Усилитель для наушников на лампах 6Н30П Супер Аудион ha2 с сверхнизкими искажениями

[Игорь Тихомиров]

Схема усилителя (схема с перечнем элементов здесь https://yadi.sk/d/lIFPj6JlKF6V6w) повторяет основные технические решения опробованные в усилителе Супер Аудион ha1 https://yadi.sk/d/FYgcrpUgIK_K-w с учетом использования лампы 6Н30П вместо 6Н6П.


Для наглядности привожу схему канала усиления отдельно.


Звуковая часть усилителя построена по каскодной схеме общий катод - общий анод, с трансформаторным выходом. Такая схема в импортной литературе носит название µ-повторитель. Особенностью предлагаемого варианта схемного решения является использование генератора тока (в дальнейшем ГТ) включенного между каскадами. ГТ, с одной стороны, обеспечивает оптимальный режим работы усилителя напряжения по схеме с общим катодом на лампе VL1.1(VL2.1). Лампа работает на динамическую нагрузку с очень большим эквивалентным сопротивлением, в следствии чего каскад имеет коэффициент усиления по напряжению примерно равный К=µ=SRi. С другой стороны, в следствии того, что каскад с общим анодом на лампе VL1.2(VL2.2) имеет в качестве нагрузки ГТ с очень большим эквивалентном сопротивлением по переменному току, практически весь полезный сигнал течет через обмотку выходного трансформатора.
Усилитель имеет рекордно маленький уровень нелинейных искажений выходного сигнала при мощности в нагрузке достаточной для того, чтобы раскачать практически все типы стерео наушников до звукового давления 113 дБ.

Чтобы не было сомнений в результатах измерений привожу тестовые спектрограммы измерительной установки.


Технические характеристики:
- Полоса пропускания по уровню 1 дБ, не менее 10 Гц ... 30 кГц;
- Полосапропускания по уровню 3 дБ, не менее 10 Гц ... 100 кГц;
- Номинальное значение сопротивления нагрузки, 15*/60** Ом;
- Выходное сопротивление, не более 2*/8 ** Ом;
- Коэффициент передачи , 1*/2**;
- Нелинейные искажения при выходной мощности 0,4 Вт (сопротивление нагрузки 15 Ом*/60 Ом**), не более 0,5%;
- Нелинейные искажения при выходной мощности 100 мВт (сопротивление нагрузки 15 Ом*/60 Ом**), не более 0,15%;
- Нелинейные искажения при выходной мощности 25 мВт ( сопротивление нагрузки 15 Ом*/60 Ом**), не более 0,05%.
- Напряжение питания ~220±20 В/50-60 Гц, потребляемая мощность, не более 40 Вт .

* при подключении нагрузки к выходу 1, ** при подключении нагрузки к выходу 2

Корпус (размеры 300х200х75 мм) сделан из металлических и пластиковых деталей. Тепловой режим усилителя позволяет ему продолжительное время работать при температуре окружающей среды до +30^о.


В усилителе применена элементная база высокого качества, в частности такие элементы как: дискретный потенциометр регулятора громкости DACT CT2-2; конденсаторы С1, С2 - ELNA Cerafine; конденсаторы С3...С6 - Mundorf M Cap; резисторы аудио цепей - Kiwame; разъемы RCA - Furetech FP-900(G).
Монтаж аудио цепей выполнен посеребренным проводом. "Земляная" шина выполнена из эксклюзивного материала, который применялся для изготовления коробочек электронных узлов легендарного Советского лампового хай-энд локатора "Смерч" аэроплана МиГ-25 (листовой медный сплав покрытый толстым слоем серебра).
Выходной трансформатор выполнен с использованием тороидального сердечника из нанокристаллической ленты АМАГ-200.
Звук даваемый усилителем, при использовании хороших наушников, отличается высокой детальностью при отсутствии какой либо окраски.
Схема и конструкция усилителя надежна и стабильна в работе. Кто пожелает повторить представленный усилитель - не пожалеет. Желаю успеха

---------- Сообщение добавлено 19:06 ---------- Предыдущее сообщение было 19:04 ----------

[straus]

Приношу Вам свои извинения! Я оппонировал всё это время не вам на самом деле.

Offтопик:

Оп-па... Оказывается белка иногда по ошибке нападает. Придётся мне, непьющему, быть осторожнее..

[Alex]

Давно пользуюсь спектроанализатором.

Причем весьма корявым.
Да и им-то пользоваться толком не умеешь.

[Игорь Тихомиров]

а и им-то пользоваться толком не умеешь.

