Сверхлинейный усилитель по схемотипу Видерхольда 1977- 2021 (повтор и дополнение)

[belka]

2 ОУ +5 транзисторов в УН. Выходные каскады разные симулировал, биполяры-полевики, без проблем ноль 4-10 мег двигается, без потери усиления на 20-ти килогерцах.

Благодарности:
Евгению Букварёву и Со. - идея с интегратором прорывная, если ей правильно пользоваться.





Убедительная просьба - пишите ТОЛЬКО по делу. Никаких других комментариев здесь размещать не нужно!

После первой публикации многие резонно отметили, что 2 ОУ и такое огромное усиление явно избыточны. Согласен, поэтому схема была существенно упрощена, с некоторой потерей усиления, но не критической. Итого, к базовой схеме Видерхольда был добавлен 1 (один) транзистор и получено усиление не менее 170дБ!

Обратите внимание, как изящно получилось ввести в схему параллельный ВЧ канал, благодаря которому всё это работает. Вполне осознанно претендую на то, что мне удалось нарисовать самый простой сверхглубокоосник.

В соседней ветке я взял модель какого-то Парафина (смешная поделка) и дорисовал ей недостающие детальки. Модель и схема, базовая, прилагаются:



УМЗЧ ВВ 2021.CIR

Продолжение темы:

Кто желал общий эмиттер в УН?

Вложение 400855 Вложение 400857

Как вы понимаете, Q22 и R40 из схемы можно смело удалить и соединить эмиттер Q21 непосредственно с выходом ОУ. Диоды Вокруг ОУ также нужно убрать и добавить правильные цепи для антиклиппа, которые на схеме не нарисованы.

Итого. 1 ОУ + 4 транзистора в УН = полноценный сверхглубокоосник, до которого на RCL-электро нужно ещё очень долго думать)))

[abyrvalg]

AD817 выходное сопротивление с разомкнутой ООС 8 ом. Указано в даташите. У АД8065 аналогично.

как бы не так) У 8065 р-р выход естественно с мос через емкости, поэтому выходное сопротивление имеет и емкостную, и резистивную и индуктивную составляющие. На постоянном токе выходное сопротивление будет несколько десятков килоом, с ростом частоты сперва уменьшаться, а потом увеличиваться.

P.S. А вообще ветка забавная, практического применения это все с ВК в классе АБ не имеет (простыми словами "не звучит"), но зато все три закомплексированных в усмерть хайпаря, в данной ветке в том, или ином виде представлены

С уважением, Полиграф Полиграфович

[Валет]

А вообще ветка забавная, практического применения это все с ВК в классе АБ не имеет (простыми словами "не звучит"), но зато все три закомплексированных в усмерть хайпаря, в данной ветке в том, или ином виде представлены

Сверхлинейность УМЗЧ обозначает, прежде всего, точность усиления. Измерение сверхлинейных УМЗЧ предполагает учет всех искажений, в т.ч. и высоких порядков. Тем более, что усилитель с «нулевыми искажениями» показал их уверенное влияние на слышимое качество звучания.

Приставка «сверх» обозначает новое, максимально достижимое качество усиления. Но она предполагает и более совершенные и точные способы измерения искажений. Используемые методики, когда учитываются лишь 4 или даже 10 НЧ гармоник никак не могут свидетельствовать (независимо от схемных выкрутасов) о «сверхлинейности» УМЗЧ.
Но качественно о наличии заметных ВЧ нелинейностей передаточной функции «сверхлинейного» УМЗЧ может свидетельствовать смешение стереобазы при сравнении его с хорошим усилителем кл.А в монорежиме в сторону УМЗЧ кл.А. Вот пример такого сравнения:

Потом поставили усилители на "моно". То есть одну колонку к правому каналу одного усилителя, а вторую к правому каналу второго. "Моно" не получилось, играло почти как стерео - картинка размазанная. В сравнении выяснилось, что призвуки имеют тенденцию уезжать скорее в сторону усилителя Валета. Со стороны усилителя krulfa - провал, пустота, недостаток "верхов". Перемещение туда появлялось только тогда, когда убирался тембр ВЧ на усилителе Валета.

