и недостатках ламповых и транзисторных (или микросхемных) усилителей мощности и попытки получить хороший звук в условиях домашнего конструирования привели многих аудиолюбителей к концепции гибридных усилителей, в которых ламповый усилитель напряжения (УН) раскачивает транзисторный усилитель тока (УТ).

Однако, понимаем ли мы, в чем преимущества ламп в усилителях напряжения?
Нельзя ли упомянутую концепцию реализовать полностью на транзисторной базе: транзисторный УН плюс транзисторный УТ, не используя общей отрицательной обратной связи.

В этом случае проблема "лампа или транзистор?" сводится к техническому анализу и прослушиванию относительно простых схем, без влияния динамической головки, без большой выходной мощности и т.д.

Можем ли в этом случае указать технические преимущества ламп, по которым они переигрывают при прослушиваниях транзисторные схемы? Короткий спектр гармоник, низкий уровень интермодуляционных искажений, широкополосность можно воспроизвести и на транзисторной базе. "Убивает" ли хорошее звучание в этом случае глубокая ООС транзисторных УН?
Если да, то почему? И какие технические тесты здесь могут помочь?

[LepekhinV]

Ну пошлО - поехало...

[Rondo]

Offтопик:
Точно... Ну про эти двойные слепые достало уже.Я даже на отдыхе эксперимент ставил с пивом пяти сортов-никто не определил,где какое.И что,это доказывает,что оно одинаковое? Будто это роботы тестируют,а не те же люди...

[Petr-1951]

Господи! И сюда векторные искажения добрались!
И как умные и образованные люди ведутся на такое?

я пытался ответить на вашу статью в журнале Радио, но потом понял что это бесполезное занятие, так как она не будет опубликована. Если кому интересно - вот наброски в сокращенном виде
Современные тенденции в звукотехнике.pdf
variator, есть ли какие новости по вашему варианту УН? вы проделали тесты с моими предложениями?

[Nabludatel]

А какова ценность таких заявлений,особенно про абстрактную "кучу технических требований"???

Никаких абстракций. Всё очень конкретно. А те, кого не интересует техническая сторона, обречены всю жизнь "искать звук", и кормить аудиоиндустрию.

Это типа ничего делать не будем,вместо того,чтобы взять и попробовать-и необходимость слепоглухонемых тестов отпадет сама собой...

Это типа сравнивать надо корректно, а не тупым перетыком. И давайте не будем поднимать тему остроты слуха - на слепых тестах такие перетыкщики оказываются самыми глухими. Всегда.

[variator]

замечания по схеме 745
резистор R13 уменьшить как минимум в 3 раза чтобы стабилитрон работал (см. минимальный ток в даташите);
стабилитрон желательно зашунтировать конденсатором (можно электролитом);

Напряжение смещения базы пары Баксандала влияет на суммарный Кг незначительно, и то, в симуляторе. 5.6 лучше чем 2.5, далее разницы почти нет. В реале стоит какой то советский, вероятно 133-й. Шунтирование его конденсатором 22мк немного улучшает подавление помех по питанию. На расклад по гармоникам не влияет никак.

транзистор Q8 не обязательно должен быть мощным и высоковольтным — достаточно маломощного;

Не совсем там просто. Мощный транзистор имеет Ube меньше чем мелкомощный, и тот, на позиции Q8 может поиметь отрицательное (точнее обратное) напряжение коллектор-база. В симуляторе требуется в эмиттер основного транзистора пары поставить 100, к примеру, Ом.
В мультисиме пара Баксандала даже с комплементарными парами симулируется "неправильно" (или кавычки не нужны).
Ubc для p-n-p MJE350 = минус 59 мВ, а в реальной схеме +35 мВ (установлен KSE350).
Когда то такой же расклад по напряжениям наблюдал-измерял в сборке "тройка Акопова".
При симуляции ВС556+MJE340 Ubc(556)= -98mV. С дополнительным для 340 Re=100 Ohm (для Ubc(556)=+64 mV) спектр все равно немного хуже, чем у пары комплементарных транзисторов, поэтому проверять такое паяльником я не стал.

