Транзисторный ламповик Сергея Рубальского

[toro]

Кто нибудь уже макетировал/отслушивал усилитель Сергея Рубальского с последнего Суховского РадиоХобби, №5-6 2014, стр.38, С.Рубальский «Транзисторная альтернатива ламповому однотакту». Отличительная функция - регулируемый уровень гармонических искажений. Собираюсь повторить схема довольно проста, и в статье описаны и классифицированы "новые" искажения в УМ и простые способы их измерения. Могу скрины с приложить если это можно здесь.

Сергей Рубальский структурировал информацию о "транзисторном ламповике",
частично с 3 -го пункта по 9 пункт ссылки на результаты, полученные в макете - "железе".
1.Статья и тут
2.Файлы эмуляции в МС10
3.Принципиальная схема ВК и варианты макетных плат 1 2 3
4. Фото макета
5. Диф фильтр
6. Спектр гармоник макета ВК
7. Регулировка спектра гармоник макета ВК, меандр
8.Искажения при мягком клиппинге в макете 1 2
9.Оценка искажений амплитудно-фазового спектра сложного сигнала в макете

Дополнительно в теме рассматривались вопросы:
1. Искажения амплитудно-частотной характеристики (полюса)
2. Зависимость линейных и нелинейных искажений
3. Связь искажений АХ и ГВЗ в динамике.
4. Искажения фазо-частотной характеристики, запас фазы, устойчивость
5. Статическое и динамическое входное сопротивление ВК в полосе частот и нагрузок и
выходное динамическое сопротивление ВК в диапазоне токов покоя
6. Статическая и динамическая амплитудные характеристики
7. Переключательные искажения
8. Амплитудные искажения.
9. Клиппинг
10. Стресс тест
11. Искажения Амплитудно-фазового спектра сложных сигналов.
12. "Транзисторный ламповик" для наушников.

[wert]

Похоже, просто прут гармоники 50 Гц. Наводка этой помехи скорее всего емкостная

Благодарю за ценное замечание.
Проделаю эксперимент - загоню пару частот воздействия ближе к центру полюса, все же ожидаю увидеть конвертацию.

[Alex]

Для сравнения по поводу нелинейных искажений и получения представления о какой шумовой дорожке идет речь.

А я уже получил - точно как были у меня на такой-же карточке.
Для сравнения Оникс:

[wert]

Таки ожидания подтвердились,выловил конвертацию линейных искажений в нелинейные на RC цепи, на пассивной цепи.

Частоту среза - вершину полюса выбрал около 800 Гц.
Две частоты воздействия 880 Гц и 960 Гц "загнал на вершину полюса".
Гармоники и интермодуляции от этих частот воздействия очень редко пересекаются с гармониками 50 Гц.
Первый рис. график интермодуляционного искажения 4-го порядка на частоте 2960 Гц.
Второй рис. график нелинейных искажений - интермод 3-го порядка на частоте 1120 Гц.
Интермоды высших порядков начиная с третьего хорошо фиксируются в спектре искажений.
В спектре искажений также хорошо фиксируются нечетные гармоники, четные по уровню значительно ниже.
Для примера на третьем рис. 3-я гармоника частоты 880 Гц (2640 Гц).
Дабы исключить неожиданности, проверил калибровку прибора на частотах воздействия.
Прибор гармоник и интермодов не дает, общие калибровочные шумы на уровне 40-50 микропроцента рис.4.

---------- Сообщение добавлено 17.25 ---------- Предыдущее сообщение было 17.16 ----------

А я уже получил - точно как были у меня на такой-же карточке.
Для сравнения Оникс:

Здорово!!! Поздравляю с прекрасным результатом.
Предлагаю тональные и фазовые искажения посмотреть как статические так и динамические.
По гармошкам результат превосходный.
Для звуковушек столкнулся со сложностями в написании программы под свои измерения, поэтому решил использовать приборы от NI, они заточены под LabView и это облегчает возможность программирования под любые измерения.

[Alex]

Для звуковушек столкнулся со сложностями в написании программы под свои измерения, поэтому решил использовать приборы от NI, они заточены под LabView и это облегчает возможность программирования под любые измерения.

Насколко я знаю, на CVI от NI программы под звуковушки пишутся "на раз".

[wert]

на CVI от NI программы под звуковушки пишутся "на раз"

к сожалению не нашел такого опыта, пришлось освоить азы LabViev.