Что такое сверхлинейность? Каковы критерии сверхлинейности? Могут ли сверхлинейные усилители звучать по-разному? И вопрос для лучшего понимания термина: усилитель с «нулевыми искажениями» ZD-50 относится к сверхлинейным?
Без понимания этого обсуждение темы не имеет смысла,

Пока что критерию сверхлинейности однозначно могут соответствовать лишь достаточно глубокоосные УМЗЧ кл.А, в ПФ которых не бывает нелинейностей выше 10-го порядка.

[Ageres]

Пока что критерию сверхлинейности однозначно могут соответствовать лишь достаточно глубокоосные УМЗЧ кл.А, в ПФ которых не бывает нелинейностей выше 10-го порядка.

Хотелось бы понять каким образом нелинейности выше 10-ого порядка воспроизводятся АС.
Вот спектр "Белки-2021" на мощности порядка 300Вт и на частоте 20кГц на входе.

Смотрим "щёточку" выше 200кГц. Мало того что она к сигналу относится на -130дБ так ещё и сдвинута на такие частоты что динамики такое никак не осилят воспроизвести. Ну никак. Вы провода на уши себе наматываете, чтоб оно там в ушной сере детектировалось что ли?

[Валет]

Хотелось бы понять каким образом нелинейности выше 10-ого порядка воспроизводятся АС

Нелинейности любого порядка это не только гармоники. При реальном сигнале это и продукты интермодуляции, спектр которых простирается от самых НЧ до самых ВЧ звуковых частот. Это перетиралось на форуме много раз.

---------- Сообщение добавлено 13:16 ---------- Предыдущее сообщение было 13:11 ----------

На испытательном мультитоновом сигнале, имитирующем реальный звук, интермоды имеют вид шума, коррелированного с сигналом и существенно повышающем шумовую полку. Вот пример для усилителя Behringer A500: подъем шумовой полки усилителя на испытательном мультитоновом сигнале при мощности 19 Вт на 7,8 Ома составляет 13 дБ на частоте 200 Гц, 10 дБ на частоте 1 кГц и 20 дБ на частоте 10 кГц.

[.Васильев]

Offтопик:
В микрокапе спектр отображается лучше,чем в ЛТС .

[misha88]

Как вооще ОЭ может иметь вых. сопротивление в 15Ом?

Я вижу, что вся отлично с 1кОм и хорошо со 150Омами, но не понимаю, чем это достигается, если ВК там действительно с ОЭ. Или ОЭ уже не источник тока?

Всё очень просто. Во всех ОУ, у которых выход на ОЭ, всегда есть коррекция прямо с выхода, т.е. выход это интегратор и охвачен своей ООС, поэтому выходное сопротивление уменьшается с увеличением частоты до некоторого предела (см. рисунок выходного сопротивления без общей ООС из даташита OPA1641, у которого тоже ОЭ на выходе).

поэтому с высокой вероятностью, в микросхеме в реальности выходной каскад охвачен местной ООС

Так и есть, выше объяснил откуда.



---------- Сообщение добавлено 13:32 ---------- Предыдущее сообщение было 13:17 ----------

Смотрим "щёточку" выше 200кГц. Мало того что она к сигналу относится на -130дБ так ещё и сдвинута на такие частоты что динамики такое никак не осилят воспроизвести. Ну никак.

Вы не совсем правы. В данном случае уровень -130дБ, поэтому действительно можно на них забить, но если бы их уровень был, скажем, -100 или -110 дБ, то их влияние ещё как может проявиться из-за комбинации между собой или с более низкими частотами, при которых создаются частоты уже в слышимой полосе. Именно поэтому очень важно проверять спектр усилителя до таких частот, тем более, что ВК даёт очень широкополосный спектр гармоник, а полоса частот усилителя широкая и модуляций и комбинаций не избежать, поэтому надо их уровень снижать.

[Игорь Гапонов]

Хотелось бы понять каким образом нелинейности выше 10-ого порядка воспроизводятся АС.
..

