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.

[bukvarev]

Сравнивалась разница фаз полученная с резистором и разница фаз без резистора.

Теперь понятно. Один вход измерителя разности фаз подключен к выходу усилителя, другой вход - к выходу микрофонного усилителя.

Проводилось измерение фазы измерителем спектра фазы.

1. Далее, вычислялись два комплексных спектра Фурье для каждого из испытаний. Всего - четыре спектра. Что Вы с ними математически делали?
2. Какой был испытательный сигнал?
3. Проводились ли эксперименты с простым гармоническим сигналом? Если да, то какие были получены результаты в этом случае?
4. Что же все таки Вы подразумеваете под "девиацией фазы", желательно описать математически, на примере простого гармонического сигнала.

[wert]

Теперь понятно. Один вход измерителя разности фаз подключен к выходу усилителя, другой вход - к выходу микрофонного усилителя.

Именно так.
Это дает возможность исключить девиацию фазы самого усилителя,
хотя если хотим суммарную девиацию УНЧ + АС, тогда опорная точка для фазы на входе усилителя, так можно дойти до источника сигнала и оценить весь звуковой тракт.

1. Далее, вычислялись два комплексных спектра Фурье для каждого из испытаний. Всего - четыре спектра. Что Вы с ними математически делали?

В теме много раз пояснял методику, повторюсь.
Испытания по определению девиации фазы проводились на синус сигнале, вблизи резонансной частоты ДГ или АС.
в LabViev записываем формулы для получения разности фаз, измеренные в двух точках:
первая точка измерения фазы (опорноя точка) –выход УНЧ, РН(опорн)
вторая точка – выход микрофона РН(микр)
Первое значение разности фазы для выходной мощности УНЧ 0,1 Вт,
(РН(опорн)- РН(микр))_0,1Вт
второе значение разности фазы при выходной мощности УНЧ 10 Вт.
(РН(опорн)- РН(микр))_10Вт
Девиация фазы звуковой волны в этом случая равна разности двух значений при 0,1Вт и 10 Вт.
РНдевиац = (РН(опорн)- РН(микр))_0,1Вт - (РН(опорн)- РН(микр))_10Вт
Физический смысл также пояснял, правда после моих пояснений девиации фазы Игорь Гапонов попытался намекнуть о подозрительной схожести примененного мною метода как понимаю с его методом.
Физический смысл девиации фазы ДГ пояснен и подтвержден экспериментом в данной теме – динамическое изменение резонансной частоты и всей резонансной характеристики ДГ при воздействии сигнала, понятно что и фаза будет динамически изменяться.

[bukvarev]

В теме много раз пояснял методику, повторюсь.

Просьба разместить в шапке под спойлером.

Первое значение разности фазы для выходной мощности УНЧ 0,1 Вт, ...

Правильно понимаю, что напряжение на выходе УНЧ при добавлении резистора не корректировалось с целью выравнивания сигнала на выходе микрофонного усилителя?
Также в экспериментах были различные значения среднеквадратического напряжения на входах АЦП?

Физический смысл девиации фазы ДГ пояснен и подтвержден экспериментом в данной теме – динамическое изменение резонансной частоты и всей резонансной характеристики ДГ при воздействии сигнала, понятно что и фаза будет динамически изменяться.

Честно говоря, больше интересен математический смысл. Ключевое выражение - "динамически изменяться".
Поэтому интересно посмотреть (если сохранились записанные файлы) на оценку коэффициента гармоник для двух измеренных случаев (без резистора и с резистором), или хотя бы привести картинки всех четырех амплитудных спектров.

[Михаил45]

Я правильно понял, что в некий момент времени резонансная частота динамика меняется? Думал,только добротность в зависимости от выходного сопротивления. И что такое "резонансная частота АС"? у троехполоски какая? Не понимаю...

[wert]

Честно говоря, больше интересен математический смысл.

