Наш Тихоня, или как приручить композит

[Electrovoicer]

Помимо "Чистюли" я решил сделать целую серию небольших модулей различного назначения, на базе которых можно будет построить то или иное аудио-устройство.
Их общим свойством является высокая сложность повторения в домашних/радиолюбительских условиях в связи с многочисленными "подводными камнями" современной высокотехнологичной и высокочастотной элементной базы. Однако хочется сделать некоторые решения более доступными широкому кругу любителей. Выход я нашел в разработке семейства небольших и недорогих плат, в которых особое внимание уделено тем проблемам, которые не могут быть решены без специального оборудования. А компромиссное их решение сведет "на нет" некоторые преимущества современной элементной базы.
Итак, "Тихоня". Что это, и для чего он нужен?
Много копий сломано об тему композитных усилителей для наушников. Большая часть конструкций, попадавшаяся мне на форуме, не раскрывает всех возможностей применяемых компонентов из-за сложности обеспечения устойчивости при желаемом быстродействии и линейности. Мощные ОУ с ТОС, используемые в таких конструкциях, как правило, используются с небольшим коэффициентом усиления, не позволяющим перевести входной усилитель в "малосигнальный" режим, обеспечивающий максимальную результирующую линейность. А попытки увеличения местного усиления ОУ с ТОС в составе "композитов" как правило приводят к самовозбуждению и драматическим последствиям в реальных конструкциях. Это связано со многими факторами, и немаловажными являются топология ПП и плохо выбранные цепи частотной коррекции.
Я решил взять наиболее дешевый (но далеко не самый плохой!) DSL-драйвер и попытаться его "разогнать" (усиление в местной ООС - 30), при этом обеспечив приличный запас устойчивости всей конструкции, сохранив малую чувствительность к внешним ВЧ-помехам и характеру нагрузки. Выбор пал на счетверенный THS6214.
Входной усилитель - ADA4898. Концептуально хотелось сохранить подход и характеристики, примененный в усилителе Oriel Z1, при этом уменьшив себестоимость.
Модуль обладает дифференциальным входом и изначально предполагает подключение к ступенчатому аттенюатору с выходным сопротивлением 3 КОм. Разумеется, его можно использовать в неинвертирующем включении. Сейчас номиналы на схеме - предварительные, окончательно их подтвержу, собрав модуль.
"Тихоня" обеспечивает КНИ ниже -120дБ в диапазоне рабочих частот, напряжений и нагрузок (включая низкоомные наушники). Выходное сопротивление модуля в основном определяется выходным LRCL-фильтром и составляет менее 0.1 Ом. Питание модуля - от стабилизированного биполярного источника +-5..12В. Встроенная защита от КЗ и появления "постоянки" на выходе повышает живучесть "Тихони". Размер 4-слойной печатной платы - 51мм х 28мм, на обратную сторону можно (и даже нужно во многих случаях) приклеивать радиатор. Топология платы обеспечивает, в частности, минимально возможную паразитную емкость на инвертирующих входах ОУ с ТОС и вблизи 1.5КОм-резисторов обратной связи.

В схемотехническом плане предлагаю обратить внимание на следующие моменты:
- индуктивная коррекция ОУ с ТОС
- использование параллельного включения секций ОУ
- способ реализации защиты по току и напряжению

Полагаю, достигнуто очень и очень неплохое соотношение цена/качество.

Вопросы:
1. Нужна ли такая конструкция сообществу? Готовить ли вариант для "Толкучки"?
2. Нужно ли "классическое" неинвертирующее исполнение с высоким входным импедансом?
3. Нужно ли написать что-то вроде "инструкции по применению" с различными вариантами включения и рекомендациями?
4. Необходима ли плата выпрямителей/стабилизаторов?



Схема tichonya_schematics.PDF

[Nikolav]

Второй партии не будет, пока не будет отзывов по первой.

А первая закончилась?

При инвертирующем включении у схемы входное сопротивление 3КОм. Это сделано для использования "Тихони" совместно со ступенчатым аттенюатором с пониженным сопротивлением. Я публиковал схему такого регулятора, просто надо в ней выходной ОУ заменить на "Тихоню".