Christian Zeitnits под звуковые карты в LabViev написал программу осциллографа, анализатора, генератора.
Продукт свободно доступен в инете для звуковушек в формате 44 кГц 16 бит. Далее нужно купить ключи к специально написанным Christian DLL для звуковых карт.
NI усердно блокирует свободное использование своих продуктов, плати бешеные зеленки и используй.
Китайцы успешно переходят на свои совместимые разработки как по железу, так и по программам, так как тотальный контроль со стороны NI ограничивает использование средств автоматизации в науке, оборонке, производствах.

Во многом подходы программирования в LabView коррелируют с MicroCap, но некоторые функции VI выводятся под другими стандартами, что явно не удобно.
Но, конечный результат живых измерений тональных и фазовых искажений практически совпадает с пост обработкой в МС, что очень радует, так как дает возможность не покупать сверх дорогие приборы, а иметь крутую звуковушку как ваша и проводить любые измерения пост обработкой в МС. Единственное, звуковушка должна иметь максимально идентичные каналы и минимальные тональные искажения каждого из каналов.

[Alex]

к сожалению не нашел такого опыта, пришлось освоить азы LabViev.

Так CVI это почти тоже самое, движок один. У меняна работе под него пишут. Еинственное что меня в нем бесит - необходимость на каждый комп ставить 300мб RTL.

Продукт свободно доступен в инете для звуковушек в формате 44 кГц 16 бит.

Это не интересно, интересно 32 бита и до 768кГц, как например у HPW http://www.hpw-works.com/

[wert]

Больше никаких "чудес" не наблюдается.

Что Вы думаете по поводу результатов поста 1043?
Ранее получал:
- результаты моделирования в МС зависимости полюсов и нелинейных искажений пост 253
- практические результаты для АУРИС В-423, но там слишком много было лишних палок - помех в спектре, возникали некоторые сомнения.
PCI-4461 дает результат чистый и сомнений практически нет - похоже на практике подтверждена конвертация линейных искажений в нелинейные на полюсах, созданных реактивными импедансами.
О полюсах, полученных на импедансных моделях, много писал ранее на этой ветке, в частности пост 216 и много других постов.

---------- Сообщение добавлено 08.17 ---------- Предыдущее сообщение было 08.14 ----------

интересно 32 бита и до 768кГц

В МС проводил эксперименты по измерению тональных и нелинейных искажений математического аппарата кодека.
В формате 32 бит фазовые динамические шумы в несколько раз превышают шумы преобразований 24 бит.
Скорее мат аппарат кодека прописан с отклонениями.

[Scop]

Что Вы думаете по поводу результатов поста 1043?

Это где измеряется артефакт на уровне - 117 дБ при собственной линейности карты -107 дБ? Думаю, что отделить друг от друга разные нелинейности в таком режиме не получится.

похоже на практике подтверждена конвертация линейных искажений в нелинейные на полюсах, созданных реактивными импедансами

Это как квадратный трехчлен - я даже представить себе не могу.
Если есть новые спектральные составляющие - ищи нелинейность. Активную, или реактивную. И не факт, что она будет одна. И не факт, что она будет больше, чем нелинейность измерителя.
А кто там на ком стоял в симуляторе - вообще не интересно.

Прибор гармоник и интермодов не дает, общие калибровочные шумы на уровне 40-50 микропроцента рис.4

Кто вам сказал, что это микропроценты. Там на заборе написано: rms.
Сделайте все графики в децибелах и народ к вам потянется.

[wert]

Это где измеряется артефакт на уровне - 117 дБ при собственной линейности карты -107 дБ? Думаю, что отделить друг от друга разные нелинейности в таком режиме не получится.

Интермодуляция на частоте 2960 Гц имеет уровень - 107 дБ.
Собственная линейность карты при данном тестовом воздействии не хуже - 122 дБ.
Интермод на порядок превышает уровень шумовой дорожки в формате процентов.
К тому же я пояснял, что речь идет не об одноканальном анализе и реальная идентичность каналов играет не малую роль в увеличении суммарной линейности. Вспомните Ратан 600 и много других уникальных установок, сколько методов применяется для увеличения чувствительности.

Если есть новые спектральные составляющие - ищи нелинейность. Активную, или реактивную. И не факт, что она будет одна. И не факт, что она будет больше, чем нелинейность измерителя.