Евгений,
математический смысл изменения резонансной частоты ДГ при воздействии сигнала разного уровня,
Вы именно этого от меня хотите, математического описания процесса электро-магнито-механического преобразования электрической энергии в энергию звуковой волны?
со всеми возможными внешними воздействиями, объясняющими сдвиг резонанса ДГ и соответственно фазы?
Для такой работы потребуется не мало времени, которого просто нет.
А о сдвиге резонанса ДГ давно известно и это не ново. Может такие работы уже существуют, там скорее и фаза присутствует в расчетах.

Ключевое выражение - "динамически изменяться".

Игорь уже цеплялся к этой терминологии, скорее это действительно ключевое.

что напряжение на выходе УНЧ при добавлении резистора не корректировалось с целью выравнивания сигнала на выходе микрофонного усилителя?

Цель измерения и заключается в том, чтобы увидеть поведение фазы звуковой волны при разной мощности ДГ.
Микрофон калибровался перед измерениями по уровню звукового давления и девиации фазы от изодинамического излучателя, который имеет на порядки меньшую девиацию фазы.

И что такое "резонансная частота АС"? у троехполоски какая? Не понимаю...

Я измерял девиацию фазы трехполосной АС для каждого ДГ в отдельности.
В теме также есть результаты по влиянию на девиацию фазы кроссоверов.

[Михаил45]

Другими словами, резонансная частота каждого динамика не измерялась, а лишь косвенно, по изменению фазы был сделан вывод об изменении резонансной частоты. В формулу резонансной частоты фаза не входит, мягко говоря. Как это связать математически?

[wert]

Другими словами, резонансная частота каждого динамика не измерялась, а лишь косвенно, по изменению фазы был сделан вывод об изменении резонансной частоты. В формулу резонансной частоты фаза не входит, мягко говоря. Как это связать математически?

Измерялась девиация фазы звуковой волны, чтобы найти обьяснение данному феномену пришлось измерить несколько ДГ на предмет стабильности частоты резонанса и добротности резонансной характеристики.
В теме есть измерения, а не умозаключения и предположения.
Плохо, что поздно включаетесь по данным вопросам, уже пол года прошло, сейчас чтобы ответить на вопросы нужно опять пол комнаты задемпфировать и установку настроить для измерений.
Просто трепом отвечать на вопросы нет желания. Поднимитесь по теме, где описывались эксперименты, возникнут вопросы обсудим.

[Михаил45]

Спасибо, поищу.

Теперь понятно. Добротность менялась, как и должна, резонанс нет.

[bukvarev]

математический смысл изменения резонансной частоты ДГ при воздействии сигнала разного уровня,
Вы именно этого от меня хотите, математического описания процесса электро-магнито-механического преобразования электрической энергии в энергию звуковой волны?

Нет, в этой части я от Вас ничего не хочу. Математический смысл интересен мне, но для того, чтобы его понять (повторю свой вопрос),
очень хочется посмотреть (если сохранились записанные файлы) на оценку коэффициента гармоник для двух измеренных случаев (без резистора и с резистором), или хотя бы привести картинки всех четырех амплитудных спектров.

Цель измерения и заключается в том, чтобы увидеть поведение фазы звуковой волны при разной мощности ДГ.
Микрофон калибровался перед измерениями по уровню звукового давления и девиации фазы от изодинамического излучателя, который имеет на порядки меньшую девиацию фазы.

Вы не ответили на мой вопрос. Он касался не одиночного эксперимента по измерению девиации (при мощности 10 и 0,1 Вт, это и так понятно, что мощности должны быть разные), а серии экспериментов, "с резистором" и "без резистора". Повторю.
Правильно ли я понимаю, что напряжение на выходе УНЧ при добавлении резистора не корректировалось с целью выравнивания сигнала на выходе микрофонного усилителя?
Также в экспериментах были различные значения среднеквадратического напряжения на входах АЦП?