[Rondo]

И давайте не будем поднимать тему остроты слуха

А кто её поднимал то??? Тема совсем другая,если ты еще не понял.Есть некие устройства-ЦАП и усилители,обладающие весьма высоким ТТХ-предельно низкие КНИ,красивые прямоугольники...ОК,Что дальше? А дальше мы для субъективной оценки подключаем их к АС,чья АЧХ,ФЧХ,КНИ,импульсная характеристика какие? Можем мы увидеть параметры источника и усила по звуковому давлению,т.е.,что мы собственно и слушаем? Вряд ли,да? И тем не менее,мы одни устройства оцениваем через другие,которые по некотрым параметрам хуже на порядкИ.Почему же мы слышим разницу? Или двойной слепой и всё едино? Понимаешь,все не могут быть идиотами...

Никаких абстракций. Всё очень конкретно. А те, кого не интересует техническая сторона, обречены всю жизнь "искать звук", и кормить аудиоиндустрию.

Ну можно уже без этого..про "обреченных кормить индустрию".А что там конкретно надо измерить и как слушать-с интересом почитаю,вдруг глаза откроются...

[variator]

Я, собственно, давно "обдолбался" в мультисиме, и пальцы и глаза:

Он хоть и лучше однокаскадного, но все равно не идеален. Я крутил его (ПП) просто от генератора через разнокилоомные последовательные сопротивления, измеряя Кг на входе, на базах ( в симуляторе! в симуляторе!). Можно на первый каскад повторителя поставить составные (Дарлингтон, эмиттерные, ясно дело, увеличивать), еще ниже искажения, но теряем термостабильность.

Дарлингтоны в первый каскад параллельника припаять еще не созрел.
Я вообще взялся за паяльник благодаря киса. Меня возмутило, что не заработала простая схема, и как там можно было еще транзисторы попалить?! Ну и вот, небольшой результат спортивного интереса. Вывод то сделал

Схема простейшая ("голый" УН), имеет ограничения по линейности, но даже ее потенциал увидеть/услышать еще надо постараться, так как у нас нет простого неискажающего буферного каскада.

... буфер выйдет сложнее всего УН.

Сообщение от variator
Стоит ли эта смехотехника заумных анализов в симуляторе и перестрелок в теме, ну не знаю...
А что мы такого заумного делаем?) Просто посмотрели стандартные измерения в пару кликов. Набить схему и то дольше по времени...

"простите, вырвалось". Это не в Ваш адрес. Тут же ясно, что и обычным спектроанализаторным напильником еще пилить и пилить.

[Сергей Гапоненко]

Я убежден, что когда измерения не коррелируют с прослушиванием, то могло быть, например:
- не измерен (не замечен) какой-то параметр (помехи, фон, подвозбуды, не замеченный выход в клип на пиках...добавляйте!);
- не точно совпадает уровень воспроизведения;
- изменился уровень шума в КДП;
- разные АЧХ усилителей + колонки, факторы, дающие окраску звучания;
- изменилось напряжение в сети;
- нарушены условия объективности оценки;
- получены статистически незначимые результаты.

Наверняка я еще многое пропустил.

Измерения обычно коррелируют со слуховыми ощущениями, пока мы находимся в пределах одной топологии тракта и неизменности устройства основных модулей. Например, повышение и понижение мощности, расширение или сужение полосы пропускания, введение биампинга, изменение времени реверберации в кдп будет давать корреляцию между измерениями и слухом.
Повышение глубины обратной связи с целью снижения КНИ при условии, что исходная полоса уже шире звуковой, может и не коррелировать с ощущениями, и об этом многие и много раз писали.
Здесь нет никакого подвоха и никакой драмы.

"Кроме звуков и слов там было что-то еще." ( Андрей Макаревич).

И музыка, и слух, и аппараты наши , и АС сложнее, чем наши теории и наши модели. Только и всего. И это хорошо. Иначе музыка не была бы музыкой, а homo sapiens не был бы таковым. Так что, друзья, не стоит ссориться, давайте дружить и вместе двигаться вперед!
Ради того, что значит музыка в жизни каждого из нас.

[variator]

я пытался ответить на вашу статью в журнале Радио, но потом понял что это бесполезное занятие, так как она не будет опубликована.

