Проект А

[Mad optic]

Думаю, пришло время поделиться информацией. Хотя Проект "А" идет уже полгода, но сейчас, наконец, собран первый образец из 4-х заложенных "на стапелях".

Проект "А" - это "усилитель мечты", т.е. тот, который хочется иметь, потому, что в нем реализованы практически все лучшие мне известные технологии в аудиостроении. В качестве цели НЕ ставилась задача поразить кого-либо экстремальной выходной мощностью (многие почему-то считают это признаком качества и совершенства усилителя). Этот усилитель должен оптимально решать задачу качественного озвучивания помещения объемом до 100м3. И ничего более, не надо создавать уровни звукового давления, приводящие к деградации слуха и т.п.

Это НЕкоммерческий проект. Продавать усилители не собираюсь.

Думаю, что только сильно продвинутые энтузиасты аудиостроения смогут повторить его. (Хотя, для них это больше архив копилки идей, чем объект для повторения). Несмотря на то, что старался использовать самые современные технологии и элементную базу, многие ключевые компоненты уже стали недоступны, особенно это касется полевых диф.сборок (пали жертвой миграции индустрии эл. компонентов в сторону массового рынка

Основное, что нагоняет тоску в современном hi-fi/hi-end аудиостроении, это отсутствие разнообразия и свежих идей. Все усилители похожи конструктивно, а последнее время и схемотехнически. Новое это или хорошо забытое старое, или незначительные вариации "на тему". Редко в последние годы можно встретить свежее решение.

Здесь нельзя сэкономить денег, потому, что их не считал при создании оного. Себестоимость одного моноканала составляет около $2K.

Чтобы не переписывать довольно объемное описание, прошу заинтересованным обратиться на страницу

http://madoptic.narod.ru/projects/a.htm.

Сильно заинтересовавшимся и с реальной возможностью повторить изделие буду предоставлять файлы для производства платы после персонального обсуждения проекта.

Возможно, что-то еще не реализовал весьма стоящее. Именно поэтому информация размещена здесь. Критика, советы очень помогут, т.к. при накоплении "критической массы" смогут вылиться в нечто новое.

[CS-A]

Смысл непонятен. Без выходного каскада все равно работать нельзя . Даже, если искажения все в нем образуются - вы видите как его сделать более линейным?

Для проверки. В самом ВК искажения образуются, но не до такой степени.
Меня смущает питание ВК. Ведь по нему сетевые помехи могут попадать на выход, также емкость незаземленног БП. Кстати экран в трансе есть между первичкой и вторичками?

[Mad optic]

Где-то ошибка. Или в измерениях или в конструкции или ещё в чём то.

Nick,
Этот глобальный вывод понятен, особенно в последней части.

Добавлено через 2 минуты

Кстати экран в трансе есть между первичкой и вторичками?

Нет. Трансформатор стандартный, покупной. Понимаю, что неидеальный вариант.

Добавлено через 5 минут
Nick,
Большая просьба, когда закончишь конструкцию своего Z 50, проведи замеры THD+N в диапазоне мощностей от 0.1Вт до максимальной. Только стандартным методом, без этих подмешиваний. ...Все понимаю (твои возражения), но просьба сделать именно так

[CS-A]

Нет. Трансформатор стандартный, покупной. Понимаю, что неидеальный вариант.

Вот и надо это проверить, т.е. влияет-ли питание ВК на искажения!

[Nick]

Только стандартным методом, без этих подмешиваний. ...Все понимаю (твои возражения), но просьба сделать именно так

Попробую, но из-за шума это будет сделать скорее всего нереально. Кстати я то мерял не только с подмешиванием, но например с генератором, с низкими гармониками. Вот EMU с этим генератором - https://forum.vegalab.ru/attachment....1&d=1209116702
Да и с режектором тоже пробовал, я его тут где-то выкладывал. Один фиг, с вычитанием просто удобней.

Добавлено через 3 минуты

Nick,
Этот глобальный вывод понятен, особенно в последней части.

Ну если понятен, значит надо искать ?

Добавлено через 2 минуты
Вот кстати замеры картой без вычитаний http://www.diyaudio.org.ua/blog.php?u=223&b=9 . К сожалению я протупил и отправил на печать только один канал (который через усилитель ). Но могу сказать, что искажения у самой карты (по лупбэку) точно такие же.

Добавлено через 3 минуты
Кстати никак немогу понять, почему ты считаешь, что на малых уровнях искажения должны быть больше...
У нормального ВК в АВ они всё равно меньше на маленьких амплитудах.

[CS-A]

Да, вот ещё вспомнил! WP отговорил меня делать такую схему, как-раз из-за проблемы питания ВК.

