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.

[SAPR]

Тогда можно ожидать хороший результат.

Третья схема, все тоже самое + обшая ось

[wert]

Ух как наглядно общая ОС испортила картину по фазовым нелинейностям.
Те же условия, меандр 4 кГц.
Девиация фазы трех гармоник меандра:
4 кГц - 0,13^о
12 кГц - 0,6^о
20 кГц - 1,1^о

Общая ОС уменьшила амплитудные, но значительно увеличила фазовые нелинейности, практически на порядок от второго варианта.

[SAPR]

Ух как наглядно общая ОС испортила картину по фазовым нелинейностям.

А в звучании ровно наоборот.

[wert]

А в звучании ровно наоборот.

Так и должно быть.
Тут нужно сравнивать отдельно безосники, либо глубокоосники с разными фазовыми нелинейностями.
Фактор выходного импеданса в глубокооснике значительно больший при взаимодействии УНЧ-АС по уменьшению девиации звуковой волны, чем фазовая нелинейность собственно усилителя до определенных уровней фазовой нелинейности.
Но, если слушать не на ДГ а на электростаты или изодинамику, ситуация может измениться.
Фазовые нелинейные искажения Вашего усилителя с общей ОС малы, на динамической голове не услышать.
ДГ может до 10-20^о дать нелинейную фазу в районе резонанса, интересно измерить девиацию звуковой волны Вашей системы со вторым и третьим вариантом усилителей.

---------- Сообщение добавлено 02.03.2018 в 08:33 ---------- Предыдущее сообщение было 01.03.2018 в 15:46 ----------


SAPR.
Думаю второй вариант схемы при режиме ВК ближе к А может дать лучший результат, чем вариант 3 с общей ООС.
Нужно пробовать, слушать и измерять.
А измерять девиацию фазы звуковой волны Вы не пробовали с разными вариантами усилителя?
Давайте попробуем.
Даже со звуковой картой это можно сделать, учтя линейные и нелинейные искажения звуковушки.

[SAPR]

SAPR.
Думаю второй вариант схемы при режиме ВК ближе к А может дать лучший результат, чем вариант 3 с общей ООС.
Нужно пробовать, слушать и измерять.
А измерять девиацию фазы звуковой волны Вы не пробовали с разными вариантами усилителя?
Давайте попробуем.
Даже со звуковой картой это можно сделать, учтя линейные и нелинейные искажения звуковушки.

Я уже писАл, что эти схемы всего лишь побочный результат модернизации усилителя с многопетлевой ОС. Однократно были собраны и послушаны. Чисто ради интереса.
Мой выбор - усилители с многопетлевой ОС с выхлопом в режиме АВ.
Режим А, безосники и мелкоосники мне больше неинтересны. Совсем .

[И. ЗАМОТКИН]

Мой выбор - усилители с многопетлевой ОС с выхлопом в режиме АВ.

И я, и я, и я того же мнения.

[hippo64]

Всё равно держу дома безосник, под настроение и под некоторые жанры идет. А по большому счету соглашаюсь с предыдущими ораторами.

ПыСы даже нелюбимый мною каменный однотакт есть, правда ушниковый, но есть.

[wert]

Грамотно реализованный хороший ОСник переиграет хороший безОСник на среднюю ДГ.
Но, хороший безОСник переиграет хороший ОСник на качественных ДГ, электростатах или изодинамических излучателях.
Тут в комплексе нужно подходить ко всему звукоусилительному тракту, отдельные его части рассматривать относительно звукоощущений не имеет смысла.
Потому и предлагаю на результирующую обратить внимание - на нелинейную составляющую звуковой волны - девиацию амплитуды и девиацию фазы компонент сигнала.
Звуковой карточкой можно провести такие измерения, учтя нелинейности звуковушки, микрофона, микрофонного усилителя.
Я такие измерения провел при помощи ESI Juli@ PCI, для грубой оценки вполне пригодна в домашней лаборатории.

И все же эмуляция разных усилителей показывает один результат - общая ООС уменьшает нелинейные амплитудные и увеличивает нелинейные фазовые искажения.
Уровень таких искажений зависит от глубины ОС и "кривизны" усилителя, не охваченного общей ОС.

[wert]

такие измерения провел при помощи ESI Juli@ PCI, для грубой оценки вполне пригодна в домашней лаборатории.

Грубая оценка при помощи звуковой карты амплитудных и фазовых искажений может быть проведена с существенными ограничениями.
Во первых wav формат вносит большие искажения в сигнал, записанный сигнал значительно отличается от первоисточника.
В формате wav фазовые искажения отсутствуют, а вот амплитудно-частотные искажения очень значительны.
Для примера покажу искажения сформированного wav в МС, сигнал содержит смесь 5-ти синусоидальных сигналов с разными фазами.
Оцениваются wav в трех форматах 41,1кГц/16бит, 192кГц/24бит, 384 кГц/32бит.
Графики искажений сигнала wav относительно первоисточника представлены на рис.
Искажения очень значительны, искажения амплитуды компонент сигнала на частоте 20 кГц и уровень шумовой дорожки:
- 44,1кГц/16 бит -12,7дБ, -105дБ,
- 192кГц/24 бит -36дБ, -130дБ,
- 384кГц/32 бит -46,5дБ, -190дБ.
Из графиков следует:
- ошибка амплитуды компонент сигнала зависит от частоты семплирования и она очень значительна в звуковой диапазоне,
- шумы и уровень искажений зависит от формата битности.

