Улучшение линейности (и не только) усилителя на LM3886

[Nick]

Финальные платы пришли, собираю. Посмотреть на них можно у меня на сайте или тут.

Ссылки по теме:
Новые платы дают около -120дБ искажений на THD 11кГц 60W (левый канал - усилитель). Интермодуляционные за гранью обнаружения IMD19+20 , IMD19+20 полный диапазон .

Черновик описания, списка деталей, и схемы, новой версии. Zero D 50 Rev D7.12.

Последняя рабочая версия схемы усилителя, питания и список используемых деталей - Zero D 50 Rev D4 (исправлена ошибка с MUTE, нумерация деталей не совпадает с предыдущими версиями). Небольшое описание усилителя.

Упрощённая версия для тех кто самостоятельно проектирует платы и не хочет возиться с большим количеством конденсаторов и резисторов. Вариант однослойных печаток под утюг от devisangela тут (упрощённая версия без стабилизаторов).

Модель (АФЧХ) в LTSpice.

Замерянные искажения у прототипа на 10кГц Rev. D4 THD 10kHz 40Vp-p (50W) 4Ohm - < 0.0004%. На графике -вверху вход, внизу выход.

Фото прототипа 1 и 2.

Печатки для прототипа использовал от ревизии С (нумерация деталей не совпадает).

Описание принципиальных отличий Rev. D от предыдущих версий тут.

Интересные осцилограммы: шунтировние электролита керамикой , и продолжение, работа стабилизатора, и продолжение, выход U1 под нагрузкой и без, то же (более правильно снято)

Метод измерения искажений звуковой картой с вычитанием гармоник (использовался вначале, когда небыло AMBER 3501 и генератора с низкими искажениями): 1, 2, 3, 4 . Обсуждение метода было тут.

История предыдущих версий. Статья Yewen-a есть тут.

[VADIK]

Offтопик:
Nick, а чем Ваша https://forum.vegalab.ru/attachment....4&d=1201892916
Отличаеся от Мауро???

[Nick]

Offтопик:
Nick, а чем Ваша https://forum.vegalab.ru/attachment....4&d=1201892916
Отличаеся от Мауро???

Всем
А именно у меня очень глубокая ОС на ВЧ и очень низкие искажения - достижимы <0.0004% в звуковом диапазоне (вероятно можно и меньше, это от конструкции сильно зависит, по симуляции 0.0001%). Плюс первый ОУ в ревизии D, в отличии от моих предыдущих ревизий и традиционной схемотехники ОС, работает в режиме коррекции (селекции) нелинейных искажений, линейные полностью он и не пытается исправлять (типа ОС по вычитанию), и поэтому у него очень маленький выходной сигнал и соответсвенно высокая линейность. Ну и никакой ОС по току как у Мауро нет.

[Ремонт-NIK]

В первую очередь низкие, упругие и очень глубокие.

А с вокалами как? Как живые и перед тобой?Слышно как воздух в грудь набирают.и это не режет слух..
Потом барабаны.а также резкие.неожиданные звуки.они как звучат?

Другими словами всё как-то чётче и детальнее и в тоже время мягче, приятнее на слух.

Это все ожидаемо.я думал есть какое кардинальное свойство звучания вашего уся со стаб. БП.Звуковая сцена плотная без провалов по ширине и в глубь?Бас локализуется?Звуки плавно появляются .а не выскакивают из звуковой сцены?Понятно.что все это зависит от качества звукового материала.но не могли бы вы описать подробнее.неважно каким языком.достаточно что бы он был понятен.

А вот у Маклафлина на "Que Alegria" шорох одежды в одном месте таки присутствует. Очень тихий. Если его замылить, заодно много другого кайфа пропадет.

Маклафлина не слушаю к сожалению.
Про замылить речи нет.желается что бы все эти артефакты не выделялись.и не привлекали внимание.
Есть куча дисков.вроде бы все путем.но звук как бы дробится.распадается на куски.фрагменты.Т.е. не единое целое.а как бы
состоит из фрагментов.Я просто не могу такое слушать.

Offтопик:
Но что делать.если это что-то любимое и не слушать нет никаких сил?

Offтопик:
Еще хуже.когда присутствуют какие то хрусты и похрипывания.ладно бы на простых дисках.но и на специзданиях.типа HDCD и подобных.

Offтопик:

Зато если усь звучит ясно и подробно, хороших певцов/музыкантов слушать одно удовольствие

Ну да.только много таких дисков?