Это хорошо, но это есть в описании.
Вопрос был доступен ли такой РГ для приобретения при использовании инвертирующего включения?
Какое входное сопротивление совместно с таким РГ?

[Electrovoicer]

Вопрос был доступен ли такой РГ для приобретения при использовании инвертирующего включения?

Его нет в виде отдельного устройства. Вы можете приобрести кит никитинского регулятора и впаять в него другие резисторы, которые я указывал в статье и добавить предусилитель (там же).

[Molodoy 4elovek]

Сегодня выбирал уши в магазине http://doctorhead.ru Слушал: акг, синхи 598 650 800 (последние ради интереса, потому что отдать 38 тысяч за уши, это уже слишком) и ряд других. Долго мучился между 598 и 650 650 звучат лучше, глубина более четкая, но сильно давят голову, после 20 минут не комфортно, потом жаба настояла на том, что уровень моих компонентов не достаточен, чтоб раскрыть их и в итоге взял 598 в виде отправной точки. Тихоня каким количеством разошелся, как скоро можно ожидать отзывов и начало запуска второй партии?

[Nikolav]

Вы можете приобрести кит никитинского регулятора и впаять в него другие резисторы, которые я указывал в статье и добавить предусилитель (там же).

Надо где-то приобрести какой-то кит, впаять резисторы (другие!), которые указаны в какой-то статье. И не забыть добавить предусилитель (от туда же!). Я ничего не перепутал?

На мой взгляд проще использовать регулятор громкости Никитина с ДУ от antecom, включить Тихоню в неинверте, добавив параллельно входу ОДИН резистор на 30-33кОм.
При этом надобность в предусилителе отпадает.
Было бы неплохо предусмотреть использование Тихони в инверте совместно с выше указанным РГ.
А так получается инв. включение Тихони было разработано под ваши нужды, при этом возможность такого включения предоставляете лишь теоретически.

[Electrovoicer]

Надо где-то приобрести какой-то кит, впаять резисторы (другие!), которые указаны в какой-то статье. И не забыть добавить предусилитель (от туда же!). Я ничего не перепутал?

именно так, просто я устал в каждом сообщении давать ссылку на статью.

А так получается инв. включение Тихони было разработано под ваши нужды

значит, по всей видимости, оно Вам не нужно?

при этом возможность такого включения предоставляете лишь теоретически.

представляю весьма даже практически, так как знаю, где оно применено

делаю вывод, что "Тихоня" Вам, по всей видимости, не подойдет, так как рассчитан на аудиторию, которой хочется собственными руками сделать обрамление
т.е. "Тихоня" оставляет владельцу элемент творчества.
на сайте есть более законченные конструкции, которые не требуют большого времени для того, чтобы начать их использовать.

---------- Добавлено в 22:45 ---------- Предыдущее сообщение в 22:41 ----------

взял 598 в виде отправной точки.

с покупкой Вас!

Тихоня каким количеством разошелся?

более 1 и менее 100

как скоро можно ожидать отзывов

это зависит от активности покупателей на форуме.

начало запуска второй партии?

а чем Вас не устраивает первая партия?

[Nikolav]

Offтопик:

именно так, просто я устал в каждом сообщении давать ссылку на статью.

Проморгал , нашёл.

значит, по всей видимости, оно Вам не нужно?

С чего такой вывод-то?

представляю весьма даже практически,

не надо представлять, предлагайте полные КИТы. Или устройства которые нормально согласуются с другим, представленными в толкучке.

делаю вывод, что "Тихоня" Вам, по всей видимости, не подойдет,

Не надо за меня делать вывод, я с этим сам справлюсь .

т.е. "Тихоня" оставляет владельцу элемент творчества.

Да не творчество это. Это доделки за вами, связанные с согласованием с другими устройствами. Или поставить буфер это уже творчество?
Вы же предлагаете модульный готовый продукт, который с другими устройствами не вяжется.


Позиция ясна, с флеймом завязываю, если надумаю - почтовый ящик знаю.

[Molodoy 4elovek]

а чем Вас не устраивает первая партия?

