Транзисторный ламповик Сергея Рубальского

[toro]

Кто нибудь уже макетировал/отслушивал усилитель Сергея Рубальского с последнего Суховского РадиоХобби, №5-6 2014, стр.38, С.Рубальский «Транзисторная альтернатива ламповому однотакту». Отличительная функция - регулируемый уровень гармонических искажений. Собираюсь повторить схема довольно проста, и в статье описаны и классифицированы "новые" искажения в УМ и простые способы их измерения. Могу скрины с приложить если это можно здесь.

Сергей Рубальский структурировал информацию о "транзисторном ламповике",
частично с 3 -го пункта по 9 пункт ссылки на результаты, полученные в макете - "железе".
1.Статья и тут
2.Файлы эмуляции в МС10
3.Принципиальная схема ВК и варианты макетных плат 1 2 3
4. Фото макета
5. Диф фильтр
6. Спектр гармоник макета ВК
7. Регулировка спектра гармоник макета ВК, меандр
8.Искажения при мягком клиппинге в макете 1 2
9.Оценка искажений амплитудно-фазового спектра сложного сигнала в макете

Дополнительно в теме рассматривались вопросы:
1. Искажения амплитудно-частотной характеристики (полюса)
2. Зависимость линейных и нелинейных искажений
3. Связь искажений АХ и ГВЗ в динамике.
4. Искажения фазо-частотной характеристики, запас фазы, устойчивость
5. Статическое и динамическое входное сопротивление ВК в полосе частот и нагрузок и
выходное динамическое сопротивление ВК в диапазоне токов покоя
6. Статическая и динамическая амплитудные характеристики
7. Переключательные искажения
8. Амплитудные искажения.
9. Клиппинг
10. Стресс тест
11. Искажения Амплитудно-фазового спектра сложных сигналов.
12. "Транзисторный ламповик" для наушников.

[теоретизирующий практик]

на заметку "теоретикам"
http://www.ti.com/lit/an/sloa040/sloa040.pdf

Никаких спектров там не снимают
Измеряется векторная точность (отношение входа и выхода)!

А спектрами, да на частотах, близких к срезу фильтров - получаем "эффект Петрова/Рубальского" .
Правильней даже "Рубальского/Петрова", первопроходец сначала

Принимать технику технологию измерения параметров тракта передачи TV для испытания УНЧ? Абсурд.
Кстати, все испытания TV аппаратуры проводят сигналами, параметры которых не выходят за пределы TV видеосигналов.
По мне, так УНЧ надо исследовать с помощью сигналов НЧ. Конечно можно загнать УНЧ в ограничение по амплитуде, или в ограничение по скорости нарастания сигнала. И что мы увидим? Не что иное, как реакцию УНЧ на клиппинг. Понятно, что в момент ограничения разрывается ООС, понятно, что чем интенсивнее дрифт- тест , тем больше нарушается нормальная работа УНЧ. Дык давайте испытывать макет или схему (в стимуляторе, извините, в симуляторе) УНЧ на реакцию при подмешивании к входному сигналу сигнал от генератора дециметрового диапазона. Конечно при испытаниях на дрист-тест в этом случае надо исключить из схемы все входные фильтры, защищающие от "наводок" радиостанций, например.

P.S. По мне, так и разглядывание формы сигнала на выходе при подаче меандра на вход, и определение, как быстро УНЧ выходит из клиппинга - тоже бесперспективное занятие. Скорость нарастания выходного напряжения никак не характеризует свйства УНЧ применительно к использованию именно как УНЧ.

[Nick-nack]

Принимать технику технологию измерения параметров тракта передачи TV для испытания УНЧ? Абсурд.

Рубальский ссылался на differential gain/phase как аналог его "амплитудно/фазовых"
Я показал, что это такое и как их измеряют.
Для УМЗЧ частоты и уровни таких тестов естественно нужно изменять. Но главное остается - спектрам тут делать нечего.

[теоретизирующий практик]

спектрам тут делать нечего.