[Nick]

А с вокалами как? Как живые и перед тобой?Слышно как воздух в грудь набирают.и это не режет слух..
Потом барабаны.а также резкие.неожиданные звуки.они как звучат?

Вокал именно как живые. Барабаны замечательно . На самом деле очень хорошо слышна разница на контрабасе, когда перебираются тона то выше, то ниже, со стабилизатором оно звучит как надо а не перемешивается. Особо впечатляет помоему первая композиция из Siri*s Svale Band - Blacbird. Там есть и вокал и контрабас. Плюс становятся чётко заметными звуки далеко не первого плана.

Добавлено через 2 минуты

Это все ожидаемо.я думал есть какое кардинальное свойство звучания вашего уся со стаб

Для меня это и есть координально . Бас локализуется. Звуки не выскакивают (хотя это помоему зависит от задумки звукорежиссёра), но они точно спозиционираваны и хорошо отделимы друг от друга.

Добавлено через 5 минут
Вообще я думаю лучше в описания не сильно впадать, так как очень многое из того что вы спрашивали, как минимум зависит от колонок и того как и где они стоят. Помоему проще будет сделать и послушать

Добавлено через 3 минуты
Могу написать на каких дисках я сравнивал, если интересно.

[VADIK]

Offтопик:

достижимы <0.0004% в звуковом диапазоне (вероятно можно и меньше, это от конструкции сильно зависит, по симуляции 0.0001%).

в симуляторе с идеальными моделями... Даже так сомневаюсь???? Никаких инноваций не заметил!, Если только кучу ОС. мож, я дэбил!

[Nick]

Offтопик:
в симуляторе с идеальными моделями... Даже так сомневаюсь???? Никаких инноваций не заметил!, Если только кучу ОС. мож, я дэбил!

0.0004% реально измерянных на 10кГц 40В от пик пика на 4 ома. Насчёт инноваций ошибаетесь.
Сделано как когда-то написал Сергей Агеев

Еще лучше сформировать АЧХ петлевого усиления типа среза Боде или устойчивую по Найквисту (с заходом фазы за 180°), однако их корректная реализация довольно сложна и потому далеко не всегда оправдана. Именно поэтому УМЗЧ с АЧХ петлевого усиления "по Найквисту", насколько известно, серийно не производятся...

Такую частотную коррекцию в УМЗЧ обычно не делают https://forum.vegalab.ru/attachment....8&d=1201907823. Плюс первый ОУ работает в малосигнальном режиме, очень близко к идеальному ...

[Ремонт-NIK]

Барабаны замечательно .

Барабаны и у меня замечательно.Сухие/хлесткие и кожанные на хорошей записи или тухлые и мокрые .если запись плохая.

На самом деле очень хорошо слышна разница на контрабасе, когда перебираются тона то выше, то ниже

контрабас.такая штука что мне не часто попадается.но с тестового диска несколько треков с контрабасом слушал.и ничего не сливалось.хотя это было давно.(прослушивание контрабаса).Притом.что у меня не стабилизировнный БП.и в шунтах Элна RE2.

Плюс становятся чётко заметными звуки далеко не первого плана.

Это может быть заслугой не глубокой ООС.а "скорострельности" примененных чипов и правильной общей компоновки и трассировки печ. платы.

Звуки не выскакивают (хотя это помоему зависит от задумки звукорежиссёра), но они точно спозиционираваны и хорошо отделимы друг от друга.

Под выскакивающиими звуками я имел ввиду другое-не одиночные звуки на фоне тишины.а то.как воспринимается материал в целом.бывает так.что слушаешь что-то.и преследует ощущение что звуки из которых состоит прослушиваемый материал.появляются и исчезают не плавно нарастая и убывая.а как бы скачком.Возможно.я неправильную формулировку выбрал.

Вообще я думаю лучше в описания не сильно впадать, так как очень многое из того что вы спрашивали, как минимум зависит от колонок и того как и где они стоят.

Само собой разумеется.но мы не колонки обсуждаем.а в чем суть лучшего звучания усилителя от стабилизированного БП.
Точнее.я пытаюсь разобраться.что вы слышите.и сравнить со своими ощущениями от прослушивания усей с разными источниками питания.
И в описания впадать необходимо.иначе как понять что вы имеете в виду. говоря про кардинально лучшее звучание.при питании от стабилизированого БП?Другими словами.например я последовал вашим утверждениям что от стаба играет лучше.и сделал стабилизированное питание.но ничего кардинального не услышал.а наоборот.услышал как подрезаются пики сигнала на уровнях чуть выше половинной громкости.что звук стал не таким свободным и раскованным.при прослушивании с уровнем в районе 12 часов..И что будем делать?Спишем на сущностей? или на кривые АС и неподходящее помещение?
Нет уж.прежде чем городить что то дорогостоящее.я хочу знать-для чего это нужно.и что стабилизированное питание может дать мне в принципе.А для этого нужно впадать в описания.но не на уровне лучше/хуже.а например так.как вы описали пример с контрабасами.