А ты сам чего умеешь? Писать пустой набор слов, да ставить другим оценки. При этом я не видел, чтобы ты написал хоть одну формулу или нарисовал хоть одну схему. На заборах и то иногда формулы пишут и схемы рисуют.

[hippo64]

А ты сам чего умеешь? Писать пустой набор слов, да ставить другим оценки. При этом я не видел, чтобы ты написал хоть одну формулу или нарисовал хоть одну схему. На заборах и то иногда формулы пишут и схемы рисуют.

не, Игорь, вы не прикидываетесь неумным.

[Alex-007]

Прослушивание?? Только слепое тестирование

А при слепом тестировании слушать ничего не надо?

[Alex]

А ты сам чего умеешь?

Да, тем чем пользуюсь - умею.
И что такое THD+N в курсе, в отличие от

При этом я не видел, чтобы ты

Я тоже не видел, чтобы ты отвечал на заданные тебе вопросы.

написал хоть одну формулу или нарисовал хоть одну схему.

Где, тут? Не вижу надобности переписывать формулы с учебника, которым больше лет чем мне.
А вообще процесс "чтения учебников вслух" имеет определенное название, и начинается с $75/h.

На заборах и то иногда формулы пишут и схемы рисуют.

Вот иди и пиши на заборах, там для этого самое место

[Игорь Тихомиров]

THD+N в курсе

А как насчет по отдельности

[hydr]

Действительно короткий спектр, если по-хорошему, выглядит вот так:
Вложение 335976

Скажите, пожалуйста, в этом есть практический смысл или это результат соперничества?

С уважением hydr.

[теоретизирующий практик]

Offтопик:

А при слепом тестировании слушать ничего не надо?

Слушают на кухне, с хорошей компанией, возможно под пиво. Потом обсуждают, какой усилитель как звучит. В 99,99% все рассуждения удифилов о качестве звучания усилителя/ЦАПа/шнурка/конденсатора/лампы/транзистора той или иной фирмы строятся на таком прослушивании. Именно это имелось в виду.

[Alex]

А как насчет по отдельности

Есть и по отдельности.

[ViktKors]

Поэтому в УМ складывать мощности дискретных составляющих и шума это складывать ощутимую величину с нулем.

Угу, насчет складывания чего-то с нулем - сильно сказано. Только лучше когда "ноль" - это количество искажений, а "ощутимая величина" - все же не ощутима на слух и является шумом.

Offтопик:

Скажите, пожалуйста, в этом есть практический смысл или это результат соперничества?

Так сразу и не скажешь.
В случае данного конкретного спектра - это результат небольшого углубления ОС в уже готовой конструкции (после дискуссии на форуме). В прототипе параметры были несколько скромнее и изначально даже не думалось о том, чтобы закладывать искажения такого порядка, это казалось излишним.
Но вот по результатам прослушивания оказалось, что первоначальный вариант (который более чем отлично звучит) настолько сильно проигрывает доработанному, что это даже обсуждать как-то неловко.
Я не очень склонен относить это на предмет именно искажений самого УНЧ, но определенная корреляция все-же прослеживается (имхо). По опыту, из нескольких вариантов одной и той-же схемы, практически всегда чуть лучше звучит именно тот, который имеет формально более низкие искажения (естественно, если все остальное хорошо, например нет ухудшения устойчивости). Причем, нередко бывало так, что это выяснялось уже постфактум, после слуховой доводки устройства.
Имхо, после определенного уровня, абсолютные уровни искажений особой роли не играют, но проследить относительное изменение уровня искажений при отладке прототипа бывает очень полезно.

Ну и в некоторой аудиофилии не вижу ничего плохого. Например (имхо) изначально более линейные схемы обычно выигрывают при субъективном сравнении с устройствами в которых _аналогичные_ параметры достигнуты в результате линеаризации (например посредством сверхглубокой ООС). Подозреваю, что дело тут в более "комплексном" проявлении линейности.
Например, изначально более линейные схемы (пример - повторитель в классе А) потребляют намного более линейный ток от источника питания, если сравнивать с повторителем в АВ. Каким именно образом всякие нелинейности вроде "коммутационных искажений", большого Кг в токе потребления и т.д. и т.п. влияют на субъективное восприятие - без понятия (наверное, можно найти и объективные причины), но как практические правило это работает. Т.е. всякие приколы вроде секционирования земли, уменьшения индуктивности линий питания, развязок и прочего, что не особо влияет на формально измеренный Кг (но тем не менее должно иметь вклад теоретически), и на самом деле, часто (естественно, не всегда) имеет влияние и на субъективное качество звука.

---------- Сообщение добавлено 12:00 ---------- Предыдущее сообщение было 11:54 ----------

А чего транзисторным безООсникак гадить?