[wert]

Правильно ли я понимаю, что напряжение на выходе УНЧ при добавлении резистора не корректировалось с целью выравнивания сигнала на выходе микрофонного усилителя?
Также в экспериментах были различные значения среднеквадратического напряжения на входах АЦП?

Евгений!
Я прекрасно понимаю куда Вы клоните.
Потому и отвечаю Вам о калибровке установки по звуковому давлению и девиации фазы от изодинамического излучателя.
Также калибровались АЦП при разности входных напряжений в 100 раз в полном диапазоне входных напряжений.
Девиация фазы АЦП на частоте 100 Гц составила тысячные доли градуса на уровне погрешности измерительного прибора по измерению фазы.
Т.е. девиация фазы на частоте 100 Гц АЦП отсутствует.

Амплитудные спектры я не записывал, в данном эксперименте меня интересовало поведение фазы.
Если у вас есть интерес повторить эксперимент и сравнить результаты, тогда можно повторить и записать все необходимые для анализа данные.

[bukvarev]

Я прекрасно понимаю куда Вы клоните.

Стало интересно. И куда же я "клоню", учитывая то, что возможность точно измерить разность фаз сомнению не подвергал?

Амплитудные спектры я не записывал, в данном эксперименте меня интересовало поведение фазы.
Если у вас есть интерес повторить эксперимент и сравнить результаты, тогда можно будет записать все необходимые для анализа данные.

Очень жаль, что записей не сохранилось. Ну что же, на нет, как говорится, и суда нет..
"Не запостил - не было (с)".
У меня сейчас на эксперименты нет времени. К сожалению.

Могу сказать лишь одно. С высокой долей вероятности, если при измерениях был малый коэффициент гармоник (ниже -50 дБ), то "девиация" была вызвана не параметрической нелинейностью, а тепловыми процессами в ГД, т.к. мощность 10 Вт вполне большая, и параметры ГД успевали измениться за время между экспериментами. Добавление последовательного резистора эту ситуацию, естественно, усугубило.
При подаче синусоидального сигнала, при мощности 80 Вт со временем изменяется тембр звучания ГД, это очень заметно.

[wert]

С высокой долей вероятности, если при измерениях был малый коэффициент гармоник (ниже -50 дБ), то "девиация" была вызвана не параметрической нелинейностью, а тепловыми процессами в ГД, т.к. мощность 10 Вт вполне большая, и параметры ГД успевали измениться за время между экспериментами. Добавление последовательного резистора эту ситуацию, естественно, усугубило.

Эксперименты проведены на ряде ДГ 100 Вт, 300 Вт, 800 Вт, 2 кВт, и на маломощных конечно.
На мощных ДГ говорить о тепловых нелинейностях при 10 Вт, как то даже с большой натяжкой вряд ли.
Будет у Вас время и интерес, можно будет повторить эксперименты в разных условиях, на разных ДГ при разных воздействиях.
Ведь разница по девиации первой гармоники синуса и меандра в районе резонансной частоты ДГ не значительна, как ни странно.
Девиация имеет два максимума при малых мощностях и при больших мощностях на ДГ, середина мощностного диапазона более менее спокойна по изменению уровня девиации.
Но разные ДГ имеют свои неповторимые характеристики девиации фазы.

[bukvarev]

На мощных ДГ говорить о тепловых нелинейностях при 10 Вт, как то даже с большой натяжкой вряд ли.

Это вопрос очень тонкий. Тем более, доли градуса вблизи резонансной частоты.
Проверить гипотезу можно очень просто, подав на ГД дополнительно постоянный ток (либо через сам усилитель, либо последовательно с ГД от источника питания). Или просто взять у жены на время фен. Не изменяя мощность на выходе усилителя (пусть это будет 0,1 Вт), нагревать ГД, и провести измерение разности фаз. Уверен, что "девиация" появится в полный рост.

Со своей стороны, могу легко показать (на модели, т.к. практически пока нет возможности), как мизерная параметрическая нелинейность фазы приводит к обычному лесу гармоник на спектре. И чувствительность обычного Kr будет очень высока.
Поэтому "клонил" я к очень простому: хотел узнать, насколько изменяется Кг при изменении мощности и добавлении резистора.