Как искажения будем измерять? По древнему, вольтметром с фильтр - пробкой после УНЧ? Полагаю, что тогда уж вообще отказаться от измерений, и ориентироваться исключительно на музыкальность конкретных ламп, транзисторов, резисторов, сетевых Шнуров.

[Nick-nack]

Как искажения будем измерять?

Я пишу Рубальскому про его "ампл/фазовых" искажения.
Именно ТУТ спектрам делать нечего, т.к. человек хочет увидеть динамические изменения (векторную точность)

Offтопик:
А так ваще да, вырвать из контекста и докопаться - это любимое занятие?

[wert]

http://www.ti.com/lit/an/sloa040/sloa040.pdf

Nick-nack предоставил хороший и доступный для понимания материал от Texas Instruments по измерению параметров видеоусилителей на тестовом видеосигнале. Применен не спектральный анализ.
Никто и не говорил, что за основу взят метод от Texas Instruments.
Но легко провести аналогии
для видеоусилителей измеряется ошибка усиления и фазы в виде дифференциальной ошибки при изменении уровня яркости (сигнала). Ошибка выражена в процентах для усиления и градусах для фазы.

Для УНЧ я измеряю ошибку усиления и фазы, по изменению амплитудного, фазового или амплитудно-фазового спектров.
Ошибка выражена в % для амплитудно-фазового и амплитудного спектров и градусах для фазового спектра.
Для пассивных элементов это линейные искажения, тут мы не сможем найти дифференциальной ошибки амплитуды и фазы при изменении амплитуды воздействия.
Для активных элементов и схем может быть как статическая ошибка усиления и фазы - при изменении уровня воздействия усиление и фаза не изменяется.
Так и динамическая, дифференциальная ошибка усиления и фазы, когда при изменении амплитуды воздействия изменяется усиление и фаза.
Такое поведение определено режимами каскадов, схемотехникой и проч...

Nick-nack, Вам как большому теоретику думаю не сложно определить амплитудный и фазовый спектры сигнала на входе и выходе усилителя и выразить ошибку в процентах. Ну а далее по методике, можете и сами разработать тестовые сигналы для определения дифференциальных ошибок.

[Nick-nack]

по изменению амплитудного, фазового или амплитудно-фазового спектров

не сложно определить амплитудный и фазовый спектры сигнала на входе и выходе усилителя и выразить ошибку в процентах.

Не нужно сравнивать спектры, сравнение должно идти именно в time domain, не в частотном.

Вы пытаетесь спектром измерить динамические изменения АФЧХ. (Что само по себе - познавательно и нужно) и постоянно нарываетeсь на проблемы измерения спектром линейных искажений.

[wert]

Не нужно сравнивать спектры, сравнение должно идти именно в time domain, не в частотном.

Не вижу явных ограничений для оценки изменения спектров.
Хотя нет никакой сложности воспользоваться не частотным методом.
Суть не меняется.
Эмуляция в МС на ветке показывал ошибки АХ - не частотным метод, легко выразить изменения в %.
Наглядно видно при каких уровнях воздействия и при каких частотах воздействия возникают дифференциальные ошибки. Ошибки определяются по напряжению, нет частотного разложения, нет операторов del.
И главное полное совпадение с частотным методом.
Некоторые форумчане освоили этот метод и пользуются.
Повторюсь, явных ограничений применения FFT для определения изменений спектра, в том числе дифференциальных ошибок, не вижу.

[теоретизирующий практик]

Offтопик:

Offтопик:А так ваще да, вырвать из контекста и докопаться - это любимое занятие?

Извините, может и вырвал. Просто прочитал первую страницу ветки, чтобы уяснить, что же это за дифт - тест. Как понял, испытательный сигнал на входе УНЧ содержит в спектре колебания 50 кГц. (ну опять спектры, ё моё! ). Это меня и подтолкнуло к высказанному в #1986.К тому же где то, припоминаю (может в другой ветке), так эти 50 кГц ещё не просто синус, он ещё и меандр... Дальше комментировать, значит повторяться.