Неудачно сформулировал. Там противопоставлялись ламповые УНЧ (у них ООС если и есть - не особо глубока) и транзистороные ООСники (упоминались именно с глубокой ООС).
Так что речь шла по сути о двух принципиально разных типах АХ. И обусловленыое условиями теста амплитуды за пределами линейного участка АХ применительно к транзисторным ООСникам, это, конечно чистый клипп, что есть явно некорректная постановка опыта.

[hydr]

Подозреваю, что дело тут в более "комплексном" проявлении линейности.
Например, изначально более линейные схемы (пример - повторитель в классе А) потребляют намного более линейный ток от источника питания, если сравнивать с повторителем в АВ. Каким именно образом всякие нелинейности вроде "коммутационных искажений", большого Кг в токе потребления и т.д. и т.п. влияют на субъективное восприятие - без понятия (наверное, можно найти и объективные причины), но как практические правило это работает.

Offтопик:

Большое спасибо за развернутый ответ. Выделил момент который как мне кажется является наиболее интересным -
Представим себе цепь из четырех элементов:
- источник синусоидального сигнала;
- усилитель сигнала в А;
- внутренний импеданс усилителя;
- импеданс нагрузки.
ОООС берется как всегда с зажимов нагрузки. Импеданс реальной нагрузки не линеен, это означает, что напряжение падающее на внутреннем импедансе источника тоже нелинейно. При этом комплексная сумма напряжений на усилителе и внутреннем импедансе будет точно повторять входной сигнал.
Это означает в том числе, что схема потребляет от источника питания нелинейный ток. Можно ли этим пренебречь когда мы говорим о величинах менее -100дб?

С уважением hydr.

[domician]

на субъективное качество звука.

Так к этому все в конце концов и приходят. Только одни по законм физики и психоакустики а другие - маркетологии. К чести топикстартера он не бредит "воздухом", "песком" или "сибилянтами" а выставил, хоть очень скудные, измерения. Хотя описание некоторых его деталек весалят "Отличительной характеристикой резисторов Kiwame являются более естественный и насыщенный звук". Притом часто при покупке большая часть ваших денег уйдет не разработчикам/производителям детальки, а авторам подобного бреда и красивых шильдиков.

[ViktKors]

Offтопик:

Это означает в том числе, что схема потребляет от источника питания нелинейный ток. Можно ли этим пренебречь когда мы говорим о величинах менее -100дб

Думаю это очень близко к теме, которая вызвала не так давно волну возмущения.
ИМХО, Ключевое слово "конструктив".
Искажения -100 дБ (0.001%) по нынешним временам можно считать довольно высокими. По крайней мере, это тот уровень, который несложно получить практически в любой топологии ООСного УНЧ*. В то-же время, это достаточно малый уровень искажений, чтобы уже можно было замечать "тонкие" эффекты.
А насколько они проявятся - зависит уже от того, как сделан УНЧ.
Например, при измерениях на резистор (или эквивалент АС, важно, что нагрузка линейна) катушка выходного фильтра содержит линейный ток, и вроде как ничего плохого не наводит. А при работе на реальные АС ее стоит уносить подальше от входных цепей.
Или цепи питания двухтактного ВК. Известный совет - свивать провода "+" и "-" (чтоб суммарные наводки были относительно линейны). при этом землю можно пустить и чуть на отдалении. Пока нагрузка линейна - все ОК. А для нелинейной нагрузки получим дополнительный контур, излучающий гадость. В этом смысле лучше свивать между собой провода "+" и "-" каждого плеча питания. Но это означает более сложный ВК, и так будет хуже при замере Кг на резистор.


И т.д. и т.п. Так что имхо, не очень удивительно, что хотя это вроде как уже уровень искажений (ага, при замере на синусе на резистор) достаточно низкий, если рассуждать про пороги слуха, а с другой стороны, такие УНЧ могут звучать сильно по-разному.

[Игорь Тихомиров]

Искажения -100 дБ (0.001%) по нынешним временам можно считать довольно высокими.

Высокими, по моему это очередной дурдом только в обратную сторону. Особенно если сравнить с искажениями, которые дают электроакустические преобразователи.

[Alex]

Неудачно сформулировал.

Я понял
Просто очень многие вэтом заблуждаются - считают что все ламповики без ООС а все транхзисторные с ООС, поэтому у ламповых "мягкий клиппинг" а у транзисторных - "жесткий".
Аналогично и с четными гармониками - почему-то ламповые считают повально однотактниками с четными, а транзисторные - двухтактниками, с преимущественно нечетными.