К сожалению к ошибкам формата добавятся ошибки, вносимые DAC-ADC и усилителями звуковой карты, практически делая не пригодной звуковую карту для измерений амплитудных искажений компонент сигнала.
С фазой возможны измерения, при компенсации искажений звуковой карты, сам формат wav практически не вносит нелинейностей по фазе.
Для примера, измерительный прибор PCI4461 от NI имеет собственные искажения амплитуды и фазы на частоте 80 кГц тысячные доли градуса фазы и тысячные доли % амплитуды

[pyos]

Но, хороший безОСник переиграет хороший ОСник на качественных ДГ, электростатах или изодинамических излучателях.

Нет.

[wert]

Постом выше графики представлены в амплитудно-фазовом спектре, учитывая отсутствие фазовых искажений в спектре можно принимать график за амплитудные искажения.
Конечно, в первую очередь эти искажения связаны с линейными искажениями формата wav 44100Hz/16bit.
А отражают эти графики нелинейные искажения компонент сигнала?
Это легко проверить. При воздействующем сигнале 0,1 В и 0,9 В находим амплитудно-фазовые искажения, их разница и даст нелинейные искажения формата wav.
На рис. представлены графики амплитудно-фазовых искажений при разных напряжениях воздействия и разностный результирующий график, отражающий нелинейные искажения компонент сигнала формата wav при изменении напряжения воздействия.
Графики отражены по шкале Y в дБ.

[Hennady]

ИМХО увеличении девиации с ОООС возможно показывает что ОООС таки "работает"... и источником повышенной девиации может быть вполне именно топология схемы....

[wert]

увеличении девиации с ОООС возможно показывает что ОООС таки "работает"... и источником повышенной девиации может быть вполне именно топология схемы....

Вверху темы много примеров было об источниках девиации и взаимной модуляции компонент сигнала,
это:
- нестабильность коэффициента передачи усилителя,
- эффекты Эрли и Миллера,
- не согласованность каскадов,
- режимы каскадов,
- не достаточная полоса и скорость передачи сигнала,
- не согласованность с источником сигнала и АС...
- ОООС как инструмент преобразования нелинейных амплитудных искажений в нелинейные фазовые искажения, глубина ОООС влияет на степень фазовой зависимости усилителя от уровня и интенсивности воздействия...
Последний фактор прописан как гипотеза с небольшой массой эмуляции и несколькими реальными измерениями, требует больше информации для вывода.
Факторов как внешних , так и внутренних достаточно много.
Лучшие результаты с минимальной девиацией показывают усилители с минимизированными эффектами Эрли и Миллера, с каскадами в режиме ближе к А и минимальным выходным импедансом.
Среди таких усилителей кроме короткотрактников не мало "длинных" трактов с глубокой общей ООС.

---------- Сообщение добавлено 14:42 ---------- Предыдущее сообщение было 09:15 ----------

Линейные искажения формата wav очень велики, повторю данные из поста выше
...искажения амплитуды компонент сигнала на частоте 20 кГц и уровень шумовой дорожки:
- 44,1кГц/16 бит -12,7дБ, -105дБ,
- 192кГц/24 бит -36дБ, -130дБ,
- 384кГц/32 бит -46,5дБ, -190дБ.

Но нелинейные искажения амплитуды формата wav приемлемы.
Ниже на рис. представлен график нелинейных искажений амплитуды для трех форматов wav, при изменении уровня сигнала 0,1-0,9В:
- 44,1кГц/16 бит -70дБ,
- 192кГц/24 бит -120 дБ,
- 384кГц/32 бит -166 дБ.
Максимум нелинейных искажений амплитуды расположился в диапазоне напряжений до 0,1 В, во всем диапазоне напряжений искажения будут несколько выше приведенных выше.
Для измерения нелинейных искажений амплитуды и фазы формат wav может быть использован, для определения линейных искажений формат wav явно не пригоден.

---------- Сообщение добавлено 05.03.2018 в 11:20 ---------- Предыдущее сообщение было 04.03.2018 в 14:42 ----------

Уровень шумовой дорожки для 16 бит получился оптимистичный,
расчетный уровень -93дБ, эмуляция дала -105дБ,
24 бит, расчетный уровень шумов -141дБ, эмуляция дала -130 дБ
32 бит, расчет -189дБ, эмуляция дала шумы -190дБ.
Разбег получился скорее по причине подьема юбки сложного сигнала для примера посылки 24 бит, что было воспринято как подьем шумовой дорожки.
для примера 16 бит частота тактования МС была завышена при проведении анализа, что возможно несколько подняло разрешение.