[vladimir sim]

Wert, не стоит так уж преувеличивать значение метода. Допустим, взяли LM 3886, намеряли 3% динамических АФИ- и чо, дальше что? Упомянутый мной Богданович привлекает изощренный матаппарат типа рядов Вольтерра- Винница и структурные методы синтеза схем с минимальными НИ всех видов, а не просто поглядели TDA- откинули , поглядели- откинули. Где связь между схемотехникой и АФИ ,почему усь из РХ 2006 имеет низкие АФИ , почему LM и ТDA плохи??

---------- Сообщение добавлено 23:40 ---------- Предыдущее сообщение было 23:39 ----------

Вольтерра- Винера, андроид задолбал.

[wert]

Ошибка Рубальского- что он до сих пор не протестировал LM3886.

На ветке вывешивал результаты по композиту с двумя операционниками на входе и LM3886.
Сигналы для анализа с выхода усилителей в формате wav представил Анатолий Глашнев.
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2229131
МС11 может обрабатывать wav, можно получить нужные графики не имея специализированных приборов, но нужна хорошая звуковая карта.
При обработке в МС искажения звуковой карты вычитаются, можно получить точные результаты искажений усилителя.

---------- Сообщение добавлено 21:01 ---------- Предыдущее сообщение было 20:54 ----------

Где связь между схемотехникой и АФИ ,почему усь из РХ 2006 имеет низкие АФИ , почему LM и ТDA плохи??

Показывал на примере простейшего Ланзара.
Доработка УН до управляемого каскода (уменьшаем емкость Миллера),
дополнительный буфер между УН и ВК для уменьшения влияния емкостей затворов ВК на УН
дало уменьшение АФИ почти на порядок или более уж точно не помню, на ветке результаты выложены.
Не вооруженным глазом просматривается первостепенное влияние схемотехники и режимов каскадов на АФИ.

---------- Сообщение добавлено 21:13 ---------- Предыдущее сообщение было 21:01 ----------

в материалах от Texas Instruments по дифференциальным искажениям усиления и фазы отмечается о накоплении таких искажений в виде суммы искажений всех каскадов до заметного уровня - около 1%. Поэтому очень важно иметь такие искажения каждого элемента видео тракта минимального уровня.
Я отмечал, что замечен эффект не просто накопления дифференциальных искажений а преобразования всех линейных искажений тракта в динамические - дифференциальные, если в тракте хотя бы один элемент имеет дифференциальные искажения, но это требует экспериментов для однозначного подтверждения.
И второй момент на частотах резонанса динамика возникают дифференциальные ошибки, суммируясь с дифференциальными и статическими ошибками тракта получаем индивидуальное звучание каждого тракта, динамика, усилителя, звукового кабеля... Это тоже можно проверить в железе и показать состоятельность гипотезы.

[Валет]

Скорость нарастания выходного напряжения никак не характеризует свйства УНЧ применительно к использованию именно как УНЧ.

Это справедливо только для усилителей класса А, если скорость нарастания превышает некоторый порог. Для усилителей класса АВ

при переключении плеч ВК практически скачком изменяется его коэффициент передачи (дважды за один переход через нуль). ОООС не может полностью отследить это изменение, т.к. компенсирующий сигнал на вход ВК поступает с задержкой. Подробно о механизме возникновения таких искажений написано здесь .
Пример таких искажений можно увидеть на рис.1 здесь .(...) В усилителях класса АВ с глубокой ООС именно они являются основными. Для их уменьшения в УМЗЧ класса АВ требуется максимизация быстродействия усилителя, определяемого полосой полной мощности.

https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post1576618 пост211

Чем выше быстродействие усилителя, т.е. скорость нарастания, тем в более широкой полосе работает ОООС и тем сильнее подавляются продукты искажений от переключения плеч ВК, полоса которых измеряется мегагерцами. Это означает, что скорость нарастания выходного напряжения характеризует для усилителей класса АВ с ОООС степень подавления нелинейностей высоких порядков, т.е. степень «транзисторности» звучания.

