Усилитель Jean Hiraga

[alnikst]

Вариант усилителя класса А в различных модификациях (с разными выходными транзисторами) был предложен популярным радиолюбителем Жаном Хирага (Jean Hiraga) и опубликован на страницах французкого журнала L"Audiophile. В качестве вступления к обсуждению оригинальной и модифицированных схем приведу слова автора этого усилителя: "Наиболее интересным на пути создания усилителя является не сама схема, а ее философия, требуемая цель и средства, с помощью которых вы пытаетесь ее достичь. Простую и хорошо изученную схему все труднее представить, чем сложную схему и существует множество хороших примеров ламповых и транзисторных усилителей, иллюстрирующих такой подход.". Полный вариант перевода статьи прилагаю в архиве.
В журнале Радиоаматор №№ 11,12/2019 вышла статья А. Петрова с анализом достоинств и недостатков оригинальной схемы Hiraga.pdf. В последующих номерах данного журнала №№ 1,2/2020 опубликован модернизированный вариант схемы Hiraga-M .pdf. Забегая вперед, скажу что есть вариант схемы в классе АВ со значительно более низким током покоя.
Я собрал промежуточный вариант схемы, назовем его М1. Целью и философией было желание собрать и послушать усилитель класса А с коротким трактом, без разделительных конденсаторов на пути сигнала и без применения интегратора. Данной философии я придерживаюсь и сейчас. Звук усилителя был очень хорош, и мне стало интересно повторить еще один вариант модернизированной А. Петровым схемы М2. В этом варианте чуть больше активных элементов, но тоже замечательный звук. Хорошо было бы произвести измерения и сравнительное прослушивание данного усилителя с другими образцами. В архиве прилагаю модели и печатные платы обоих собранных вариантов.
Выражаю благодарность А. Петрову за проделанную работу по анализу и модернизации рассматриваемой схемы.
Надеюсь, что данная схема в различных ее вариантах заинтересует участников форума. Буду благодарен за конструктивные советы по ее дальнейшей модернизации.

[alnikst]

"Наиболее интересным на пути создания усилителя является не сама схема, а ее философия, требуемая цель и средства, с помощью которых вы пытаетесь ее достичь. Простую и хорошо изученную схему все труднее представить, чем сложную схему и существует множество хороших примеров ламповых и транзисторных усилителей, иллюстрирующих такой подход." Как пример сравнения максимально простой и достаточно сложной схемы приведу выдержки из ветки Букварева: И снова про измерения_Букварев.pdf
Это я к тому, что у каждого всегда будет свой взгляд на хорошо звучащую схему. И свой путь по ее реализации.
Следует признать, что нули после запятой уже мало кому интересны. А вот вопрос корреляции измеряемых параметров со слуховой экспертизой пожалуй стоит на первом месте.
Короче), нижеприведенная схема и ее модель в посте 6, предложена IDDQD. Если есть предложения по изменению схемы, то внесем их и я, пожалуй, начну разводить печатную плату. Если схема стоит того.

[fakel]

Если схема стоит того.

Входной делитель R3 R4 запитай от вольтодобавки С3 С4, чтобы не глушить входное сопротивление

[Hennady]

Следует признать, что нули после запятой уже мало кому интересны.

кому признать?

А вот вопрос корреляции измеряемых параметров со слуховой экспертизой пожалуй стоит на первом месте.

это уже второй этап, который не отменяет первичные параметры на синусе...

на первом месте всегда будет практическая реализация...

[Металист]

Добрый вечер. У меня вопрос к автору усилителя и ко всем неравнодушным. Сколько ток покоя входа? Я насчитал 10мА при 24В на плечо.

---------- Сообщение добавлено 18:48 ---------- Предыдущее сообщение было 18:44 ----------

начну разводить печатную плату

У меня получилось развести печатку для этого усилителя за 15 минут. Обычно этот процесс занимает намного больше времени. Если интересен результат, на днях выложу фото. Рисунки на работе.