Offтопик:
А я помню этот очередной бессмысленный и беспощадный спор. Я влез тогда с предложением тему создать. Вы обиделись на критику Рогова (аудиокиллер) и в какой то горячей теме начали кидать протесты и опровержения. Я тогда и сказал, что в журнале ответку если и выпустят, то через много месяцев, открывайте тему, переползем туда и будем спорить, теоретизировать и выяснять отношения. Нет, никак, зачистили там все посты и никто уже и не вспомнит Вашу позицию. Вот и в этой теме, худо-бедно чего то насимулировали, чего то напаяли. Не-е, не пойдет, надо начать срач...
Сделайте простой но неискажающий буфер для высокоомных УН. belka придумал, сложный. Придумайте проще и не хуже!

[fagos]

Offтопик:
Как бы не чесались руки написать немного критики в адрес статьи, но коллеги правы и я поддержу их позицию - срач в сторону. Petr-1951 создайте тему хоть сейчас и ведите ее как сочтете нужным. Вон Сергей Рубальский так и делает, а кому не интересно читать его посты - просто туда не заходит и исключается возможность лишний раз устроить холивар. Чем вы хуже него?)

[киса]

Чем вы хуже него?

Offтопик:
Он не хуже, он лучше всех. Как большому артисту нужны зрители в зале, так и ему нужны открытые рты от удивления! Отдельную тему открыть не канает, если туда не будут заходить люди с ним по собачиться, то это его провал. А тут в любой теме можно половить рыбку. После закрытия темы "Новый усилитель Петрова" он так и делает. Заметьте, что он со всеми в "контрах". А ответ простой, он не умеет слушать контр аргументы и начинает нести всё подряд, что взбредёт в голову. И спустя пару постов начинает поучать других, что надо делать. На свои вопросы, я так и не получил ответов. Всем спасибо.

[Petr-1951]

Покажете нам эти страшные острые вершины на музыкальном сигнале? А то я сколько смотрел осциллографом, никогда такого страха не видел! Пусть не 500, хотя бы 100 В/мкс?
Или может, это только Ваши фантазии?

а сколько вы видели? 0,2 В/мкс устроит?
чтобы не быть голословным рассмотрим потерю микродинамики на примере усилителя "классика"
на вход усилителя подан сигнал частотой 5 кГц
представьте себе что на его вершине имеется "прыщик" уровнем всего 10 мВ (-40 дБ)
а теперь посмотрим что имеем на выходе усилителя "классика" с задержкой прохождения сигнала 1,5 мкс - "прыщик" исчез практически полностью! Это пример для вас и скептиков по Станиславскому: "не верю"
на третьем графике входной сигнал умноженный на Ку полностью повторяет входной, в отличие от выходного сигнала усилителя (красная).
p.s. Заметьте, усилитель со SR=15 В/мкс не может повторить участок сигнала со SR = 0,2 В/мкс, т.е. в 15/0,2= 75 раз меньшей

Offтопик:
А теперь можете ржать кому сколько влезет. Даже те у кого руки чешутся как fagosa. Как говорится: смеется тот кто смеется последним.

[Nabludatel]

Почему же мы слышим разницу?

Разговор ни о чём. Все бла-бла "слышащие" напрочь перестают слышать в корректно проводимых тестах. Исключений пока не было.

Понимаешь,все не могут быть идиотами...

Идиотов всё-таки подавляющее меньшинство. А большинство "слухачей" либо:
- заблуждаются
- пренебрегают факторами, часть из которых перечислил Теоретик
- занимаются самообманом, и НЕ хотят объективно исследовать свои слуховые возможности. Это самый тяжёлый случай, потому как где вера - там нет места разуму...

---------- Сообщение добавлено 01:38 ---------- Предыдущее сообщение было 01:21 ----------

на вход усилителя подан сигнал частотой 5 кГц
представьте себе что на его вершине имеется "прыщик"

А "прыщик" - то какой частоты? Далеко за диапазоном ЗЧ. Делаете усилитель для летучих мышей?

[Rondo]

Offтопик:

- занимаются самообманом, и НЕ хотят объективно исследовать свои слуховые возможности. Это самый тяжёлый случай, потому как где вера - там нет места разуму...

Аминь! Я так сразу и подумал-очередной спаситель заблудших... Предлагаю на этом здесь закончить.

[stan marsh]

Offтопик:
Как говорится: смеется тот кто смеется последним.

Offтопик:
Ага, а не смеётся тот, кто не смеётся первым.

