Усилители на полевиках

[Костя Мусатов]

Лично мне неизвестны расчёты, которые бы показывали % времени, вероятность или энергетический вклад таких осцилляций. Я оцениваю их в максимум 10-20% - то есть эта цифра показывает % времени музыкального сигнала в современной звукозаписи, в течение которого существуют осцилляции или экстремальные градиенты, "перегружающие" тракт.
То что "временнЫе" параметры апертуры не являются ЧЁТКИМ окном - действительно СЛЕГКА сглаживают её ОСНОВНОЕ действие, но они же и служат ДРУГИМ (менее важным) вредным эффектам, о которых я пока не хочу упоминать. Возможно позже. Это подобно тому как для цифровой передискретизации и фильтрации используют (размывающие kernel) ОКНА (Blackman, Hamming), которые сглаживают выбросы АЧХ фильтра, НО также и вносят собственные небольшие но слышимые искажения в музыкальный сигнал.

Вот идет речь об этих осциляциях. На сколько далеко их спектр распространяется и как быстро затухает. Нас не должны интересовать излишки на уровне шумов. Судя по всему, спектр их не широк, врят ли он шире спектра основных сигналов в несколько раз. А амплитуда должна быть на порядки меньше, в противносм случае эти довески слишком много энергии на себя возьмут. С другой стороны, активный прибор, транзистор, лампа, так же не очень сильно хуже пассивного прибора, пусть так же в несколько раз. Итого, для неискаженной передачи этих осциляций будет достаточно иметь запас по полосе усиления в размере одного порядка (несколько умножить на несколько), т.е. 200кГц.
Да, часть экспертов, достаточно лекго определяет полосу усилителя на слух в пределах до 100-200кГц. Может это и таким образом объясняться. А может, как я считал для себя, это связано с лучшей фазовой характеристикой на звуковом ВЧ таких усилителей и, как следствие, лучшей передачей мелких ВЧ ревербераций, ощущаемых как воздух.

[ZugDuk]

а не сводит их к модели "проходной ёмкости".

То, что "проходная емкость" - это не правильно, я давно задумывался.
И отношение к ее перезарядке, лишь бы полосу или скорость нарастания выдержать, мне тоже не нравились. Но в какой то мере эта модель работает (я как сторонний, а значит беспристрастный наблюдатель за усилители-строителями, могу это подтвердить).

[Banker]

Вот идет речь об этих осциляциях. На сколько далеко их спектр распространяется и как быстро затухает. Нас не должны интересовать излишки на уровне шумов. Судя по всему, спектр их не широк, врят ли он шире спектра основных сигналов в несколько раз. А амплитуда должна быть на порядки меньше, в противносм случае эти довески слишком много энергии на себя возьмут. С другой стороны, активный прибор, транзистор, лампа, так же не очень сильно хуже пассивного прибора, пусть так же в несколько раз. Итого, для неискаженной передачи этих осциляций будет достаточно иметь запас по полосе усиления в размере одного порядка (несколько умножить на несколько), т.е. 200кГц.
Да, часть экспертов, достаточно лекго определяет полосу усилителя на слух в пределах до 100-200кГц. Может это и таким образом объясняться. А может, как я считал для себя, это связано с лучшей фазовой характеристикой на звуковом ВЧ таких усилителей и, как следствие, лучшей передачей мелких ВЧ ревербераций, ощущаемых как воздух.

Для того, чтобы ПО АПЕРТУРНЫМ причинам усилитель из 10-ти каскадов смог воспроизводить 200кГц, каждый его транзистор должен спокойно и без малейших искажений воспроизводить 10каскадов х 200кГц=2МГц.
Вообще говоря, моя оценка следующая : запас по частоте линейного усиления всего усилителя должен составлять КОЛИЧЕСТВО музыкальных инструментов, то есть х4-х5 для джаза и х100 - для симфонического оркестра.

