УН с однотактным выходом

[bukvarev]

Уважаемые форумчане!
Попробовал реализовать УН с однотактным выходом, "коротким" трактом и малыми искажениями... Решил применить "жесткое" управление транзистором Q11.
Изначально хотел все реализовать при небольшом усилении ДК, с "резисторными" нагрузками. Думаю, так будет лучше по звуку.
Схема первоначальной идеи.
Ее АФЧХ с разомкнутой ОООС: УН_резисторный_АФЧХ.pdf

Предыдущая схема усилителя мощности (вер. 0.3):MW_ver_0_3.pdf, предыдущая версия ПП.Плата_ver_0_3.pdf.
(вер. 0.5)MW_ver_0.5.pdf
Текущая версия схемы (ver.0.6): MW_schematics_ver_0.6.pdf .

[belka]

Offтопик:

информация из топика оказывается интересной, и может быть, даже полезной.

Тут всё просто. Мы с SergioT уже давненько балуемся с различными топологиями и реализациями глубокоосных усилителей на основе LM3886, но никак не определимся, как оно всё же лучше получается.))) Иногда вообще закрадываются мысли... и это при том, что запредельные измеряемые параметры уже давно достигнуты. В конечном итоге мы пришли к варианту в корне отличающемся по своей структуре от всего, что на этом форуме и не только тут было сделано на основе LM3886. Замечу, что мы теперь используем несколько LM в параллели, так что с максимальной мощностью всё стало существенно лучше, но о подробностях как-нибудь в следующий раз.

Отсюда мой интерес к прямому сравнению ZD50 с твоим, Женя, аппаратом.

[Mexap]

Небольшую цитатку таки выудил из своего немногословного коллеги Ильи, хозяина, и главного звукорежиссёра той самой студии, участвовавшей в тесте, он обещал "при вдохновении" описать сам тест более подробно, но пока есть, что есть: -"Больше всего эмоций было от твоего усилителя(zd50) с твоим ЦАПом! Тут мои мониторы еще больше раскрылись! а вы уехали и я вернулся к своим 2D"

По гитаре, из того залажавшего усилителем вступления... У меня например мысли были(и есть) совсем другие, мы до сих пор с Женей её(проблему) ещё обсуждаем. Ну, не знаю - в ушах от akg k401 звук всё же ближе к "залажавшему" её zd50, чем к MW...
Вообще, по тому первому тому тестированию у меня дома, я тогда сказал Евгению, что на тот момент реализация его усилителя чуть подигрывает на шумовых и острых звуках, подчёркивая атаку и немного её зашумляя. При этом утрируя саму сцену и осязаемость/реальность образов.
Сам же, мой вариант реализации zd50, тоже немного ярчит(при соответствующем же, тембральном упрощении музыки), но это конечно же на мой вкус... Во всяком случае некоторые тракты(немногие), которые я слышал, были и прозрачнее и нейтральнее... А Евгению мой домашний баланс тогда показался например тёмноватым, по его же выражению.

зы: надо отдать должное, при более позднем тестировании в студийных условиях у MW почти пропало то самое акцентирование на шумовых звуках, макет на месте не стоит! ;) отрадно!

зыы: про слушание музыки "на другом уровне" - да, есть такое, я теперь больше стал обращать внимание на естественность передачи полотна музыки и музыкальных инструментов, на передачу эмоций и чувств исполнителя.

зыыы: про тщательность моей конструкции ZD50 мне тоже есть что добавить, - расти и расти, но я думаю, рука об руку и ухо к уху мы допилим и эти "граниты" - наши усилители. Хотя некоторые нюансы исполнения у меня почти фундаментально ограничены относительно малыми физическими размерами корпуса.

[Nick-nack]

Offтопик:
А разрешите вопрос: а за 3D звук в усилке что отвечает?
компактность, помехозащищенностъ?
тепловая стабильность, отсутствие тепловых искажений входного каскада?
Или же длинный хвост гармоник (даже если они ниже шумовой полки) .... вернее его отсутствие

Или 100% разделение каналов (dual mono)

[bukvarev]

3D звук в усилке что отвечает?