Добавлю. Евгением Букварёвым разработан и практически применяется (в железе) метод измерения продуктов нелинейности объектов (усилителей в том числе) на реальном сигнале с реальной нагрузкой в реальных условиях эксплуатации. Разрешение сравнимо с измерениями на простых сигналах. см. https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=72049

[mellowman]

как бы не так) У 8065 р-р выход естественно с мос через емкости, поэтому выходное сопротивление имеет и емкостную, и резистивную и индуктивную составляющие. На постоянном токе выходное сопротивление будет несколько десятков килоом, с ростом частоты сперва уменьшаться, а потом увеличиваться.

P.S. А вообще ветка забавная, практического применения это все с ВК в классе АБ не имеет (простыми словами "не звучит"), но зато все три закомплексированных в усмерть хайпаря, в данной ветке в том, или ином виде представлены

С уважением, Полиграф Полиграфович

В классе А конечно получше играет:


Модель Ageres*а

[Ageres]

Нелинейности любого порядка это не только гармоники. При реальном сигнале это и продукты интермодуляции, спектр которых простирается от самых НЧ до самых ВЧ звуковых частот. Это перетиралось на форуме много раз.

---------- Сообщение добавлено 13:16 ---------- Предыдущее сообщение было 13:11 ----------

Не хотелось с пустыми руками приходить, поэтому снял спектры. Вот спектр "Белки-2021" 19+20кГц мощность та же что и была:

Нелинейности всё равно подавлены ООС просто до трудноизмеряемых величин. Палка 1кГц не померилась, "юбка" тоже не видна, "биения вверх" опять же слишком малы и высоко.
А чтобы не думалось что только Белкин усилок так может , ну и чтоб хоть что то видеть из искажений, вот спектр куда более слабого усилка "Школьник_М" который я выкладывал на паяльнике, с подключенными активным РГ на входе, интегратором и кабелечисткой, глубина ООС на 20кГц -105дБ по диапазону-120дБ макс, на выходе две пары полевиков.

искажения виднее, но не сильно слышимее или воспроизводимее.
ООС рулит, в общем.

[mellowman]

Нелинейности всё равно подавлены ООС просто до трудноизмеряемых величин. Палка 1кГц не померилась, "юбка" тоже не видна, "биения вверх" опять же слишком малы и высоко.

Просто симулировать надо глубже, см выше картинку до -300дб всё отлично слышно

[misha88]

поэтому снял спектры

Это не называется "снять спектр", а называется "симулировать спектр", что далеко не одно и тоже. И модуляции (амплитудные и фазовые) программа не покажет, как в реальности.

[Ageres]

Это не называется "снять спектр", а называется "симулировать спектр", что далеко не одно и тоже. И модуляции (амплитудные и фазовые) программа не покажет, как в реальности.

Измеряем что можем и как можем.
Снимите мне пожалуйста спектр с усилителя который ещё пока не готов в железе, да и модель пока не полна и не доведена до состояния "можно паять". Заодно можете и фазовые и амплитудные с несуществующего в железе усилка снять.
Не можете? Ну так и делаем что можем пока.

---------- Сообщение добавлено 15:02 ---------- Предыдущее сообщение было 15:01 ----------

Просто симулировать надо глубже, см выше картинку до -300дб всё отлично слышно

Очень долго. Да и смысла особого нет. В любом случае "ниже 120-130дБ" уже достаточно чтобы понять с чем мы имеем дело.

[bukvarev]

Вадим, будем делать усь в железе?
На THS4031 например.

[Игорь Гапонов]

Измеряем что можем и как можем.
Снимите мне пожалуйста спектр с усилителя который ещё пока не готов в железе, да и модель пока не полна и не доведена до состояния "можно паять". Заодно можете и фазовые и амплитудные с несуществующего в железе усилка снять.
Не можете? Ну так и делаем что можем пока.

---------- Сообщение добавлено 15:02 ---------- Предыдущее сообщение было 15:01 ----------


Очень долго. Да и смысла особого нет. В любом случае "ниже 120-130дБ" уже достаточно чтобы понять с чем мы имеем дело.