[alnikst]

Hennady, кому признать? Да наверное все согласятся, что Кг на уровне сотых долей процента это лишь показатель работоспособности схемы. Далее, в симуляторе стоит выжать из схемы все возможное. Но не по Кг конечно. Есть много других параметров, которые будут свидетельствовать о том, что собранная в железе схема, будет нормально звучать. Вот wert, например, не даст мне соврать да и другие.
Или Вы имеете мнение что только с Кг, измеряемым в тысячных долях процента, схема достойна сойти со стапеля МС? Не поверю, что Вы имеете такое мнение. Да Вы и так все лучше меня знаете).

[IDDQD]

Если есть предложения по изменению схемы, то внесем их и я, пожалуй, начну разводить печатную плату. Если схема стоит того.

Если делать чистый А класс, то задирать токи мелких транзисторов не нужно, достаточно чтоб ток через Q1 - Q4 был порядка 1 - 1.5 мА (как у оригинального Хираги), соответственно резисторы вольтдобавки нужно увеличить - R5, R6 до 3 - 4 Ком, R7, R8 - до 6 - 8 Ком, ну и резисторы R12 R13 увеличить до 510 Ом - при таких номиналах и питании 36 вольт получается ток покоя ~0.9 А - вполне достаточно для нагрузки 8 Ом (симулятор рисует искажения при выходной мощности 14 Вт - 0.0012% на частоте 20 КГц). Да, ещё в базы Q3 Q4 надо бы добавить резисторы по 51 Ом (до конденсаторов коррекции). С3 и С4 можно уменьшить до 100 мкФ. Катушку L1 и R11 скорее всего можно выкинуть, вроде никаких подвозбудов при ограничении сигнала нет, хотя можно и подстраховаться и оставить (решение с катушкой подсмотрел в усилителе Musatoff PA-14) Кому интересно, вот ссылка на его описание...

[Hennady]

Да наверное все согласятся,

я не согласен, уже не "все"....

Кг на уровне сотых долей процента это лишь показатель работоспособности схемы.

это показатель возможности схемы, ты собрался плату разводить? не имея опыта можно смело отнимать порядок от значения Кг в симуляторе, и что остается? так вот разница 0,01(симулятор) и 0,1% (факт) и 0,001(симулятор) и 0,01%(факт) по звучанию такая, что это просто из разных "галактик"...
при этом Кг нет смысла рассматривать в отрыве от других характеристик, и тем более не стоит рассматривать этот показатель на фоне "реликтового гамма излучения" - ...
никакая надуманная характеристика не заменит Кг...

Или Вы имеете мнение что только с Кг, измеряемым в тысячных долях процента, схема достойна сойти со стапеля МС? Не поверю, что Вы имеете такое мнение. Да Вы и так все лучше меня знаете).

вот и проверим - райдер готов, жду только радиаторы...

[Petr-1951]

ГВЗ менее 1,5мс человеческое ухо ни как не реагирует, т.е не в состоянии его определить...
почему Petr-1951 к ОС ным усилителям это понятие подтянул? не понятно...

по ГВЗ в акустике есть известный график Блауэрта, с тех пор ничего нового не появилось... Но это не имеет никакого отношения к задержкам прохождения сигнала в усилителях и к их влиянию на звук
вот небольшая подборка на эту тему
измерение векторных искажений.pdf
хохотунчикам: смеется тот кто смеется последним

[35101]

Petr-1951, alnikst "Забегая вперед, скажу что есть и вариант схемы в классе АВ со значительно более низким током покоя". Можно увидеть вариант схемы в классе АВ?

[Dieselboy]

так вот разница 0,01(симулятор) и 0,1% (факт) и 0,001(симулятор) и 0,01%(факт) по звучанию такая, что это просто из разных "галактик"...

Это, видимо, косвенный признак, совпавший с вашим экспериментом/схемой. То, что у других будет так же - не факт. Иначе можно дойти до нелепости вроде: "Чем больше нулей после запятой, тем лучше галактика. И так далее - нет пределу совершенства." А на деле он есть, как и "1,5 мс ГВЗ".

Вот ещё недшстаток этой схемы надумался: всем известно, что питание УН и УТ делают раздельным, для отсутсвия пульсаций в питании УН. Для данной схемы это не исполнимо, т.к. УН является составной частью УТ.

Но это не имеет никакого отношения к задержкам прохождения сигнала в усилителях и к их влиянию на звук

Будет ли разница, если у испытуемого ГВЗ 7 мкс против 3 мкс? Предполагается, что истинная линейность УМ присутсвует.