Добавлено через 8 минут

То, что "проходная емкость" - это не правильно, я давно задумывался.
И отношение к ее перезарядке, лишь бы полосу или скорость нарастания выдержать, мне тоже не нравились. Но в какой то мере эта модель работает (я как сторонний, а значит беспристрастный наблюдатель за усилители-строителями, могу это подтвердить).

Я скажу пока бегло, без сложностей: проблема ещё и в том, что в модель "проходная ёмкость" запихивают не один, а ДВА совершенно разных эффекта: пролётный (щелевой, апертурный), связанный с перемещением электронов в управляющей области (сетки, базы, затвора) - равный времени-ширине этой области И действие конструктивной отрицательной обратной связи между электродами (анод-сетка, сток-затвор, коллектор-база), а вот она уже зависит не от ширины зоны затвора, а от расстояния между стоком и затвором. Эти две величины связаны, НО ЭТО НЕ ОДНО И ТО ЖЕ!
А всё это пихают в один параметр. Причём "для простоты" забывая, что АЧХ RC цепочки, в которой есть "проходная ёмкость", имеет НЕ СОВСЕМ такую форму как АЧХ щелевой функции. Первая имеет плавный спад без всплесков, а вторая имеет точки фактически бесконечного затухания и убывающие "волны" подавления.

[Yury Novikov]

запас по частоте линейного усиления всего усилителя должен составлять КОЛИЧЕСТВО музыкальных инструментов, то есть х4-х5 для джаза и х100 - для симфонического оркестра.

Да, и помноженный на цвет трусов дирижера.

[pokos]

Для того, что ПО АПЕРТУРНЫМ причинам усилитель из 10-ти каскадов смог воспроизводить 200кГц, каждый его транзистор должен спокойно и без малейших искажений воспроизводить 10каскадов х 200кГц=2МГц.

Всё это верно при условии, что каскады независимы. В реальной жизни это совсем не так. И. Начиная с некоторого времени я люблю усилители в три каскада, не больше. Были и в два, но они слишком проблемные.

[Banker]

Да, и помноженный на цвет трусов дирижера.

Ну так мы же рассматриваем реальные конструктивные-схемотехнические проблемы. Должна же быть хоть какая-то ЧИСЛОВАЯ оценка, некоторый предел разумной достаточности для выбора транзисторов. Ведь верхний предел для MOSFET- $500 за 600W x 500MHz экземпляр от FreeScale-Motorola. Кто будет закупаться такими зверушками ? Я - не буду.

[anli]

Должна же быть хоть какая-то ЧИСЛОВАЯ оценка, некоторый предел разумной достаточности для выбора транзисторов.

Вот как раз с этим - проблема. Если не забывать о цели - усилитель для музыки (или, скажем так, для аудио ), то начинать надо с постулатов психоакустики, следуя которым, без всякой религиозности, и формировать технические требования к железке - усилителю. Осталось получить постулаты. А уж чисто технически решить можно будет, думаю. Проблема в том, что аудиопромышленность не заинтересована в таких исследованиях. В связи с чем по сей день у каждого свой цензор - уши (если то, что между ушей, не промыто рекламой), и никакие обобщения никакого методологического значения не имеют.

[Yury Novikov]

Ну так мы же рассматриваем реальные конструктивные-схемотехнические проблемы

А чему вы удивляетесь? Я охотно поверю, в то что вы говорите (а точнее буду думать о том что вы говорите), если увижу хоть какую-то аргументацию. Пока вижу только фантазии облеченные в наукообразные словоформы. Отсюда и соответвующая реакция.

[Banker]

А чему вы удивляетесь? Я охотно поверю, в то что вы говорите (а точнее буду думать о том что вы говорите), если увижу хоть какую-то аргументацию. Пока вижу только фантазии облеченные в наукообразные словоформы. Отсюда и соответвующая реакция.