[Mad optic]

Кстати никак немогу понять, почему ты считаешь, что на малых уровнях искажения должны быть больше...
У нормального ВК в АВ они всё равно меньше на маленьких амплитудах.

Просто доля искажений от отсечки тока при переключении транзисторов в режиме АВ (передаточная х-ка тока все равно имеет излом, что ведет к росту спектра сигнала и искажений) максимальна на мощностях около 0.1Вт при токе покоя около 100ма. При росте амплитуды эта доля существенно снижается и преобладают "искажения усиления".

[Nick]

Просто доля искажений от отсечки тока при переключении транзисторов в режиме АВ (передаточная х-ка тока все равно имеет излом, что ведет к росту спектра сигнала и искажений) максимальна на мощностях около 0.1Вт при токе покоя около 100ма.

Ты я так понял про это:


Добавлено через 17 минут
Вообщем вот график искажений "типичного" усилителя от уровня и частоты:


Вот ещё:
I investigated crossover distortion to see if it really did increase with decreasing output level in a Blameless amplifier. One problem is that an optimally-biased Blameless amplifier has such a low level of distortion at 1 kHz (0.001% or less) that the crossover artifacts are barely visible in circuit noise, even if low-noise techniques are used. Thus the THD percentage of the noise-plus-distortion residual is bound to rise with falling output, for the noise contribution remains constant; this is the lowest line in Fig 20. To circumvent this, the amplifier was deliberately underbiased by varying amounts to generate ample crossover spikes; these upper traces also rise as level falls, but Fig 20 shows that the THD percentage increases more slowly as level falls. Both EF and CFP output stages give similar results; whatever the degree of underbias, THD increases by about 1.6 times as the output voltage is halved. In other words, reducing the output power from 25 W to 250 mW, which is pretty drastic, only increases THD % by six times, and there is no sign of it increasing uncontrollably at low levels.
И это про 1кГц. На 5кГц как мы видим из графика зависимость уже будет другая.
http://www.dself.dsl.pipex.com/ampins/dipa/dipa.htm
Т.е. даже для обычного посредственного усилителя выростут они на 1кГц от силы в 10 раз, на 0.1Вт, т.е. будет не -100дБ, а -80дБ, а дальше уже пойдут снижаться. Шумы при этом растут гораздо быстрее. И это при условии что ВК вносит большую часть искажений. Если же принять определённые меры, то и этого не будет (например параллельно поставить кучу тра-ров).

[Mad optic]

Ты я так понял про это:
...
Т.е. даже для обычного посредственного усилителя выростут они на 1кГц от силы в 10 раз, на 0.1Вт, т.е. будет не -100дБ, а -80дБ, а дальше уже пойдут снижаться. Шумы при этом растут гораздо быстрее. И это при условии что ВК вносит большую часть искажений. Если же принять определённые меры, то и этого не будет (например параллельно поставить кучу тра-ров).

Nick, cовершенно верно, про это. Только "заход" с другой стороны - этот эффект можно представить чисто математически.

Конечно, увеличение в 10 раз это слишком экстремально, но реальные величины составляют именно 5-6 раз. Т.е. если минимум на оптимальной мощности составит 0.005%, что можно встретить здесь как предложение хорошего усилителя, то у этого же усилителя на 0.1Вт может быть именно 0.03% "чистого" THD (или под 0.1% для THD+N) на малых мощностях, и эта цифра здесь на форуме врядли будет считаться достижением и ее умалчивают...

Маскировки искажений за шумом, как это может показаться, не происходит в данном случае, т.к. шум, учитываемый в THD+N, это не белый шум и носит явно выраженный спектральный характер, поэтому на спектре так хорошо видны гармоники сигнала, которые ниже всякого рода помех, в том числе от сети и т.д.

[Nick]

Конечно, увеличение в 10 раз это слишком экстремально, но реальные величины составляют именно 5-6 раз. Т.е. если минимум на оптимальной мощности составит 0.005%, что можно встретить здесь как предложение хорошего усилителя, то у этого же усилителя на 0.1Вт может быть именно 0.03% "чистого" THD (или под 0.1% для THD+N) на малых мощностях, и эта цифра здесь на форуме врядли будет считаться достижением

Если у усилителя на 1кГц 0.005%, то да Надо делать глубокую ОС и/или полинейней ВК, и всё будет ок.

Добавлено через 5 минут
Или как ты, А класс

[Mad optic]

Или как ты, А класс

После такого класса А начнешь сомневаться в его необходимости

Опять же, на нужных мне мощностях получен результат лучший, чем у большинства приведенных в замерах усилителей, даже по сравнению с весьма приличным Luxman. Но, все же, есть некоторое непонимание такого поведения усилителя - особенно появление точки перегиба на графике "чистого" THD на 2.5Вт для 4ом и около 5вт для 8ом.