Помоему проще будет сделать и послушать

Сделаю.всему свое время.

Offтопик:
Вы же наверно знаете.что спешка хороша при ловле блох.. .

Но питать усилитель буду от обычного БП.потому что слушал разные варианты питания.и мой выбор не в пользу стаба.

Offтопик:
Работа у меня такая.что представляет самому возможность послушать разные варианты.и сравнить их с тем что пишут на форуме..ну и сделать соответствующие выводы.Все таки бас.это не медь тарелок.которую трудно достичь простыми средствами

Диски перечислять видимо большого смысла нет.легко может случиться так.что в моей коллекции не будет нужного диска.Поэтому.лучше оперировать понятием-"что я слышу".а не "какие диски я слушаю".хотя возможно и полезно уточнить на каком материале лучше слышны какие-то особенности звучания.

Добавлено через 48 секунд
Так сказать-для сверки часов.

[Nick]

Диски перечислять видимо большого смысла нет.легко может случиться так.что в моей коллекции не будет нужного диска.Поэтому.лучше оперировать понятием-"что я слышу".а не "какие диски я слушаю".хотя возможно и полезно уточнить на каком материале лучше слышны какие-то особенности звучания.

Сравнивать то что я слышу со стабилизатором и то что вы слышите без него, на мой взгляд песперспективное занятие. У нас разное всё. Начиная от ушей заканчивая аппаратурой и самой музыкой. Сравнивать нужно хотябы одному и тому же человеку на одном и том же тракте на одной и тойже музыке, иначе ничего небудет непонятно.
Описать разницу со стабилизатором и без я попытался. Могу ещё сказать что слышу это не только я...

Добавлено через 4 минуты

контрабас.такая штука что мне не часто попадается.но с тестового диска несколько треков с контрабасом слушал.и ничего не сливалось.хотя это было давно.(прослушивание контрабаса).

Как говорится всё познаётся в сравнении. Когда я слушал свой криик, мне вроде тоже всё нравилось. Пока не узнал как бывает иначе

[Ремонт-NIK]

Сравнивать то что я слышу со стабилизатором и то что вы слышите без него, на мой взгляд песперспективное занятие. У нас разное всё. Начиная от ушей заканчивая аппаратурой и самой музыкой. Сравнивать нужно хотябы одному и тому же человеку на одном и том же тракте на одной и тойже музыке, иначе ничего небудет непонятно.

Все перечисленные вами условия понятны.и не обсуждаются.но сделать попытку никто не может запретить.
К тому же вы уходите от ответа.хотя никакого второго "дна" в вопросе не было.
Я вам конктретно обрисовал возможную ситуацию вот здесь:

И в описания впадать необходимо.иначе как понять что вы имеете в виду. говоря про кардинально лучшее звучание.при питании от стабилизированого БП?Другими словами.например я последовал вашим утверждениям что от стаба играет лучше.и сделал стабилизированное питание.но ничего кардинального не услышал.а наоборот.услышал как подрезаются пики сигнала на уровнях чуть выше половинной громкости.что звук стал не таким свободным и раскованным.при прослушивании с уровнем в районе 12 часов..И что будем делать?Спишем на сущностей? или на кривые АС и неподходящее помещение?
Нет уж.прежде чем городить что то дорогостоящее.я хочу знать-для чего это нужно.и что стабилизированное питание может дать мне в принципе.А для этого нужно впадать в описания.но не на уровне лучше/хуже.а например так.как вы описали пример с контрабасами

Иначе получается как в рекламе-"наш новый порошок теперь стирает на 120% лучше..."

Как говорится всё познаётся в сравнении. Когда я слушал свой криик, мне вроде тоже всё нравилось. Пока не узнал как бывает иначе

весьма рад за вас .но ситуации "пока не узнал.как бывает иначе" у меня случаются по всей видимости чаще.чем у вас.

Offтопик:
Работа у меня такая.я уже писал выше.

реально измерянных на 10кГц 40В от пик пика на 4 ома.

!