Тем, что не хочется проверять народную мудрость: "первый блин комом". Прошу прощения за злой сарказм, просто наблюдая разработки других авторов, можно увидеть закономерность в виде "шлифовки" устройства в последующих партиях, после отзывов тех кто приобрел первую.
Мне так же, как и Nikolav интересно устройство: "собери из блоков классную штуку, за разумные деньги и вставь его в свой корпус", а не "да ну все на хер, пойду куплю лактоник на 6п3с за 23 штуки и буду верить, что меня не развели"
Я искренни желаю, что бы у Вас получилось создать комплект отличного усилителя с блоком стабилизатора напряжения питания, низкоиндуктивный транс и регулятор громкости. Если посмотреть в толкучке, то там не увидеть конструкций недорогих усилителей для ушей, а наушники есть у многих.

[Electrovoicer]

Да не творчество это. Это доделки за вами

Еще раз: концепция такова. Другой не будет. Это МОЙ взгляд на вещи, т.е. предлагается "as is"
У Вас есть возможность сделать кит, включающий "Тихоню" и все остальное необходимое и предлагать его.

не хочется проверять народную мудрость: "первый блин комом"

не проверяйте

комплект отличного усилителя с блоком стабилизатора напряжения питания, низкоиндуктивный транс и регулятор громкости.

еще раз: я НЕ буду делать полный кит.
в "Тихоне" решены все наиболее сложные для проектирования/производства вопросы. Дальше каждый сам решает, как именно его применить.
Или решает, что ему такое не надо.

[Electrovoicer]

По поводу изменений в следующей партии.
С большой вероятностью они будут сугубо косметические, размер и распиновка не изменятся. Частично их суть можно разглядеть на габаритном чертеже в "Руководстве":
- поправлен футпринт транзистора
- незначительно оптимизированы типы и номиналы компонентов под серийный выпуск
- электролитические конденсаторы будут устанавливаться на обратную сторону, причем они будут прикладываться незапаянными для случаев, когда хочется использовать плату с минимально возможной высотой монтажа компонентов.
- светодиоды также выведены на обратную сторону, так как наиболее вероятный сценарий использования - впаивание штырей 2.54мм и установка платы вниз деталями. в этом случае электролитические конденсаторы, светодиоды и радиатор будут глядеть вверх.
Следующая партия не будет выпущена, пока не придут отзывы по первой и я не убежусь, что можно запускать мини-серию на заводе.

[Velzivul]

- электролитические конденсаторы будут устанавливаться на обратную сторону,

Павел, они будут выводные или SMD?

[Denisius]

Выводные, читай писание.

[Electrovoicer]

Спасибо всем десяти пользователям "Тихони" за активные отзывы на форуме.
С вашей (и божьей) помощью проект теперь уж точно не загнется!
Кланаюсь в ножки!

[Nikolav]

Привет Electrovoicer.

В неинвертирующем режиме чуть выше нелинейные искажения и чуть меньше мне нравится характер спектра. Хотя и в этом случае они не превышают -120дб.

Крою твоей же картой:

когда показывают такой уровень КНИ, всегда рассказывают о методике измерения.

Можно увидеть спектры в инвертирующем и неинвертирующем режиме? Только не снятые RMAA.

Offтопик:

Спасибо всем десяти пользователям "Тихони" за активные отзывы на форуме.

Мой экземпляр ещё не приехал, и честно говоря запущу я его где-то через год, сейчас занят другими делами. Купил прозапас, понравился он мне грамотным подходом, испугала фраза: "второй партии не будет, пока не будет отзывов".

[Wizard]

Подключил примерно час назад.
Включение инвертирующее, на входе Alps Blue Velvet 50k, питание 12в.
Наушники AKG K701, источник на данный момент — комп (Realtek ALC888).
Очень понравилось устройство, звучит очень объемно и прозрачно, разница между качеством записей просто огромная.
Я слегка озадачен, сказать честно, не ожидал такого результата.
Чуть позже попробую от связки Flamenco + Lynx 47V3.

[Electrovoicer]

Можно увидеть спектры в инвертирующем и неинвертирующем режиме? Только не снятые RMAA.