1. Можно применить метод Букварёва и к "виртуальному объекту" (напр. к модели усилителя) и к идеальному по нелинейности, но не идеального по линейным искажениям и шумам в том числе. Например, задав детерминированную (конкретную и повторяемую от пробы к пробе) реализацию белого шума как тест сигнала.

2. "Особый смысл" - это всё издержки субъектов на Пути Познания. Белка затеял эту ветку ещё и поэтому (например, если на каком-никаком графике показана спектральная плотность продуктов нелинейности в -120дБ в заданной полосе , типо, 20-20кГц, на заданном сигнала, типо, реализация шума, эрэмэс уровень суммарного продукта будет на 43дБ выше, т.е. всего-то -76дБ. Ну и как же оно звучит по картинке, если в руках отродясь не было инструмента подобного методу Букварёва? Вот и пипец всем "особым смыслам").

---------- Сообщение добавлено 15:10 ---------- Предыдущее сообщение было 15:09 ----------

Вадим, будем делать усь в железе?
На THS4031 например.

[belka]

Вадим, будем делать усь в железе?
На THS4031 например.

запросто. только ВК на нормальных транзисторах. Я предпочитаю латералы.

---------- Сообщение добавлено 15:41 ---------- Предыдущее сообщение было 15:16 ----------

На THS4031

Ойц! AD817 от конкурентов и по-ходу даже лучшее)

[Ageres]

В общем пока жарился хряк снял ещё график с модели, тоже самое только время выборки в пять раз меньше.

[Валет]

Палка 1кГц не померилась

Палка 1кГц при 19 и 20кГц на входе является следствием нелинейности ПФ 2-го порядка. Она не всегда видна даже в УМЗЧ не слишком высокого качества.
Я же имею в виду специфичные нелинейности, свойственные УМЗЧ кл.АВ - это нелинейности высоких порядков (≈ 10 и выше). Уровень каждого интермода от них невысок, но они бьют количеством. На спектрограммах они проявляются как повышение шумовой полки. При измерениях Кг такие искажения можно увидеть в виде вертикальной палки в моменты переключения плеч ВК на осциллограмме выделенных искажений. При глубокой ООС линия между палками превращается почти в прямую, а палки становятся уже и острее. На реальном сигнале промежуток между палками может быть любым. При разложении в ряд Фурье таких палок от частоты, например 1кГц, часть гармоник окажется в диапазоне ЗЧ независимо от глубины ООС, при которой эти палки образовались. (При разложении сигнала в ряд Фурье совершенно не важно, как этот сигнал был получен.) На реальном сигнале от этого образуется шум, коррелированный с сигналом, что ухудшает прозрачность и разборчивость сигнала. Минимизируется он только снижением ВЧ нелинейностей ПФ, что при измерении Кг проявляется в снижении уровня ВЧ гармоник. Для сверхлинейности это совершенно необходимо.

[Игорь Гапонов]

Валет, почему бы тебе не оценить/сравнить хотя бы виртуальные усилители по "широкополосной методе" Букварёва в "грязном В" и в "чистом А" с равными Кг (уравняв их, например, подбором глубины ОООС в модели), взяв любимый трек в качестве тестсигнала, а не рассуждать про "корреляцию нелинейных продуктов на реальных сигналах"?

[belka]

Ageres, ругаются все вокруг, а я Вас благодарю за проявленный интерес.

Рекламная пауза:

Один транзистор + ВВ89 = крах идеологии цельного ресурса RCL-electro.ru и вместе с ним забвение всех бездарных разработок с кучей изнасилованных транзисторов.

[Валет]

Валет, почему бы тебе не оценить/сравнить хотя бы виртуальные усилители по "широкополосной методе" Букварёва в "грязном В" и в "чистом А" с равными Кг (уравняв их, например, подбором глубины ОООС в модели), взяв любимый трек в качестве тестсигнала, а не рассуждать про "корреляцию нелинейных продуктов на реальных сигналах"?

Заметность на слух ВЧ нелинейностей ПФ уже хорошо продемонстрировал ZD-50, имеющий "нулевые" искажения на ЗЧ. Не понятно, при чем здесь Букварев. Если он отрицает это, то тем хуже для него и его теоретизирований.