[теоретизирующий практик]

Offтопик:
Валет, оказывается здесь уже все косточки перемыли быстродействию и задержке ООС. С моей точки зрения всё несколько проще. Не буду больше "ОФФТОПИТЬ".

[wert]

не стоит так уж преувеличивать значение метода

Согласен с Вами. Преувеличивать то, чего многие не понимают, не разумно.
Не понимание приводит к грубости, оскорблениям, фальсификации, хамству...среде есть чем гордится и героев хватает...
Хотя аналогий достаточно и пояснений метода на ветке уже не мало. Кто захочет разберется, я открыт к обсуждению, за исключением хамла.

Основные результаты, полученные эмуляцией в МС я смог получить в железе на реальных обьектах, измерения на оборудовании для сред LabView и SignalExpress.
Отличия есть, порой не малые, но не принципиальные.

Приведу тест ВК стандартной двойки, эмуляция в МС. Анализ амплитудно-фазовых и фазовых искажений ВК в режиме В и А.
Частотный диапазон анализа 100 кГц.
На вход поданы два сигнала
- синус 200 Гц
- усеченный меандр 4 кГц (ограничен сверху 45 кГц).

ВК в режиме В
имеет спектр гармоник выше 100 кГц, высокий уровень гармоник и интермодуляции.
Искажения фазового спектра до 40 кГц достигает уровня до 8 град, после 40 кГц сплошная засветка выше 30-40 градусов.

ВК в режиме А
в основном видны амплитудно-фазовые искажения до 0,05% с очень не большим по уровню и коротким спадающим спектром нелинейных искажений.
искажения фазового спектра имеют уровень до 1 градуса, в основном это фазовая интермодуляция. Спектр не имеет зашумленности и размытости.
Метод не преувеличиваю, но на мой взгляд информации для анализа и принятия решения значительно добавилось.

[Валет]

АФИ (искажения типа «дифференциальная фаза») не являются принципиальным свойством усилителей в режиме класса В, а являются следствием ухудшения частотных свойств транзисторов при малых токах. Это особенность такого режима. Для усилителей в классе В необходимо выбирать транзисторы с запасом по рабочей частоте. Но для звуковых усилителей это не имеет большого значения.

[Teoretic]

Чем выше быстродействие усилителя, т.е. скорость нарастания, тем в более широкой полосе работает ОООС

Скорость нарастания вообще не имеет отношения к усилителям звука. Вот к компараторам - да.

[Валет]

Скорость нарастания вообще не имеет отношения к усилителям звука

Бездоказательно. Что Вы скажете об аргументах для моего утверждения?

при переключении плеч ВК практически скачком изменяется его коэффициент передачи (дважды за один переход через нуль). ОООС не может полностью отследить это изменение, т.к. компенсирующий сигнал на вход ВК поступает с задержкой. Подробно о механизме возникновения таких искажений написано здесь (…). Для их уменьшения в УМЗЧ класса АВ требуется максимизация быстродействия усилителя, определяемого полосой полной мощности.

https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post1576618 пост 211

[Teoretic]

Для их уменьшения в УМЗЧ класса АВ требуется максимизация быстродействия усилителя, определяемого полосой полной мощности.

Вот так согласен.
(Хотя у меня сомнения, что для подавления искажений в сотни раз меньше сигнала нужна полная мощность.)

[Валет]

Вот так согласен.
(Хотя у меня сомнения, что для подавления искажений в сотни раз меньше сигнала нужна полная мощность.)

Нужна не полная мощность, а быстрая реакция ОООС на искажения. А она определяется скоростью нарастания. От нее зависят и время запаздывания реакции ОООС и полоса полной мощности.

[dekko]

быстрая реакция ОООС на искажения. А она определяется скоростью нарастания

а можно узнать примерно-достаточные цифровые значения этих параметров (быстрой реакции и скорости нарастания)?

[.Васильев]

Offтопик:
Имхо надо не про одну скорость вести речь, а при высоком петлевом усилении получить минимальный отклик.то есть реакцию по цепи оос.Может в термине и ошибаюсь.Но суть имхо в этом.