[IDDQD]

так вот разница 0,01(симулятор) и 0,1% (факт) и 0,001(симулятор) и 0,01%(факт) по звучанию такая, что это просто из разных "галактик"...

Всё это не важно - без охвата выходной катушки и проводов АС осью - Кг на клеммах АС будет десятые доли процента, но и это не важно - при попадании в ухо звуковые волны в раковине уха обрастут ещё большими гармониками, но даже и это не важно - мозг всё выправит. Главное чтоб Кг усилителя по спектру и уровню не превышал уровень "ауральных" гармоник... имхо конечно.

[Petr-1951]

Petr-1951, alnikst "Забегая вперед, скажу что есть и вариант схемы в классе АВ со значительно более низким током покоя". Можно увидеть вариант схемы в классе АВ?

надеюсь что версия в классе АВ будет опубликована в следующем номере Радиоаматора за этот год (модификация опубликована в первом номере совмещенном со вторым)
Что касается допустимого уровня Кг для высококачественных усилителей показательны тесты трех усилителей Букваревым что привел alnikst https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2734448
И еще один момент, на который хотелось бы обратить внимание - пугалка про PSRR. Специально посмотрел этот параметр в модели "каменного однотактника" И.Семынина - он такой же как в оригинальной схеме Хираги. В модифицированной схеме на 20 дБ (в 10 раз) лучше

Offтопик:
(конечно, если не дорабатывать по факелу)

.

---------- Сообщение добавлено 10:19 ---------- Предыдущее сообщение было 09:55 ----------

так вот разница 0,01(симулятор) и 0,1% (факт) и 0,001(симулятор) и 0,01%(факт) по звучанию такая, что это просто из разных "галактик"...
при этом Кг нет смысла рассматривать в отрыве от других характеристик

Геннадий, надеюсь вы знаете схему УНа усилителя darTZeel - 108. Отдельно УН имеет задержку прохождения сигнала 360 нс - совпадает с измерениями в симуляторе. Выходная ступень легко дорабатывается до пары Баксандалла и с уменьшением корректирующей емкости до 6,8...8,2 пФ и заменой входного транзистора на менее мощный (такой мощный вовсе там не нужен). При этом время задержки снижается до 97 нс (в железе), Кг и спектр остается прежним, а звук из разных галактик...

[fakel]

(конечно, если не дорабатывать по факелу)

Ну это ты зря. Чего там дорабатывать? Просто приведи сопротивления резисторов параллельника к определенному соотношению (ссылку на статью давал) и параллельник сам начнет давить всю грязь с питания

---------- Сообщение добавлено 10:37 ---------- Предыдущее сообщение было 10:35 ----------

время задержки снижается до 97 нс

И сразу в мозг, минуя воздушную среду? Зачем все эти наносекунды, если от динамиков до ушей звук идет со скоростью 443м/c?

[Petr-1951]

И сразу в мозг, минуя воздушную среду? Зачем все эти наносекунды, если от динамиков до ушей звук идет со скоростью 443м/c?

воздушная среда абсолютно ни при чем, из-за задержки звук умирает еще в ОСном усилителе. И чем меньше задержка, тем меньше деградация звука...
В тесте Букварева усилитель Маршала имеет задержку 500 нс, усилитель автора менее 2 нс,
по Кг они соизмеримы
p.s. я уже приводил результат измерения выходного сопротивления Хираги - оно постоянно во всем звуковом диапазоне и далеко за его пределами и не имеет сдвига фазы. Коль упоминался здесь усилитель Маршала, давайте глянем на его выходное сопротивление на частоте 20 кГц
видно что выходное сопротивление сдвинуто по фазе на 90 градусов, заодно видим и влияние дросселя на выходе, проявление коммутационных искажений. И это не что иное как результат действия ООС. В безОСных усилителях нет и близко ничего подобного
p.s. дополненный обзор
измерение векторных искажений.pdf

[alnikst]