[Gajdar]

На протяжении кучи постов идет попытка обьяснить, что:

1. подход к коррекции цсилителя позволяет получить низкие искажения в симуляторе, чего невозможно было получить от усилителя классической схемы. Этот подход опробован на микросхеме с изначально средними параметрами и упрощенной конструкцией. В результате даже на макетных платах достигнут запредельный для микросхемного и вообще даже рассыпушного коэффициент искажений.

2. Далее путем проб и ошибок схема была оптимизирована в плане схемотехники и конструктива - даны исходные точки и конкретные меры по минимизации взаимного влияния элементов схемы и разводки платы. В результате получилсяконструктив с очень близкими к рассчетному показателями клирфактора.

3. Этап макетирования перешел в этап отстройки на слух и в результате схема приобрела дополнително стабилизатор напряжения и новую компоновку, отработаны и представлены и номиналы и тип элементов. Даны пояснения почему выбраны те или иные элементы (особенно в плане керамики в цепях шунтирования кондеров у ног лм)

4. Даны даже субьективные результаты прослушивания и попытка субьективной оценки характера звучания всего усилителя в целом.


Но как обычно этого мало ))))) чтобы поверить. Нужно похоже разжовывать детально.
Детально разжовано устройство, особенности и все прелести усилителя ВВ имени Сухова. Так же детально и смачно рассказано почему и как у еще одного ВВ - УМВТ Данилова... И то и другое я собирал.. к сожалению, накаой корреляции с качеством звучания там нет- хотя любители посмотреть синусоиду довольны...

Тут же разжевали идею, разжевали смысл, конструктив и даже субьективную оценку... но как поется в песне Ротару... только только только...только этого мало...

[Nick]

Сообщение от Nick
реально измерянных на 10кГц 40В от пик пика на 4 ома.

!

Непойму к чему восклицательный знак ? 40В от пика до пика это среднеквадратичные ~14В или на 4ома около 50ватт, если вам так понятнее.

Добавлено через 5 минут

Сообщение от Ремонт-NIK
И в описания впадать необходимо.иначе как понять что вы имеете в виду. говоря про кардинально лучшее звучание.при питании от стабилизированого БП?Другими словами.например я последовал вашим утверждениям что от стаба играет лучше.и сделал стабилизированное питание.но ничего кардинального не услышал.а наоборот.услышал как подрезаются пики сигнала на уровнях чуть выше половинной громкости.что звук стал не таким свободным и раскованным.при прослушивании с уровнем в районе 12 часов..И что будем делать?Спишем на сущностей? или на кривые АС и неподходящее помещение?
Нет уж.прежде чем городить что то дорогостоящее.я хочу знать-для чего это нужно.и что стабилизированное питание может дать мне в принципе.А для этого нужно впадать в описания.но не на уровне лучше/хуже.а например так.как вы описали пример с контрабасами

Иначе получается как в рекламе-"наш новый порошок теперь стирает на 120% лучше..."

Ремонт-NIK, я попытался описать разницу. Я описал то что запомнилось. Может что то было ещё, но сейчас я уже непомню, я же не каждый день его сверяю, со стабом и без. Когда сделаю на одной плате со стабами, я специально для вас проведу эксперемент, можете даже сейчас сказать на каких композициях вы бы хотели, чтобы я сравнил, я бы их купил, если смогу конечно.

Добавлено через 3 минуты

Иначе получается как в рекламе-"наш новый порошок теперь стирает на 120% лучше..."

Я не ставлю цель рекламы стабилизатора. Иначе я бы вам тут расписал на две страницы про обертона и микро и макродинамику . Я рассказал то что запомнилось. Хотите делайте, хотите нет... Я считаю что с ним лучше, у вас может быть подругому...

Добавлено через 4 минуты

На протяжении кучи постов идет попытка обьяснить, что:

1. подход к коррекции цсилителя позволяет получить низкие искажения в симуляторе, чего невозможно было получить от усилителя классической схемы. Этот подход опробован на микросхеме с изначально средними параметрами и упрощенной конструкцией. В результате даже на макетных платах достигнут запредельный для микросхемного и вообще даже рассыпушного коэффициент искажений.

2. Далее путем проб и ошибок схема была оптимизирована в плане схемотехники и конструктива - даны исходные точки и конкретные меры по минимизации взаимного влияния элементов схемы и разводки платы. В результате получилсяконструктив с очень близкими к рассчетному показателями клирфактора.

3. Этап макетирования перешел в этап отстройки на слух и в результате схема приобрела дополнително стабилизатор напряжения и новую компоновку, отработаны и представлены и номиналы и тип элементов. Даны пояснения почему выбраны те или иные элементы (особенно в плане керамики в цепях шунтирования кондеров у ног лм)

4. Даны даже субьективные результаты прослушивания и попытка субьективной оценки характера звучания всего усилителя в целом.