[Nick]

После такого класса А начнешь сомневаться в его необходимости

У тебя где то ошибка в реализации или измерениях. Надо искать, неспеша

Добавлено через 3 минуты
Попробуй померять SpectrLab-ом. С моей точки зрения он понадёжней.

Добавлено через 49 секунд

Опять же, на нужных мне мощностях получен результат лучший, чем у большинства приведенных в замерах усилителей

У большинства там шумы измеряны, а не искажения.

[Mad optic]

У тебя где то ошибка в реализации или измерениях. Надо искать, неспеша

Добавлено через 3 минуты
Попробуй померять SpectrLab-ом. С моей точки зрения он понадёжней..

Тут, возможно, не в софте дело, а в железе. Например, источником служит небалансный выход EMU, а выходом УМ и входом того же EMU балансный, который еще к тому же работает с небольшим смещением на входе. Поэтому, измерить искажения в петле (без УМ) практически нереально и кто его знает, какие они там оказываются в таком режиме работы.

Добавлено через 49 секунд
У большинства там шумы измеряны, а не искажения.

Как я уже писал, скрывать искажения за шумами/помехами не лучшый показатель усилителя

[CS-A]

Тут, возможно, не в софте дело, а в железе. Например, источником служит небалансный выход EMU, а выходом УМ и входом того же EMU балансный, который еще к тому же работает с небольшим смещением на входе. Поэтому, измерить искажения в петле (без УМ) практически нереально и кто его знает, какие они там оказываются в таком режиме работы.

Может стоит в полностью балансном режиме померить?

[Mad optic]

Может стоит в полностью балансном режиме померить?

Это не изменит ситуацию. Замеры EMU балансный - балансный в петле нормальные, но там нет смещения. А его не убрать вот так просто (хотя, сгородить небольшую пассивную схемку можно), и оно независимо от того как подавать на вход усилителя сигнал - балансный или нет.

Но, пока, в это слабо верится. Надо еще подумать...

[Nick]

Это не изменит ситуацию. Замеры EMU балансный - балансный в петле нормальные, но там нет смещения. А его не убрать вот так просто (хотя, сгородить небольшую пассивную схемку можно), и оно независимо от того как подавать на вход усилителя сигнал - балансный или нет.

Но, пока, в это слабо верится. Надо еще подумать...

Вообщем интересно поглядеть спектр. Причём лупбэка тоже.

[Mad optic]

Есть еще одна возможная "засада" при измерениях. На выходе в небольшом виде присутствует синфазный сигнал, который возможно может повлиять на измерение, сделать его немного некорректным. И он пропорционален амплитуде...

[nazar]

Offтопик:

Вот подложил еще результаты измерений нехилого усилителя класса А Luxman M800A (зеленая линия) к Сreek5350SE (синяя) и Project A (красная).

крик прекрасно смотрится

Поэтому, измерить искажения в петле (без УМ)

почему не реально?

[Mad optic]

почему не реально?

Для объективности надо еще подмешать синфазную составляющую. Конечно, сделать все, что хочешь можно.

[nazar]

что собой представляет синфазный сигнал?

[Mad optic]

Последовательно проверяя все в схеме эксперимента, в самой схемотехнике, можно с большой достоверностью сказать, что:
- Измерения THD (THD+N) проведены корректно, с точностью, допустимой для целей эксперимента.
- Синфазная составляющая не влияет на результат эксперимента.
- Элементы вне цепи ООС, или непосредственно входящие в нее не влияют на результат измерений. Емкости здесь не являются причиной измеренного уровня искажений.

А вот в результатах FFT анализа при моделировании, который показывает многонулевые параметры THD и при этом "не ловит" зависимость искажений от входного/выходного уровня, можно полностью разочароваться, особенно проанализировав сигнал в точке, где эти искажения видны практически невооруженным глазом при моделировании
Дифференциальный сигнал на выходе дает легкую возможность увидеть не только разностный сигнал двух противофазных выходов, который и представляет собой выходной сигнал (см. первую диаграмму, сигнал до вых. фильтра), но и суммарный сигнал, показывающий, фактически, сигнал ошибки, в котором только гармоники с частотой основного тона будут давать синфазную составляющую, но все другие обнаруженные тона дадут именно сигнал ошибки (гармоники с 2-й и выше).
Так вот, при моделировании работы УМ в режиме АВ (ток покоя 100мА) этот сигнал весьма "выразителен" (вторая диаграмма), но при переводе УМ в А-класс все встает на свои места (третья диаграмма). Видно, что основной тон искажений это вторая гармоника при небольшом присутствии синфазной составляющей и прочих гармоник.

Почему FFT не видит данных искажений трудно пока понять.

Анализ суммарного сигнала позволяет определить источники нелинейностей и принять соответствующие меры....что уже сделано.