Проект Волжская Рысь, или Готовим LME49810, второй заход

[Romanoff]

Эта тема призвана заполнить информационный вакуум, образовавшийся в старой ветке, посвященной драйверу ЛМЕ49810. Как показала история с нашумевшей эпопеей "ЛМ3886, второй заход" - форумчанам интересны ветки, где идет реальная работа, а не симуляторные мерянья пиписьками или теоретизирование, поэтому и появилась эта ветка.

Итак, немного об истории проекта: после успешных экспериментов с ЛМ3886 мне захотелось двигаться дальше, и сделать усилитель, не уступающий A&R как по формальным показателям, так и по субъективному качеству звучания. В качестве консультанта согласился выступить Дима Андронников, за что ему огромнейшее человеческое спасибо! В результате недолгих обсуждений концепция выработалась следующая: использую ЛМЕ49810 в инвертирующем включении, с настолько низким Ку, какой получится без загрубления коррекции и снижения скорости. В качестве буфера перед ЛМЕ использую ОУ в неинвертирующем включении, выход ОУ умощняю транзисторным повторителем с динамической нагрузкой, как это сделано в ЦАП Lynx D29. В ВК используем старые добрые звуковые Санкены - они позволят использовать всего пару жирных 1216/2922 для работы на требуемой мощности в 60-70Вт на любую, даже самую мерзкую нагрузку с наикривейшим импедансом. Ну и как то само собой родилось название для проекта - "Волжская Рысь"
Не буду утомлять читателя лишними подробностями, скажу лишь, что была разработана и изготовлена печатная плата первой версии усилителя, несущая на борту выпрямители, защиту и вообще вся из себя навороченная, как мне тогда казалось. Да, я старался, вкладывал душу и мозг, насколько он того позволял на тот момент.

Получилось вот так:


Мерялось оно так:


Не впечатляет, правда?
Тут то и пришла пора работы над ошибками. Началось чтение теории, макетирование, проверка прописных истин на пальцах и всякое такое. В результате, основная причина провала была выяснена, и я принялся за разработку второй (текущей) версии платы. Компоновка поменялась до невозможности, подход к проектированию был пересмотрен в корне, в результате получилось вот так:



Понятно, что на фото не установлен еще ВК

Макет второй версии усилителя выглядит на сегодняшний момент так:


При работе от этого генератора УМ версии 2.0 показал такие результаты:


Совсем другое дело, не находите?

На сегодняшний день схемотехника выходного каскада и режимы немного изменились, текущая версия 2.3 показывает следующие результаты:


Про звук - предварительное прослушивание одного канала выявило весомое преимущество "Волжской Рыси" над моим экземпляром A&R.

Ремарка на полях: этот усилитель, в отличии от A&R, требует для своей сборки и настройки несколько бОльшую квалификацию сборщика. Это обусловлено, в частности, дискретным ВК на довольно шустрых транзисторах, который норовил засвистеть. Не имея хорошего генератора и осциллографа лучше за повторение не браться - будете разочарованы итоговым результатом

Дополнение от 31.10.2013
Проект полностью закончен, закрыт в корпус и прошел уже ряд прослушиваний в Саратове. Для набора статистики аппарат был передан в Москву, где сейчас ходит по рукам. Отзывы послушавших собираются в этой теме.
Текущая версия проекта v.3.4, метрологически является точной копией финальной версии, описанной в этой ветке. Технически отличия от макета в том, что в аппарат добавлен софтстарт, селектор входов на 4 источника, защита от постоянки на выходе. Выглядит законченное устройство так:

[belka]

Ага. То есть таки перегруз был? Правильно я понял? Можно обойтись только одним ОУ?

[Romanoff]

То есть таки перегруз был?

Похоже на то, но определенно скажу завтра, когда выдерну ЭП и снова прогоню все тесты.

[Максим]

Что-то мне не дает покоя немонотонность спада гармоник практически на всех приведенных спектрах, исключая красивый ЭП...

Но завтра я все равно выдерну ЭП взад, дабы поставить уже точку в этом месте приборно и ушами.

Я запутался - выдерну взад, это как?