[Teoretic]

рассмотрим потерю микродинамики

Если по-честному, то ваш "микродинамический" импульс все-таки воспроизвелся, но с уменьшенной амплитудой. Длительность импульса около 3 мкс. Мне интересно, способен ли кто-нибудь услышать этот импульс?
И вообще, если воспроизводить отдельные звуковые импульсы длительностью в микросекунды (даже без мешающего фона +40 дБ), это реально услышать?

[Petr-1951]

Мне интересно, способен ли кто-нибудь услышать этот импульс?
И вообще, если воспроизводить отдельные звуковые импульсы длительностью в микросекунды (даже без мешающего фона +40 дБ), это реально услышать?

вы знаете в каком динамическом диапазоне человек слышит сильные и слабые сигналы одновременно благодаря логарифмической особенности слуха. Почитайте о законе Фенхеля.

психоакустика

И.Алдошина, слуховые пороги ч.2
«... слуховой аппарат является принципиально нелинейной системой (как при больших, так и при малых уровнях сигнала... какие-то различия во временной структуре сигнала, которые до настоящего времени еще четко не определены, являются значимыми для слуховой системы, и именно по ним она определяет живое звучание или отличает одну акустическую систему от другой. Способность различать тонкую, быстро изменяющуюся временную структуру звукового сигнала подтверждается удивительно точным анализом и распознаванием речи, когда в непрерывном временном потоке распознается специфическая структура различных фонем. »

[свернуть]

Еще Баксандалл когда то пытался найти с помощью осциллографа фрагменты сигнала фонограммы с максимальной скоростью нарастания, но все что нашел это 0,5 В/мкс. Для тех у кого теория отскакивает от зубов это очень мало и они скажут если взять 10-ти кратный запас (т.е. SR=5 В/мкс) то этого хватит на все случаи и окажется неправ.
Динамический диапазон компакт-диска около 90 дБ. Но возьмем скромное значение ближе к реальности, допустим 60 дБ. Предположим что Баксандалл исследовал усилитель с максимальной амплитудой 30 В(пик). Тогда минимальная амплитуда сигналов с ВЧ-составляющими будет равна 30 В/1000 = 0,03 В или 30 мВ (это в 3 раза больше выше приведенного примера).
Теперь воспользуемся понятием Ю.Макарова приведенная скорость нарастания (ПСН) — на эти 30 мВ приходится SR = 0,5 В/мкс. А какая SR требуется от усилителя с амлитудой выходного напряжения 30 В(пик). Правильно, в 1000 раз больше, т.е. 500 В/мкс. Вот вам и подтверждение слов Джона Курла.
Ну а что слова Павла Макуры по поводу необходимости SR для ОУ на уровне 50 В/мкс и более. Так и он абсолютно прав! Если привести ПСН к 3 В(пик) то получим те же 50 В/мкс.

Offтопик:
Ну вот как то так на пальцах для "зубрилок"
Как мне напоминают посты некоторых коллег ответы школьных зубрилок у доски — теория отскакивала от зубов. Стоило учителю задать простейшую задачу для применения теории на практике, как теория вдруг улетучивалась из головы. У кого чешутся руки? прошу к доске

p.s.
Откройте книгу Достала и почитайте выводы к формулам 8.5а — 8.5в и попытайтесь их правильно переварить и применить на практике.
Я конечно понимаю что тех кто до сих пор слушает музыку в формате mp3 на интегральных УМЗЧ типа ТДАшек да еще на акустике 10МАС вполне устраивает настоящее положение дел в звукотехнике.

[semimat]

Еще Баксандалл когда то пытался найти с помощью осциллографа фрагменты сигнала фонограммы с максимальной скоростью нарастания, но все что нашел это 0,5 В/мкс. Для тех у кого теория отскакивает от зубов это очень мало и они скажут если взять 10-ти кратный запас (т.е. SR=5 В/мкс) то этого хватит на все случаи и окажется неправ.
Динамический диапазон компакт-диска около 90 дБ. Но возьмем скромное значение ближе к реальности, допустим 60 дБ. Предположим что Баксандалл исследовал усилитель с максимальной амплитудой 30 В(пик). Тогда минимальная амплитуда сигналов с ВЧ-составляющими будет равна 30 В/1000 = 0,03 В или 30 мВ (это в 3 раза больше выше приведенного примера).
Теперь воспользуемся понятием Ю.Макарова приведенная скорость нарастания (ПСН) — на эти 30 мВ приходится SR = 0,5 В/мкс. А какая SR требуется от усилителя с амлитудой выходного напряжения 30 В(пик). Правильно, в 1000 раз больше, т.е. 500 В/мкс. Вот вам и подтверждение слов Джона Курла.
Ну а что слова Павла Макуры по поводу необходимости SR для ОУ на уровне 50 В/мкс и более. Так и он абсолютно прав! Если привести ПСН к 3 В(пик) то получим те же 50 В/мкс.