Но как обычно этого мало ))))) чтобы поверить. Нужно похоже разжовывать детально.
Детально разжовано устройство, особенности и все прелести усилителя ВВ имени Сухова. Так же детально и смачно рассказано почему и как у еще одного ВВ - УМВТ Данилова... И то и другое я собирал.. к сожалению, накаой корреляции с качеством звучания там нет- хотя любители посмотреть синусоиду довольны...

Тут же разжевали идею, разжевали смысл, конструктив и даже субьективную оценку... но как поется в песне Ротару... только только только...только этого мало...

Спасибо Gajdar Действительно замечаю тенденцию, что чем дальше, тем в смысл всего этого мало кто вдаётся. И конечно неверят

[Audiomaniac]

Когда межблочник начинает влиять на звук больше чем шунты, вот это засада...

[dekko]

И конечно неверят

ну некоторые верят... после опытов проведенных на своих конструкциях и макетах

[Audiomaniac]

Ремонт-NIK,

сильно сказываться влияние источника.компонентов.шнурков.расположения девайса в пространстве етс.
А самое противное.то что становится невозможно слушать любимую музыку.слух постоянно цепляется за огрехи звучания.

А откуда уверенность, что эти огрехи - это огрехи записи, а не своей аппаратуры? Я считаю наоборот - чем лучше тракт, тем меньше должно быть "плохих" записей, иначе зачем он такой нужен?
Поэтому может быть мы не в том направлении идем?

[dekko]

про межблочники... поставил синфазные фильтры по питанию и входу и разница между межблочниками стала меньше, но все же она есть!

[Nick]

Когда межблочник начинает влиять на звук больше чем шунты, вот это засада...

У меня сейчас например, когда подключаю нагрузку через клемы искажения 10кГц подымаются до 0.0026%, когда припаиваю напрямую 0.0007% (это потому что я пытаюсь поставить всё в корпус и кондёры все не влезают)

Добавлено через 3 минуты
Так что может и с кабелями какая-то подобная фигня, покрайней мере местоположение их в корпусе влияет на искажения

Добавлено через 3 минуты
Так же кстати и импеданс шин питания, может играть положительную роль, уменьшая ток по дальнему контуру (т.е. пойдёт всё через кондёры, если у них импеданс меньше ) И соответсвенно наводимые искажения снижаются

Добавлено через 44 секунды
Так что всё намного сложнее чем кажется.

[Audiomaniac]

Nick, над всем этим уже думали много людей задолго до нас, просто это все не сведено воедино, а разбросано по разным работам..
Та задача, которая обсуждается в этой ветке, вообще нетипичная: ну какой нормальный конструктор будет ставить себе задачу присобачить обвязвку на $200 к микросхеме за $5 ? ;)

[Nick]

Та задача, которая обсуждается в этой ветке, вообще нетипичная: ну какой нормальный конструктор будет ставить себе задачу присобачить обвязвку на $200 к микросхеме за $5 ? ;)

Никто не мешает поставить вместо LM3886 что угодно , главное улавить смысл...
А с другой стороны почему бы и нет, за $1500 продают же hi-end на LM

[Gajdar]

Думать то думало, хотя и не так много... Конечно нормальный конструктор собрал схему за 5 баксов и сделал обвязку и все разводку так что это заиграло. Имя его Марк Ливенсон..... И это при примитивной схемотехнике....

[Nick]

К тому же детали можно и подешевле будет поставить, потом, например вместо LT1083 - LM338. Кондёры только остануться, но тут можно будет подумать ещё сколько их необходимо. AD8065 - $3, всё остальное копейки.

Добавлено через 1 минуту

Nick, над всем этим уже думали много людей задолго до нас, просто это все не сведено воедино, а разбросано по разным работам..

Это вы о чём ?

Добавлено через 6 минут

Думать то думало, хотя и не так много... Конечно нормальный конструктор собрал схему за 5 баксов и сделал обвязку и все разводку так что это заиграло. Имя его Марк Ливенсон..... И это при примитивной схемотехнике....

Кстати Jeff Roland вообще делает даже аккумуляторное питание, и обвязка у него стоит вообще дохрена (Lundahl например), не считая точёных корпусов. Так что в hi-end все средства хороши

Добавлено через 8 минут
PS. А клеммы действительно дают 0.002% искажений, надо будет другие поискать