Получается, что если больших "амплитудных гармоник" при экспериментах нет, или они в малой степени зависят от мощности, ответ нужно искать в достаточно медленных отклонениях параметров ГД. Самое очевидное - тепловые эффекты. Чуть менее - медленное изменение гибкости подвеса при увеличении экскурсии. Т.е. процессы, не синхронные с периодом колебания диффузора. Спецы по физике ГД наверняка смогут дополнить список .

[wert]

В теме есть эксперимент с ВЧ ДГ 100Вт мощности, при прогреве несколько часов девиация с 30 градусов снизилась до 3 градусов.
Пояснение может быть в прогреве демпфирующе-охлаждающей жидкости.
Эксперимент несколько раз проведен, повторяемость позволяет утверждать, что дело в температуре жидкости...
Гармоники можно будет измерять при прогреве ДГ, но нужно эксперимент провести, так как предположений может быть неограниченное количество, для анализа нужны конкретные данные.,

[bukvarev]

Гармоники можно будет измерять при прогреве ДГ, но нужно эксперимент провести, так как предположений может быть неограниченное количество, для анализа нужны конкретные данные.

Вот, это конструктивно.
Со своей стороны, модельку параметрической фазовой нелинейности причешу и выложу, если Вы не против. Для синусоидального и амплитудно модулированного сигнала, и нескольких вариантов фазовой нелинейности.
Больше информации - Уже круг поиска .

[Orion33]

Со своей стороны, могу легко показать (на модели, т.к. практически пока нет возможности), как мизерная параметрическая нелинейность фазы приводит к обычному лесу гармоник на спектре. И чувствительность обычного Kr будет очень высока.

Это было бы интересно. Я правильно понимаю, что этот "лес" будет вокруг основной частоты и при недостаточном разрешении анализатора получается утолщение "юбки"?

[wert]

Я правильно понимаю, что этот "лес" будет вокруг основной частоты и при недостаточном разрешении анализатора получается утолщение "юбки"?

Андрей!
Чтобы корректно ответить на Ваш вопрос нужно проводить измерения фазовых спектров и сравнивать с положением и размером юбок в амплитудном спектре.
Я такие измерения проводил и пытался найти однозначный ответ,
к сожалению размер юбок зависит еще и от уровня гармоник высокого порядка, которые в виде обратной интермодуляции могут группироваться вокруг гармоник низкого порядка.
Также юбку формирует интермодуляция с низкочастотными компонентами сигнала.
Однозначно связь юбки и уровня фазовых искажений я не смог установить, множество факторов влияют на размер юбки в амплитудном спектре.

[bukvarev]

Я правильно понимаю, что этот "лес" будет вокруг основной частоты и при недостаточном разрешении анализатора получается утолщение "юбки"?

Нет, не так. "Юбки нет."
Юбка появится при модуляции фазы низкочастотным сигналом. При обычной параметрической нелинейности все компоненты достаточно далеко от несущей. Вот результат: https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2437111

[Nick-nack]

Это было бы интересно.

Это просто элементарно. В реальной жизни нелинейность фазы всегда видно на спектре. А если как у Рубальского - проценты "девиации фазы", а на спектре все чисто - то это , мягко скажем... не очень реально.
В этом частном случае все просто. У динамика действительно меняется добротность и резонанс при изменении уровня сигнала.
А вот, когда проценты "девиации фазы" на выходе УМ/ОУ, без связки "по воздуху" - тут :
https://www.youtube.com/watch?v=5jWjCpu2pSM

[wert]

Это просто элементарно.

Nick-nack, если все элементарно, повтори эксперимент, убедись в правоте своих рассуждений, а не лепи грязь в этой теме.
Расписал эксперимент подробно и формулки написал, повтори, если сможешь, правда ютубовскуя грязь лепить проще...