Пока в процессе поиска. То, что успели установить - сильно влияют коррелированные шумы (это квантизация исходного материала и широкополосная интермодуляция). Надеюсь, сегодня разберемся с аддитивными шумами и фазовыми искажениями. И с двойным моно тоже. У Андрея - чистое двойное моно, у меня - входной буфер стерео, а уси - двойное моно. Ну и в конце (на "заглотку" приберег, т.к. нужно программировать) - с величиной статической ошибки регулирования на СЧ, влиянием порядка астатизма уся на звук и т. д. Бедный, бедный Аукцыон! Придется над ним "поиздеваться".
Конструкция тоже влияет. Например, у Андрея уровень сетевого фона - минус 125 дБ. И все обвешано синфазными дросселями. Там практически нечему "выбивать" из колеи работу системы слежения.

[Nick-nack]

понятно. Спасибо большое.

Надеюсь, сегодня разберемся с.....

Очень надеюсь, что опубликуете результаты

[bukvarev]

Вчера совпали окна в работе у нас с Антоном и Андрея, и мы привезли и оставили ему MW, чтобы Андрей мог "пожить" с аппаратом, послушать его не в экспресс-тесте.
Но предварительно из усилителя демонтировали входной буфер (тот, с полевиками на входе, выполненный по схеме "стерео"). Таким образом, MW сейчас имеет входное сопротивление 1,3 кОм и схему "двойное моно".

Буфер отслушивали отдельно, с установленным перед ним регулятором громкости Att7. По предварительным прослушиваниям, сцену портил именно буфер. Он же добавлял некоторое количество "грязи". И это - при очень хороших спектральных оценках буфера! Я лишний раз убедился во мнении, что уровень IMD -130 дБ еще ни о чем не говорит . Но говорит скорее всего заниженный из-за ПОС первый полюс ДК буфера. И во мне все сильнее укрепляется мнение, что однокаскадной топологии даже для буфера недостаточно. Нужен либо безОсный буфер, либо двухкаскадник. И не соединять земли в усилителе вообще, только в источнике!

Что касается MW, то в таком "покоцанном" исполнении, сцена появилась, и отличия по глубине от ZD-50 "на грани восприятия". А для оценки характера звучания требуется время. Я сам достаточно хорошо изучил звук MW, но как автор предпочитаю на эту тему не высказываться .

Кроме того, проводили исследования на минутном фрагменте одной из песен "Аукциона", оцифрованной с CD. Пробовали квантизацию (от 15 до 9 бит), добавление шума (уровнем -65 дБ и полосой от 200 до 10000 Гц), задержку одного из каналов (на 1 и 3 такта частоты 44,1 кГц). Также пропускали файл через модель MW . Ну и еще сравнивали кое-какие идеи в области ресемплинга (это - исследования в копилку цифровой обработки нашего ЦАПа).

По мере ухудшения качества:
оригинал, задержанный канал на один сэмпл, оригинал с шумом, квантизация 15 бит, задержанный на 3 сэмпла, и далее различные квантизации : 14,13,12.

Квантизация - зло.. На ВЧ составляющих сигнала при небольшом интервале анализа этот шум сильно коррелирован с сигналом, и возникают "ВЧ - заплывы", которые все наверняка слышали (характерное звучание ВЧ компонент в MP3 с низким битрейтом). Конечно, в намного меньшей степени . Слышимый эквивалентный уровень шума можно легко посчитать (Q^2/12 ~ -85 дБ). И это уже заметно!!!

Файл с задержанным на 1 такт каналом играл чуть ярче оригинала, сцена слегка ухудшилась, а вот с задержкой на 3 сэмпла играл даже хуже квантизованного! А я-то "грузил" Андрея, что достаточно сместиться от центра при прослушивании, и все вернется на круги своя. Нет! Нуль уже попал в область ЗЧ, и впечатления такие:
"И вообще, какое то странное чувство по всему диапазону, как в бинокле с неподходящим расстоянием меж глазами. Отдельно каждым смотришь - вроде и ничего, а обоими - полная ерунда. Это про задержанный." (цитата Андрея).

Отдельно слушали, как играет модель MW. Скажу так. Очень близко к оригиналу, но есть какие-то "непонятки" в области верхней середины, видимо, "фантомашки" ошибок слежения.

Выводы:
Нужно избегать схемы "стерео".
Не бояться излишнего уровня добавленного шума.
Выполнять каналы идентичными по задержкам с точностью до длительности периода частоты сэмплирования (это касается и разбросов задержек всех реактивных компонентов, например, входных ФНЧ).