А я не собираюсь строить тут "свою церковь". Я просто делюсь своими знаниями и своим анализом. Меня спросили о мотивации экзотического подхода "all-MOSFET" - этой ветки, я отвечаю. А что, надо было написать "верьте мне", или "кто не согласен с all-MOSFET, идёт в лес"?
Я выкладываю свои соображения, но совсем не надеюсь, что любой их поймёт - у всех разный опыт и знания в области электроники и математики. И не буду никому ничего доказывать. Лично мне почти всё-равно, согласятся со мной здесь, или нет. Вот если здесь будут разумные замечания и разумные возражения, выросшие из понимания того что происходит, - это будет для всех хорошо.
Этот подход all-MOSFET не новый. Тысячи людей во всём мире делают такие усилители, получают музыкальный звук, продаются киты-наборы для любителей. Но никто пока его не оформил ХОТЬ как - нибудь близко-научно.

[Yury Novikov]

И не буду никому ничего доказывать.

Разумеется ваше право ничего никому не доказывать и просто говорить все что угодно, только тогда не удивляйтесь если к тому что вы будете говорить будет соответствующее отношение (например, как к бреду).

[Костя Мусатов]

Я не могу согласиться с оценкой по количеству инструментов. Ведь усилитель делаедся не подинструменты, а под сигнал. А никакой логикой я не могу получить резкое возрастание полосы осциляций по количеству инструментов.

Вообще, я считаю, что для музыкального сигнала наиболее применим вэвлет анализ. Подтвержденим тому является наиболее констрастная и прстая форма вэвлет образа реального звукового материала. Жаль, что пока в аудио редакторы не встроены функции вэлет обработки.

[VADIK]

Offтопик:
Извините. Моё мнение. Усилитель, должен быть самым нейтральным трактом (в нём нет детонаций КД, головок АС). Усилитель должен передавать сигнал от источника до аккустики никак себя не проявляя. Если УМ, вносит отсебятину, то это уже, как скрипка Страдивари, заиграет или нет?!!

[Banker]

Пока народ обдумывает, вот ещё схема прототипа усилителя Ayre V-3 от Charles Hansen.
Следует сказать, что после резкого старта и правильного all-MOSFET дизайна фирма скатилась до биполяров на выходе
http://www.soundstage.com/revequip/ayre_v5x.htm.
Лично я отношу это на применение ими IRF с неустранимой нелинейностью входной ёмкости (тысячи пФ) мощных "переключательных" MOSFET.
Вот ветка интересного обсуждения MOSFET между Nelson Pass и Charles Hansen:
http://www.diyaudio.com/forums/showthread/t-28853.html

А! А вот и подтверждение того, о чём тут уже говорилось- о левизне некоторых транзисторов от IRF:
"Hello -

That*s exactly the opposite experience to what I*ve had. Our first power amp (the Ayre V-3) was 100% vertical MOSFETs, including the discrete zero feedback power supply regulators. When we were selecting the devices to use in that design we found a funny thing with all of the International Rectifier P-channel devices we tested.

If you put them on a curve tracer, the forward trace and the return trace did not overlay at all. After running several experiments we found that their transconductance would shift in the first few milliseconds after Vgs was changed. This shift was not small, but on the order of 10% to 20%. You will note that the time constant of this effect put the misbehavior right in the middle of the audio band.

This was behavior was found on every single IR P-channel device we tested, using at least 5 samples each of 5 different part numbers. No other manufacturer*s devices exhibited this behavior, including Siliconix, Motorola (now On Semi), Harris (later Infineon and now Fairchild), and at least one other I can*t recall now.

The original tests were performed around 10 years ago, in 1992 and 1993. I revisited this issue about 5 years later thinking that IR might have corrected their parts, but there was no difference.

I spoke with the application engineers at IR about this and they refused to help, saying that the parts were designed for switching and not linear applications. However, an apps engineer from a competing manufacturer knew exactly what I was talking about and even knew the mechanism that caused the problem in the IR parts.

As long as we were using vertical MOSFETs, we refused to use the P-channel parts from IR. (Their N-channel parts seemed to be fine, although we only used these in the case of an emergency since they had been so unhelpful on this issue.)