Если делать чистый А класс, то задирать токи мелких транзисторов не нужно, достаточно чтоб ток через Q1 - Q4 был порядка 1 - 1.5 мА (как у оригинального Хираги), соответственно резисторы вольтдобавки нужно увеличить - R5, R6 до 3 - 4 Ком, R7, R8 - до 6 - 8 Ком, ну и резисторы R12 R13 увеличить до 510 Ом - при таких номиналах и питании 36 вольт получается ток покоя ~0.9 А - вполне достаточно для нагрузки 8 Ом (симулятор рисует искажения при выходной мощности 14 Вт - 0.0012% на частоте 20 КГц). Да, ещё в базы Q3 Q4 надо бы добавить резисторы по 51 Ом (до конденсаторов коррекции). С3 и С4 можно уменьшить до 100 мкФ. Катушку L1 и R11 скорее всего можно выкинуть, вроде никаких подвозбудов при ограничении сигнала нет, хотя можно и подстраховаться и оставить (решение с катушкой подсмотрел в усилителе Musatoff PA-14) Кому интересно, вот ссылка на его описание...

Внес изменения. Ток покоя упал не до 0,9 А, но 1,3 А тоже хорошо.

[fakel]

я уже приводил результат измерения выходного сопротивления Хираги - оно постоянно во всем звуковом диапазоне и далеко за его пределами и не имеет сдвига фазы.

Следствие неглубокой и короткой ОООС т.е. полюс невысоко и далеко

видно что выходное сопротивление сдвинуто по фазе на 90 градусов

Ну да, выше частоты полюса имеем постоянный сдвиг 90* в цепи ОООС, и реактивное выходное сопротивление. Вот тут уже интересности начинаются - а как эта реактивность будет дружить с кроссовером АС?

В безОСных усилителях нет и близко ничего подобного

Есть, но на очень высоких частотах (ГГц)

[Hennady]

Внес изменения. Ток покоя упал...

Оптимальный ток покоя зависит только от типа выходных транзисторов.

упал не до 0,9 А, но 1,3 А тоже хорошо.

ничего хорошего... т.к. далеко от оптимального...

[IDDQD]

Оптимальный ток покоя зависит только от типа выходных транзисторов.
ничего хорошего... т.к. далеко от оптимального...

Какова зависимость тока покоя от типа выходных транзисторов? Как определить оптимальный ток покоя? Пиковый ток выходных транзисторов в этой схеме может в трое превышать ток покоя, при этом выходные транзисторы остаются в А классе. Как вы это объясните? За счёт чего такой эффект?

[Dieselboy]

с уменьшением корректирующей емкости до 6,8...8,2 пФ и заменой входного транзистора на менее мощный (такой мощный вовсе там не нужен). При этом время задержки снижается до 97 нс (в железе), Кг и спектр остается прежним, а звук из разных галактик...

воздушная среда абсолютно ни при чем, из-за задержки звук умирает еще в ОСном усилителе. И чем меньше задержка, тем меньше деградация звука...

У моего уся в старом схем. варианте исполнения по симулятору задержка 221 нс, у такого же послецапового буфера (послецаповый ФНЧ) 4,5 мкс. Пробовал играть с ёмкостями Миллера 15 и 47 пкФ, собрав 2 макета усей - разницы не удалось услышать. С буферами аналогично, когда добавлял к пикам Миллера ещё 150 пик нагрузки УН и 30 пик как факел советовал (из К в Э пред. каскада), для усилителдя так же сделал. А вот разница была неповерите где: есть такой узел, как ГТ смещения выходников, что стоит в коллекторах УН, так если шунтануть коллекторные ёмкости ГТ 10-20 нФ, то разница отчётливо слышна, звук мягше, не такой резко-жёсткий становится. Да, у послецапового ФНЧ Ку невелик, по кэпу это 12 дБ, но задержка 3-7 мкс для них - это норма, так судя по векторам, ничто после них не должно звучать, только если брать звук с пластинки с 0(?) ГВЗ.

[Petr-1951]

Пиковый ток выходных транзисторов в этой схеме может в трое превышать ток покоя, при этом выходные транзисторы остаются в А классе.

При токе покоя 1 А ток нагрузки без искажений до 6 А

p.s. просадки выходного напряжения на нагрузке 2 Ома по сравнению с 8 Ом не наблюдается
а что касается отличий в звуке, так некоторые и mp3 с битрейтом 64 не могут отличить от CD.