[Romanoff]

Я запутался - выдерну взад, это как

Мы тут выше по ветке с Вадимом провели эксперимент - выкинули насовсем ЭП. Получили бонус по искажениям на 1кГц, но звучание, наряду с плюсами вроде лучшей локализации и еще кое чего, получило и неприятный бонус в виде подвизгивания, подссыкивания. Мы предположили, что ОУ перегружается на ВЧ, и предприняли ряд мер, которые позволили вернуть назад ЭП, но получить спектр такой же низкий, как у голого ОУ. Вот этот вариант на сегодня и является наилучшим по звучанию. Вадим же предлагает в очередной раз выкинуть ЭП и послушать - ряд принятых мер дает основания полагать, что может получиться лучше, чем есть.
Я тебя совсем запутал?

[Максим]

Я тут пытаюсь следить за ходом экспримента, но голова уже распухла В общем, понятно. Ждем результата следующего контрольного прослушивания.

[Romanoff]

Кстати, тут со всеми этими экспериментами на полной мощности выгорел в труху мой эквивалент нагрузки Завтра попробую запаять новый, но бОльшую мощность, и с конструктивно предусмотренной возможностью работы в стакане с водой

[.Васильев]

Offтопик:
Один только эквивалент классный видел,но на 50ом .Конструкции Румянцева . 4диска из стеклотекстолита и по окружности между ними запаяно по 6 резисторов МЛТ2 .Всего 3 группы. И все в дюралевом корпусе. Общая мощность 36ватт номинальная. На наши цели надо пересчитать номиналы резисторов

[vova56]

Завтра попробую запаять новый

А будет у вас в работе эквивалент с реактивностями, да с лапшой 3 метра?
Картинку с буфером не опубликовали, народ путается. Я вообще думал, что под нож попали Т1 и Т2.
Во вложении фрагмент статьи, там есть про то как Селф обнаружил "чудо" при наличии входных устройств.

[ViktKors]

Скорее всего ЭП обратно вернётся в систему.
Звучит лучше с ЭП, меряется лучше без него. Победит тот вариант, который лучше на слух. Мы в поисках.

ИМХО с ЭП, как правило, получается лучше (даже если он вроде как не особо нужен). Себе это уже не пытаюсь объяснить какими-либо объективными критериями.

Ну разве-что это какое-то довольно неочевидное влияние источников питания. Потому и отказываюсь (по возможности) от схем, где ток потребления модулируется звуком (при большом желании, в ЭП пожно ИТ и в верхнее плечо всобачить).

[SAS-M]

ЭП стоит на выходе буфера, у него своя петля ООС. За ним идёт собственно сам усилитель, со своей петлёй.

Получается, мощностная полоса всего усилителя не меняется от наличия ЭП в буфере или его отсутствия.
Здесь скорее поведение ОУ стоящего в буфере на высоких частотах с дополнительным ЭП или без него.

Я имел в виду полосу мощности только этого участка: от выхода буфера до входа ВК, если ОУ недостаёт тока на выходе (без ЭП) при быстрых сигналах.
Насколько остаётся достаточным запас по фазе при данной ООС? Так видится мне, транзисторному дилетанту...
Если бы услышал, то было бы проще предполагать.

[belka]

Я имел в виду полосу мощности только этого участка: от выхода буфера до входа ВК, если ОУ недостаёт тока на выходе (без ЭП) при быстрых сигналах.

Ага. Мощностная полоса разумеется сужается при отсутствии ЭП. Поэтому я специально написал - были изменены условия работы ОУ. Перекорректирование буферчика без ЭП не делалось - величина мощностной полосы пропускания заужена получается, если емкость корректирующего конденсатора завышена. Но мы за это дело помним, хотя там и совершенные блохи. Проверим.

Насколько остаётся достаточным запас по фазе при данной ООС?

У буфера на ОУ при отсутствии каких либо дополнительных каскадов в петле общей ООС устойчивость лучше. Это если одиночный оу не будет выходить за границы допустимых режимов, разумеется. В частности по выходному току.

Ну разве-что это какое-то довольно неочевидное влияние источников питания. Потому и отказываюсь (по возможности) от схем, где ток потребления модулируется звуком (при большом желании, в ЭП пожно ИТ и в верхнее плечо всобачить).

Это всё давно известно. Была готовая платка, мы занимаемся её доводкой. Финт ушами - разные типы проводимостей транзисторов, изменение топологии монтажа и т.д. на этой платке выполнить затруднительно, да и задача такая не ставится.

Offтопик:
Я чувствую, что в конечном итоге ЭП не будет. Так отрихтуем схему, что бы он там не понадобился. Схемка позволяет, как я вижу, без всяких проблем это сделать.