Offтопик:

Это означает в том числе, что схема потребляет от источника питания нелинейный ток. Можно ли этим пренебречь когда мы говорим о величинах менее -100дб?

Не, лучше этим пренебречь во время обсуждения трансформаторов, в частости - влияния тока вторички на ток первички и на магнитный поток в сердечнике
(ну, кто в курсе, тот понял о чем я )

[Игорь Тихомиров]

а выставил, хоть очень скудные, измерения.

Я выставил объективные измерения с независимой проверкой результатов. Я, на самом деле, тоже люблю компьютерные мультики. Только не всегда им доверяю.

[Pilot-65]

Нынче это все настолько устарело, что выглядит бредом.

А что за 20 лет изменилось? Звуковой сигнал другим стал? Может методы усиления, или АС изменились?
Да нет, физика все та же, а вот подходы к оценке качества да... упростились.
Смысл статьи в том, что оценка качества усилителя по его спектру на стационарном сигнале не имеет ценности.
На звуковом сигнале усилители ведут себя совершенно иначе и тут еще важен фактор предпочтений.

Замечено что человеки делятся на два лагеря и предпочитают разное звучание.

1 категория предпочитает условно "транзисторное звучание". Это точный аналитичный холодный правильный мертвый звук.
в своих конструкциях обычно применяют каменные усилители с глубокой ОООС.

2 категория предпочитает условно "ламповое звучание". Это естественный натуральный эмоциональный живой звук.
в конструкциях часто применяют трансформаторы и лампы, ограничено применение ОООС.

Такое деление конечно условное, ибо великолепный усилитель с безупречным "транзисторным звучанием", легко и непринужденно строится именно на вакуумных приборах.
Имея разные предпочтения людям порой трудно договориться.
Мне ближе 2 категория, нравится эмоциональный, увлекающий звук. Звук, который не утомляет, просит продолжения.
Обсуждаемый усилитель Игоря Тихомирова, достойная конструкция. Вероятно усилитель относится к второй категории, но тут только слушать.

[теоретизирующий практик]

Offтопик:

Смысл статьи в том, что оценка качества усилителя по его спектру на стационарном сигнале не имеет ценности.

Наивный. Здесь Вы ошибаетесь. Смысл статьи чисто и утилитарно - рекламная акция. Чьи уши торчат очевидно. Посмотрите, там выставляются преимущества одного конкретного изделия против абстрактных усилителей.

[Игорь Тихомиров]

но тут только слушать.

Все таки выставлю отчет с элементами литературного творчества о прослушке предыдущего усилителя - недоработанного Супер Аудиона ha1 (на лампах 6Н6П).

01.09.18г провел очередные испытания Супер Аудион ha1. Для этого пришлось внедриться в среду крутых аудиофилов. Очень милые, забавные люди. У хозяина стоял усилитель на "родных" лампах 300В, по просьбе владельца, переделанный автором в чисто наушниковый. Когда начали сравнивать звук усилителей, хозяин был впечатлен тем, как мой, по его мнению, "малыш" раскачивает наушники Sennheiser HD800. На мою реплику о том, что этим наушникам для звукового давления 110 дБ требуется всего 0,02 Вт, хозяин не отреагировал, продолжая упорно говорить, что HD800 "тугие в раскачке". Кроме меня были еще два аудифила. Отторжения мой усилитель не у кого не вызвал. Правда я, второй раз, услышал мнение, что мой усилитель чуть подчеркивает высокие. Для теста использовали в основном наушники HD800, которые своим подъемом на ВЧ, лично меня, раздражают. Как они в таких условиях услышали разницу для меня загадка. Я сам, прослушав несколько раз музыкальный фрагмент, стал в это верить. Технически этого быть не может, по моему это самовнушение. По видимому, в аудиофильской среде, многое на нем построено. Я тоже вошел в их роль. "Слушали" также разные кабели, в том числе USB. Причем USB кабели испытывали в звуковом тракте который я принес с собой (ноут, ЦАП Теас-U301, усилитель Супер Аудион). На мою реплику , что вообще то, между моим ноутом и ЦАПом вывод звуковых данных производится по асинхронному пакетному протоколу и поэтому смена USB кабеля ни на что не повлияет, было опять же ноль реакции. Одному из присутствующих понравились мои межблочные кабели. Но когда я сказал, что они сделаны практически из осветительных проводов интерес к ним сразу пропал.
А в общем вечер удался. В конце послушали музыку на нормальные колонки (забугорные 70-х годов выпуска), опять же через эксклюзивный ламповый аппарат. Звучание было вполне приличным.
Я доволен испытаниями. Информации о аудиофильской среде я получил предостаточно.