Вот потому-то я и не указываю точное значение КНИ, пишу только, что ниже -120дб. У меня нет стенда, на котором я могу метрологически достоверно измерить такие низкие искажения. Оценочно, с помощью измерительного режектора-усилителя и карты E-MU 1212 PCIe определил их ниже указанной величины. Подобные картинки выкладывать не корректно.
Суть моей оценочной методики в том, что я сначала измеряю собственный уровень нелинейности тракта ЦАП-режектор-АЦП, потом добавляю в тракт измеряемый девайс и сравниваю спектры. Очень грубо КНИ можно оценить вычитанием этих двух спектров. Хотя в действительности, для правильной оценки, надо учитывать не только амплитуду, но и фазу гармоник. Для этого уже потребуется сделать программу в Matlab (или в чем-нибудь еще подходящем), работающую со звуковой картой и производящую необходимые вычисления. На это надо потратить существенное время, я пока не созрел, чтобы это сделать.

---------- Добавлено в 18:28 ---------- Предыдущее сообщение в 18:23 ----------

Wizard, спасибо большое за отзыв! Мне очень важно иметь обратную связь от пользователей, иначе я перестаю понимать, зачем я это все делаю. Бизнес-составляющая в данном проекте выражена довольно слабо, мне нужны не только положительные, но и отрицательные (если такие найдутся) впечатления. В противном случае вся проделанная работа не имеет смысла.

[Nikolav]

Electrovoicer, вот тут https://forum.vegalab.ru/attachment....2&d=1330959760 в разделе 2.4.2 описана методика.
Общий смысл: одним входом звуковой карты контролировать сигнал на входе усилителя, другим каналом на выходе. Потом запускается несколько независимых генераторов и подстройкой частоты и амплитуды каждого генератора давятся гармоники на входе усилителя. Теперь можно смотреть спектр на выходе усилителя.

[Electrovoicer]

Теперь можно смотреть спектр на выходе усилителя.

к сожалению, когда речь идет об измерении уровней искажений ниже -110дб, этот способ оказывается малоприемлем, и вот почему: реальные звуковые карты, даже очень приличные, имеют такую разницу спектра гармоник между каналами, что говорить о сколь-нибудь надежном, с точки зрения метрологии, результате не представляется возможным.

[Nikolav]

имеют такую разницу спектра гармоник между каналами,

не подумал. Согласен.

[Vovk]

имеют такую разницу спектра гармоник между каналами, что

Тогда, нужно использовать один и тот же канал. Сначала, настроить выход звуковой, потом подключиться к УМ.

[Nick]

Offтопик:

не подумал. Согласен.

А я не согласен. Это легко проверяется, и по моему опыту идентичность каналов в плане искажений у хороших карт легко достигает -130дБ (на уровнях -10...20дБ). Хотя бывают и исключения, например EMU0202.

---------- Добавлено в 09:25 ---------- Предыдущее сообщение в 09:15 ----------

Суть моей оценочной методики в том, что я сначала измеряю собственный уровень нелинейности тракта ЦАП-режектор-АЦП, потом добавляю в тракт измеряемый девайс и сравниваю спектры. Очень грубо КНИ можно оценить вычитанием этих двух спектров. Хотя в действительности, для правильной оценки, надо учитывать не только амплитуду, но и фазу гармоник. Для этого уже потребуется сделать программу в Matlab (или в чем-нибудь еще подходящем), работающую со звуковой картой и производящую необходимые вычисления. На это надо потратить существенное время, я пока не созрел, чтобы это сделать.

Можно сделать по другому, вместо того чтобы вычитать гармоники потом, лучше их просто скомпенсировать програмными средставами (т.е. добится дополнительными прогр. генераторами отсутствия гармоник в тракте без измеряемого девайса). Если режектор гораздо более линеен чем ЦАП, то это даст коллосальный прирост в качестве измерений и этот метод будет более корректен, чем вычитание гармоник после измерений. Только при замерах надо сделать так, чтобы не менялся импеданс нагрузки ЦАПа (это кстати справедливо для любого метода).