Илья. Опять буферчик без ЭП. Надо подобрать конденсатор коррекции в его ОС, попробуй уменьшить номинал до совершеннейшего минимума, но что бы не было выброса на меандре. Гомеопатия, но надо сделать для самоуспокоения.

Цитата из учебника: Величина мощностной полосы пропускания снижается при увеличении емкости корректирующего конденсатора.

[Ромыч]

Я чувствую, что в конечном итоге ЭП не будет. Так отрихтуем схему, что бы он там не понадобился.

Врядли это получится без увеличения номиналов в ООС как LME-шки, так и самой 1122.

[Romanoff]

Надо подобрать конденсатор коррекции в его ОС

Я уже понял, сделаю сегодня, интересно

[audiomun]

Возврат к умощнению ОУ обусловлен ухудшением звучания аппарата после демонтажа ЭП. Хотя, казалось бы, спектр говорил об обратном.

Неудивительно. Просто после первых прикидок работоспособности всегда нужно подниматься на следующую ступень проведения измерений - повышать частоту измеряемого сигнала до 20кГц, минимум, больше - лучше. Использование же частоты в 1кГц для окончательных измерений выглядит совершенно некорректно, как весьма малоинформативное, особенно при измерении Кг. Сравни на частоте 20кГц спектры гармоник буфера с ЭП и без него - увидишь, картина будет более показательной, если опасаешься за мощные выходные транзисторы ВК - отключи его.

[Romanoff]

audiomun, у Вас есть в распоряжении генератор с гармониками ниже -120..130дБ на 20кГц? У меня - нет, пока нет.
А вводить себя и окружающих в заблуждение спектрами, измеренными неизвестно как от неизвестно какого генератора - это немножко не мое.
Чуть позже мы с Вадимом поднимемся вверх по частоте, всему свое время.

[audiomun]

генератор с гармониками ниже -120..130дБ на 20кГц?

Понял, да. Хотя на такой частоте будет вполне достаточно Кг и -100дБ, у усилителя, думаю, меньше не будет. Как вариант - взять частоту 10кГц.

[viktor8m]

Во вложении фрагмент статьи, там есть про то как Селф обнаружил "чудо" при наличии входных устройств.

Это "чудо" известно не знаю сколько лет, что касается самой статьи, то там есть ошибки, во-первых, макс. выходное сопротивление РГ 10к будет 2.5к, а не 5к, а во-вторых, полевики на входе спасают только ниже 1кГц, а выше, как известно, из-за нелинейной ёмкости также могут давать повышение искажений при значительном выходном сопротивлении источника сигнала.

У меня - нет, пока нет.

Снять 10кГц с выхода нормального ЦАП (при 24 бит там не хуже -100дБ), добавить полосовой фильтр (активный или даже просто пассивный LC) и выйдет -120дБ.

[Romanoff]

Не буду утомлять читателей перечислением всех экспериментов, которые мы провели я Вадимом за прошедшее время - их было очень много. Добивались снижения искажений и роста скорости во всех узлах. К сожалению, получилось не все, что планировали - похоже мы выжали из имеющейся схемотехники и конструктива практически все, что можно
Что получилось:
1. Выход буфера при максимальной мощности в нагрузке.

2. Выход УМ, активная нагрузка 6 Ом. Смотрится немного менее впечатляюще, чем старые картинки, но это из за разных масштабов - текущие графики привязаны основным тоном к 0дБ.


Субъективно меня все устраивает, на этот раз Правда, удивить незнакомых таким звуком не получится - ВАУ-эффект напрочь отсутствует

[dekko]

Romanoff, финальная схема какая получилась?

[Romanoff]

Будешь экспериментировать с удалением ЭП?

Не, удалять не буду, он и так уже не особо мешает - тут выше есть спектр без него, так мы добились того, что с ним стало лучше, и намного
Вообще, я склоняюсь к тому, чтобы прекратить изыскания с этой реинкарнацией плат - через неделю примерно приедут платы третьей версии, на них продолжим эксперименты. Там есть предпосылки к дальнейшему снижению искажений на 1кГц и существенному снижению искажений на ВЧ, но и работы предстоит много.

финальная схема какая получилась

Схема не изменилась, немного изменились некоторые номиналы, но не принципиально.

Пришел главный критик в лице ГФ, послушала, в восторге Это значит, что все получилось так, как и задумывалось.
Дядь Вадим, спасибо!