На рис 4 график собственной нелинейности измерителя при тех же входных воздействиях. В этом случае и квадратный многочлен не нужен, чтобы увидеть разницу, как разница формируется уже писал выше.
Демонстрация спектров при частоте среза RC цепи 1 Гц показывает полное отсутствие таких нелинейностей.
Нелинейности возникают за счет конвертации на вершине полюса, это мое предположение, расчеты эмуляции показывают, теперь и эксперименты подтверждают.
Почитайте хронологию, если интересуетесь, может картинка сложится. А я готов ответить на вопросы экспериментами.

Кто вам сказал, что это микропроценты. Там на заборе написано: rms.
Сделайте все графики в децибелах и народ к вам потянется.

Отношение RMSов или чистых величин, децибелы от этого не должны пострадать, перепроверю.
Выше целый пост посвящен соответствиям процентов изменениям входных величин, градусам фаз и прочее.
Не вижу большой разницы в каких единицах представлять искажения, всем привычнее в процентах, для вас могу сделать и в децибелах.
Там кучу формул применил прежде чем вывести на график, ворота в этой проге может и можно поменять, но возни много. В LabView подпишу ворота как надо, дабы не смущать.

[Scop]

Интермодуляция на частоте 2960 Гц имеет уровень - 107 дБ.
Собственная линейность карты при данном тестовом воздействии не хуже - 122 дБ.
Интермод на порядок превышает уровень шумовой дорожки в формате процентов.
К тому же я пояснял, что речь идет не об одноканальном анализе и реальная идентичность каналов играет не малую роль в увеличении суммарной линейности.

Хорошо, поставлю вопросы по другому:
1. Куда подключены каналы измерителя в этой RC цепочке?
2. Какие операции выполняются с данными каналов измерений для получения графиков из п. 1043 ?

[wert]

По эксперименту поста 1043.
В каждом канале анализатора от частот воздействия присутствуют как гармонические так и интермодуляционные искажения вплоть до 6 порядка.
При тональной калибровке измерителя оба канала измерителя подключаются к выходу генератора.
При идентичных каналах анализатора основные тона и гармоники вычитаются практически полностью, разница нормируется и пересчитывается в относительные единицы, получаем калибровочный график.
При измерении сравнивается спектр выходного напряжения генератора со спектром выходного напряжения обьекта, далее как при калибровке.
Рассматриваются комплексные амплитудно-фазовые спектры - это ключевое в измерениях.
На конденсатор подано напряжение с генератора (условно первый канал анализатора), с резистора снимается напряжение (второй канал анализатора).
Щупы имеют сопротивление 1 МОм, емкость 17 рФ.

RC цепь работает как реактивный делитель, который в районе частоты среза имеет значительное искажение передаточной характеристики - полюс, полученный на комплексной модели при помощи оператора del (del на ветке описывал и в инете есть). Полюс нелинейно искажает и фазу и амплитуду, на вершине полюса это проявляется максимально.
вы искали нелинейность - полюс пассивной цепи - статическая нелинейность. Почему статическая, потому как есть динамические полюса, создаваемые активными элементами.
Но пока о RC цепочке речь.
То что на графике п. 1043 есть гармоники и интермодуляции, говорит лишь о том, что спеткр напряжения на входе RC цепи отличается от выходного спектра.
Я лишь пытаюсь оценить эти изменения, пробую понять что происходит и выкладываю результаты на ветку.
Правильно, не правильно трактую жизнь покажет, надеюсь форумчане помогут найти дорогу к качественному звуку.

[bukvarev]

Я вот все долго собирался задать вопрос. Наверное, стоит это сделать. Не касаясь методов измерения и анализа:

на вершине полюса это проявляется максимально

В описанном случае (ФВЧ), например, ниже полюса напряжение на обкладках конденсаторе еще больше. Почему там нелинейности нет, или она меньше? Ведь при этом, вторая половина цепи - резистор - условно линейный элемент.
Какие физические причины вызывают "ураган" именно на полюсах, а не выше или ниже по частоте?
Мощность на конденсаторе, думаю, вряд ли может стать определяющим фактором.

del на ветке описывал и в инете есть

Пожалуйста, дайте ссылку. Может, там есть ответ..

[Scop]

При измерении сравнивается спектр выходного напряжения генератора со спектром выходного напряжения обьекта, далее как при калибровке.
Рассматриваются комплексные амплитудно-фазовые спектры - это ключевое в измерениях.
На конденсатор подано напряжение с генератора (условно первый канал анализатора), с резистора снимается напряжение (второй канал анализатора).
Щупы имеют сопротивление 1 МОм, емкость 17 рФ.