Hope this helps,
Charles Hansen
Ayre Acoustics, Inc."
http://www.diyaudio.com/forums/showt...0&pagenumber=2

[Banker]

Тут кто-то говорил о минимализме? Вот тут пример КРАЙНЕГО all-MOSFET минимализма (нервным и с больным сердцем не смотреть):
http://www.susan-parker.co.uk/zeus.htm
Схема, фото и график искажений (которых собственно, нет):

[Александр Котов]

Усилитель, должен быть самым нейтральным трактом (в нём нет детонаций КД, головок АС). Усилитель должен передавать сигнал от источника до аккустики никак себя не проявляя.

ПООООЛНОСТЬЮ согласен!
Потому на своей последней схеме и тормознулся - "красота" звучания достает со временем, а особенности звучания заставляют слушать музыку определенных жанров.

[pokos]

Тут кто-то говорил о минимализме?

Такую схему я предлагал лет несколько назад ламповым апологетам, которые кичились "простотой" ланповых схем....

[Banker]

В такой схеме важнейшим элементом становится трансформатор. Опять же - странным является то, что мультифилярные и бифилярные обмотки трансформаторов, которые давно известны в специальной военной технике, - стали применяться в аудио сравнительно недавно. Заметьте - теперь стремятся достигнуть существенного расширения полосы пропускания трансформатора за пределы 20кГц, хотя "по классической теории" это не особо-то и нужно.
Фундаментальная книга по теории и практике широкополосных трансформаторов с бифилярными и мультифилярными обмотками : К.Б. Карандеев "Трансформаторные измерительные мосты" 1966г.

[Walter]

Banker,
расширения полосы пропускания трансформатора за пределы 20кГц
Думаю, коллеги из ветки о ЦАПах, отдатут левую гениталь за трансформатор абсолютно линейный по амплитуде и фазе до 20кГц и с затуханием 100дБ на 21
Но за "20кГц полку" нужно платить широкополосностью
стали применяться в аудио сравнительно недавно
Потому что аудио занимаются недоучки, вроде Вас и меня ;)

[anli]

Banker,
Про нелинейность P-канальных IRF-ов есть целая ветка - более "свежую" информацию приводил Алексей Никитин.
Что касается трансформаторов, то у нас тут тоже есть свой кудесник - Александр Воробьёв. Там и намотки разные хитрые, и серебряные гели-наполнители... В общем, госпоже Паркер только облизываться остаётся

[Banker]

Banker,
расширения полосы пропускания трансформатора за пределы 20кГц
Думаю, коллеги из ветки о ЦАПах, отдатут левую гениталь за трансформатор абсолютно линейный по амплитуде и фазе до 20кГц и с затуханием 100дБ на 21
Но за "20кГц полку" нужно платить широкополосностью
стали применяться в аудио сравнительно недавно
Потому что аудио занимаются недоучки, вроде Вас и меня ;)

Недоучки и "кудесники" понятия не имеют кто такой академик Карандеев и что такое мультифилярная обмотка, не находите?

Banker,
Про нелинейность P-канальных IRF-ов есть целая ветка - более "свежую" информацию приводил Алексей Никитин.
Что касается трансформаторов, то у нас тут тоже есть свой кудесник - Александр Воробьёв. Там и намотки разные хитрые, и серебряные гели-наполнители... В общем, госпоже Паркер только облизываться остаётся

А что касается обсуждения IRF и вообще MOSFET, то я слышал (кажется на радиобазаре я это слышал) что "профи" при обсуждении любых измерений (ну там, например, ёмкость переходов полевиков) обычно приводят СПИСОК ПРИБОРОВ, которыми эти измерения получены, а в особо непонятных случаях - также и СХЕМУ и методику измерения. Без этого любые результаты "измерений" бессмысленны, если на этих измерениях пытаются построить теорию.
А! Вспомнил, где это я слышал - я видел это во ВСЕХ даташитах на микросхемы и RF-транзисторы - любой приличной фирмы.