[Hennady]

- нестабильность коэффициента передачи усилителя,
- эффекты Эрли и Миллера,
- не согласованность каскадов,
- режимы каскадов,
- не достаточная полоса и скорость передачи сигнала,
- не согласованность с источником сигнала и АС...

ничто из перечисленного не имеет отношения к ОООС...))))

- ОООС как инструмент преобразования нелинейных амплитудных искажений в нелинейные фазовые искажения,

разве именно этот эффект не присущь лампам ?

---------- Сообщение добавлено 20:20 ---------- Предыдущее сообщение было 20:18 ----------

Лучшие результаты с минимальной девиацией показывают усилители с минимизированными эффектами Эрли и Миллера, с каскадами в режиме ближе к А и минимальным выходным импедансом.

так и есть...

---------- Сообщение добавлено 20:23 ---------- Предыдущее сообщение было 20:20 ----------

Среди таких усилителей кроме короткотрактников не мало "длинных" трактов с глубокой общей ООС.

нужны примеры для понимания...

P.S. каскод можно рассматривать как "короткий тракт", но можно так каскод заделать, что он станет "длинным трактом".... топологически схемы могут быть практически одинаковы....
P.S2. почему под коротким трактом расматривают ламповые схемы? ИМХО это не верно, короткий тракт - это высокий ток при при относительно малом напряжении, а "длинный" - высокое напряжение при слабом токе - все решает положение "рабочей точки"... а количество каскадов по факту можно считать только в "попугаях" - нужно столько каскадов, сколько нужно для качественного воспроизведения...
если брать транзисторники, то ИМХО деление также аналогичное..

[wert]

об источниках девиации и взаимной модуляции компонент сигнала,
это:
- нестабильность коэффициента передачи усилителя,
- эффекты Эрли и Миллера,
- не согласованность каскадов,
- режимы каскадов,
- не достаточная полоса и скорость передачи сигнала,
- не согласованность с источником сигнала и АС...

ничто из перечисленного не имеет отношения к ОООС...))))

Собственно целью такого длинного предложения было указать факторы, влияющие на возникновение рассматриваемой в данной теме нелинейности - девиации и взаимной модуляции компонент сигнала.
А общая отрицательная обратная связь как инструмент преобразования одного вида нелинейности в другой - амплитудной в фазовую.
В этом смысле связь конечно есть, скорее как следствие, способное влиять на звукоощущения.

разве именно этот эффект не присущь лампам ?

Не имеет значение, лампы это или полупроводники, или "мягкое" тело (металлоизделия клистроны, магнетроны...)

Среди таких усилителей кроме короткотрактников не мало "длинных" трактов с глубокой общей ООС.

нужны примеры для понимания...

Имелось ввиду под коротким трактом не большое количество каскадов, в первую очередь усилителей напряжения, затем сумматоров, и последние повторители.
Но глядя на факторы вызывающие возникновение нелинейности амплитуды и фазы, количество каскадов не всегда имеет решающее значение.
В первую очередь - проявление эффектов Миллера и Эрли, затем режимы каскадов определяющие стабильность коэффициента передачи, далее согласованность каскадов....

[Hennady]

Но глядя на факторы вызывающие возникновение нелинейности амплитуды и фазы, количество каскадов не всегда имеет решающее значение.
В первую очередь - проявление эффектов Миллера и Эрли, затем режимы каскадов определяющие стабильность коэффициента передачи, далее согласованность каскадов....

[wert]

можно и в живье за рюмочкой чая, Кардачи под боком.

Проверил линейные искажения формата wav при разных частотах семплирования и битности.
Картинка совсем не утешительная, представляю что там с МР3 творится, но МС не предлагает для измерений такой обрезок.

[Hennady]

можно и в живье за рюмочкой чая, Кардачи под боком.

Offтопик:
куда ж без Карадач ))),

[Orion33]

Проверил линейные искажения формата wav при разных частотах семплирования и битности.

Несколько лет назад писал про линейные искажения АЦП-ЦАП, но гуры этого форума были посмеяться
https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2111441

[wert]

Несколько лет назад писал про линейные искажения АЦП-ЦАП, но гуры этого форума были посмеяться

Все о чем в книжках не успели написать как правило отторгается на первом этапе.
Это уже дело воспитания, поплевывать при этом на макушку или снисходительно посмеяться.
Со временем туман рассеивается и если наблюдения таки состоятельны, тогда новизна становится очевидным.
Площадка ВЕГИ не претендует на научно-технический совет, по идее наблюдения, мысли форумчан должны спокойно восприниматься без мерзостей, но как получается...

Приведу еще одну "кромолу", ранее отмечал о способности формата wav не влиять на фазу.
Однако эксперименты показывают влияние на фазу компонент сигнала частоты сэмплирования и битности формата.
Уровень искажений фазы не большой, но однако.
На рис. представлены графики разности фазы между компонентами сигнала wav и первоисточником - идеальным генератором сигнала.
Искажения фазы не большие, но есть.
Ошибка расчета - 14 знаков после запятой в градусах.