То что на графике п. 1043 есть гармоники и интермодуляции, говорит лишь о том, что спеткр напряжения на входе RC цепи отличается от выходного спектра.

Теперь все предельно ясно. Никакой "конвертации линейных искажений в нелинейные на полюсах, созданных реактивными импедансами" нет и в помине, что вполне естественно и очевидно.
Рассказываю, что вы там намеряли:
1. На входы каналов измерителя поступают РАЗНЫЕ сигналы. Как минимум они отличаются амплитудами и фазами своих спектральных составляющих - это очевидно для ЛИНЕЙНОЙ RC цепи.
2. Эти РАЗНЫЕ сигналы в каналах измерителя нелинейно искажаются в соответствии с характеристикой нелинейности каждого канала измерителя. Даже если каналы измерителя имеют идентичную характеристику нелинейности, то продукты этой нелинейности не идентичны в разных каналах, потому, что входные сигналы - РАЗНЫЕ.
3. Каждая точка в спектре это комплексное число. Вычитая спектры каналов измерителя вы получаете в первом приближении СПЕКТР РАЗНОСТНОГО СИГНАЛА (вход-выход) RC цепи, полученный ОДНИМ каналом измерителя. Т.е. с уровнем нелинейности - 107 дБ. Что и наблюдаем.

Если уж хочется поймать нелинейность RC цепи, то каналы анализатора нужно подключать один - к выходу исследуемой RC цепи, а второй - к выходу программной эмуляции идеальной RC цепи. Тогда можно что-то там повычитать. Но при условии, что точность соответствия номиналов реальной и идеальной цепей должна быть порядка -100 дБ (это по вашему 0,001%)

[wert]

дайте ссылку. Может, там есть ответ..

DEL(y) — приращение процесса y(t) относительно предыдущего отсчета
времени при расчете переходных процессов. Производная рассчитывается
как отношение двух таких операторов, например производная dy/dt равна
DEL(y)/DEL(t).

Условно при помощи данного оператора можно вылавливать переход от постоянных или монотонных равномерных изменений - линейно текущие процессы, где приращения следующих отсчетов постоянны, к изменениям нелинейным, приращения относительно предыдущих отчетов в этом случае изменяются.
На ветке несколько раз приводил примеры на импедансных моделях.
В местах излома АЧХ и ФЧХ возникает нелинейность и приращения амплитуды и фазы с каждым отсчетом имеют переменную величину. На плоских участках АЧХ и ФЧХ приращения постоянны. Характеристики полюсов описывают частотную область, где фаза и амплитуда претерпевают нелинейные изменения, на вершине максимум.
Про оператор del в инете скорее найдете информацию, о полюсах это мои умозаключения на основе эмуляции в МС и получения тональных искажений на практике, описывающие полюсную характеристику.
По нелинейным искажениям на полюсах нужно проводить дальнейшие исследования, но при моей службе на Крайнем Севере магнитные бури на полюсах приводили к полному коллапсу, вплоть до потери всех видов связи на расстоянии прямой видимости. Потому к полюсам отношусь с почтением.

---------- Сообщение добавлено 23.04 ---------- Предыдущее сообщение было 22.51 ----------

Если уж хочется поймать нелинейность RC цепи, то каналы анализатора нужно подключать один - к выходу исследуемой RC цепи, а второй - к выходу программной эмуляции идеальной RC цепи.

Благодарю за подробное пояснение и дельный совет.
Я также размышлял и мысли подобные постоянно присутствуют.
Может у Вас есть ответ
при двучастотном воздействии 880 Гц и 960 Гц RC цепь с частотой среза 1 Гц не дает возможность фиксировать гармоники и интермодуляции, цепь с частотой среза 800 Гц высвечивает все гармоники и интермодуляции.
Думаю провести подобный эксперимент - эмуляцию в МС , где исходный сигнал идеально чист, а арифмометр не дает нелинейных искажений.

[Scop]

Может у Вас есть ответ
при двучастотном воздействии 880 Гц и 960 Гц RC цепь с частотой среза 1 Гц не дает возможность фиксировать гармоники и интермодуляции, цепь с частотой среза 800 Гц высвечивает все гармоники и интермодуляции.