Ничего не понял в расчете на пальцах... старею... Мне более понятно другое рассуждение.
Пусть выходной сигнал - синус с частотой f и амплитудой U. У такого сигнала максимальная скорость нарастания равна S= U*2*pi*f.
Эта величина растет с ростом U и f. В нашего случае можно положить U=30В и f=20000Гц. Тогда S=30*2*pi*20000=3.8*10^6 В/с=3.8 В/мкс.
Не знаю, насколько больше этого значения может быть скорость нарастания у ПРОИЗВОЛЬНОГО сигнала с максимальной амплитудой 30В и спектром, ограниченным двадцатью килогерцами. Но у реальных звуковых сигналов спектр сильно заваливается, приближаясь к верхней границе, а это только уменьшает максимальную реальную скорость нарастания.
Наверное это объясняет, почему Баксандалл не встретил выходных сигналов со скоростью нарастания более 0.5 В/мкс.
Я не понимаю, как может получиться требование в 500 В/мкс ... Даже если требовать десятикратный запас для худшего случая (3.8 В/мкс), то всё равно получится не более 50 В/мкс.
Интересно, а что это за книга Достала? Хочется почитать объяснения столь высоких требований. Возможно, этому есть объяснения, если углубляться в работу усилителей с ООС.

[hydr]

Теперь воспользуемся понятием Ю.Макарова приведенная скорость нарастания (ПСН) — на эти 30 мВ приходится SR = 0,5 В/мкс. А какая SR требуется от усилителя с амлитудой выходного напряжения 30 В(пик). Правильно, в 1000 раз больше, т.е. 500 В/мкс. Вот вам и подтверждение слов Джона Курла.
Ну а что слова Павла Макуры по поводу необходимости SR для ОУ на уровне 50 В/мкс и более. Так и он абсолютно прав! Если привести ПСН к 3 В(пик) то получим те же 50 В/мкс.

Offтопик:
Ну вот как то так на пальцах для "зубрилок"
Как мне напоминают посты некоторых коллег ответы школьных зубрилок у доски — теория отскакивала от зубов. Стоило учителю задать простейшую задачу для применения теории на практике, как теория вдруг улетучивалась из головы. У кого чешутся руки? прошу к доске

Еще раз, Слава Богу векторные искажения остались позади теперь - скорость нарастания.

Относительно зубрилок и практики. Оставим в стороне теоретические познания связанные со скоростью нарастания и глубиной обратной связи и тому подобные заморочки по всей видимости не ведомые автору и вроде как учителю.
Так вот, отвечая у доски для особо одаренных, напомню о том, что у Макаровские 45кГц по верху это в малосигнальном режиме.
У ламповых конструкций чаще всего на выходе трансформатор ( это если автор не знает) а эта штуковина имеет большую емкость ( в случае Макарова очень большую). И если нужно будет получить 500В/ мкс то от усилителя потребуется кВА.
А вот тут интересно знает ли автор о соотношении достаточных мощностей на НЧ и ВЧ? Похоже нет. У доски явно скапустится.

ps

Offтопик:
Да и нечо заморскими именами прикрывать то, что прикрыть не получится.

[Nabludatel]

вы знаете в каком динамическом диапазоне человек слышит сильные и слабые сигналы одновременно благодаря логарифмической особенности слуха.

1 Ваш "прыщик" лежит за далеко пределами слухового диапазона, и хоть как его воспроизводи, хоть в 100 раз усиливай, услышать его наше ухо не в состоянии.
2 У исправных источников звуковых сигналов в выходном спектре просто нет таких частотных составляющих.
Почему Вы раз за разом рассматриваете то, чего не может быть?

Не знаю, насколько больше этого значения может быть скорость нарастания у ПРОИЗВОЛЬНОГО сигнала с максимальной амплитудой 30В и спектром, ограниченным двадцатью килогерцами.

Ни на сколько.