Тут все предельно просто:
После RC цепи 1 Гц сигналы на входах измерителя отличаются на сотые доли дБ по амплитуде и доли градуса по фазе. Т.е. они идентичны с высокой степенью. Вычтите два комплексных числа с такими различиями по модулю и фазе - получите что-то пропорциональное синусу разности фаз с уровнем -30...-40 дБ от исходных чисел.
После RC цепи 800 Гц сигналы на входах измерителя отличаются уже на пару дБ по амплитуде и десяток градусов по фазе. Разность таких комплексных чисел уже сравнима с исходными числами.

[bukvarev]

при двучастотном воздействии 880 Гц и 960 Гц RC цепь с частотой среза 1 Гц не дает возможность фиксировать гармоники и интермодуляции, цепь с частотой среза 800 Гц высвечивает все гармоники и интермодуляции.

Проверил в Мультисиме, не поленился . С=199 нФ, R=1 кОм. Uвых обработки=Uвх-Uрезистора на функциональном блоке сумматора. Чистейший двухтональный (880 Гц и 960 Гц) спектр в стационаре, сколько позволяет точность анализатора (порядка 150 дБ).

А вот если задать анализатору спектра некратные параметры, например, "Resolution frequency"не 10, а 2 Гц - программа запросто "нарисует" в спектре полную кашу из "палок", с уровнем до -100 дБ . Но в "реале" это - не так. Нужно параметры анализа рулить..

[wert]

Тут все предельно просто:.....Разность таких комплексных чисел уже сравнима с исходными числами.

рассматривал такой вариант.
Смущает, когда уровень интермода с выхода цепи значительно выше уровня канального интермода.
Попытаюсь сгенерить wav с предельно минимальными искажениями, пропустить через RC цепочку и проверить искажения пост обработкой в МС.
Этим будет исключена собственная нелинейность анализаторов PCI-4461 и на уровне микродрахм можно будет убедиться как там полюса влияют, абсорбции, неоднородности, внутренние микродефекты конденсаторов работают и прочее способное вызвать нелинейности в системе.

Проверил в Мультисиме, не поленился...
А вот если задать анализатору спектра некратные параметры,

Ранее крутил в МС множество вариантов, подпорку шумами, синусы с разными фазами, прогула по всей характеристике полюса и прочее. Эмуляция не давала результата по нелинейным искажениям. Но, эмуляция всегда давала существенные искажения шумоподобных сигналов.
Все же наборы синусов с разными фазами это лишь приближение к реальным сигналам, дают много информации при измерениях (например по тональным искажениям), но видно не все можно охватить такими тест сигналами.

[Teoretic]

Чистейший двухтональный (880 Гц и 960 Гц) спектр в стационаре, сколько позволяет точность анализатора (порядка 150 дБ).

По-моему, тут пытаются измерить нелинейности линейных искажений! ;)

[Scop]

По-моему, тут пытаются измерить нелинейности линейных искажений! ;)

А у меня стойкое убеждение, что некоторые тут считают, что если напряжение на конденсаторе RC цепи после единичного скачка изменяется нелинейно, то это нелинейная цепь.

[wert]

если напряжение на конденсаторе RC цепи после единичного скачка изменяется нелинейно, то это нелинейная цепь.

Ну Вы и мастер перекрутить.
Речь идет о поиске и фиксации конвертации линейных искажений в нелинейные, ее причинах и возможных методах управления этим явлением.
Пост 711 рисунок все о том же.
В установившемся режиме RC цепь с разными частотами среза по разному реагирует на шумоподобный сигнал, от уменьшения крутизны спадов и подьемов напряжения до их скругления.
А что такое не пропорциональное изменение сигнала?
Сжатие и искривление синусоиды приводит к рождению дополнительных гармоник, а с шумоподобными сигналами как?
а ну да, искажения шумоподобных сигналов раньше измерить не могли...
Повторил эксперимент поста 1043 в МС
На рис видим напряжение входного воздействия, входной спектр, выходной спектр.
Следующая вкладка - отношение выходного и входного спектров - спектральный коэффициент передачи.
Видим на выходе цепочки уровень спектральных составляющих "подложки" в два три раза превышает уровень "подложки" входного спектра.
Это отношение амплитудных спектров, фаза не учтена при разложении спектров.
Последняя вкладка - тональные искажения частот воздействия на выходе RC цепи, с учетом изменения амплитуды и фазы.
Можно конечно сказать - математика не врет, руки не от туда...
А как с интермодом на выходе выходе RC цепи на 20 дБ больше чем интермод канальный.
Может для вас это все просто, ну а мне приходится искать ответы.