Еще я в ходе натурных экспериментов столкнулся с тем, что оказывается, Природа очень заботится о перегрузке мозга - если длина волны меньше расстояния между ушами (соотв. частоте 1,2-1,9 кГц), то фазовое различение мозг автоматически отключает, и видимо, оценки производятся на основании анализа неравномерности АЧХ. Поэтому еще хотим провести эксперимент по влиянию на 3D сцену изменения полосы воспроизводимых частот. Но это - позже.

Пока все .

[MELOXRONIK]

И не соединять земли в усилителе вообще, только в источнике!

Согласен из опыта.

И где вообще то сх. этого MW.

[bukvarev]

И где вообще то сх. этого MW

Так в заголовке топика она (почти) и есть, в pdf: https://forum.vegalab.ru/attachment....7&d=1396262978
Я финальную коррекцию не выкладываю пока, поскольку считаю, что еще не всех "блох" выловил .

[MELOXRONIK]

ИMXO - нерациональное использование человеческих ресурсов.
Может в м/сх.

Оffтопик:
Все нужно в меру (Дживахорлал Неру).

[bukvarev]

ИMXO - нерациональное использование человеческих ресурсов.

Это - лабораторная установка, эксперимент. Можно даже сказать, что научный. MW не планируется для китов и т.п. . Мне как инженеру не составляет труда сделать простой усилитель с хорошими параметрами. Но зачем?
Есть намного более интересные вопросы системного плана, изучения темы, к которой вернулся спустя много лет . В этом смысле текущий год для меня проходит очень плодотворно, как пожалуй никогда ранее. А без ответов на эти вопросы может получиться действительно лишь очередной усилитель с хорошими параметрами.

Я вот целенаправленно избегал разговора об концепции MW. То полоса малосигнальная, то ДК линейный, то усиление повышенное, то режим В.. Все кусками .
А если внимательно посмотреть на структуру усилителя, расположение основных источников шума, то вырисовывается такая структура:
Вычитатель, сразу за ним интегратор, линейный малошумящий масштабник, остатки коррекции, "кривой" шумный усилитель напряжения с очень большим усилением и отделенный от ДК, нелинейный ВК. И полоса малосигнальная под 50 МГц (единичное усиление).
Ничего не напоминает? А это и есть ответ на вопрос, почему в режиме В такая штука играет хорошо, и ей "по барабану" "разрывы" ОООС .

Да, пока кое-чего не докрутил, не выкинул вредную вещь - коррекцию по опережению, не обеспечил частоты полюсов выше 50 кГц.. Но всему свое время .

[MELOXRONIK]

Это - лабораторная установка, эксперимент. Можно даже сказать, что научный. MW не планируется для китов и т.п. . Мне как инженеру не составляет труда сделать простой усилитель с хорошими параметрами. Но зачем?
Есть намного более интересные вопросы системного плана, изучения темы, к которой вернулся спустя много лет . В этом смысле текущий год для меня проходит очень плодотворно, как пожалуй никогда ранее. А без ответов на эти вопросы может получиться действительно лишь очередной усилитель с хорошими параметрами.

Я вот целенаправленно избегал разговора об концепции MW. То полоса малосигнальная, то ДК линейный, то усиление повышенное, то режим В.. Все кусками .
А если внимательно посмотреть на структуру усилителя, расположение основных источников шума, то вырисовывается такая структура:
Вычитатель, сразу за ним интегратор, линейный малошумящий масштабник, остатки коррекции, "кривой" шумный усилитель напряжения с очень большим усилением и отделенный от ДК, нелинейный ВК. И полоса малосигнальная под 50 МГц (единичное усиление).
Ничего не напоминает? А это и есть ответ на вопрос, почему в режиме В такая штука играет хорошо, и ей "по барабану" "разрывы" ОООС .

Да, пока кое-чего не докрутил, не выкинул вредную вещь - коррекцию по опережению, не обеспечил частоты полюсов выше 50 кГц.. Но всему свое время .

Вы есть - ЧЕМПИОН !!!.

[bukvarev]

Вы есть - ЧЕМПИОН !!!.

Да ладно Вам прикалываться . Просто увлеченный человек, которому одинаково дорогА музыка и электроника .

[MELOXRONIK]

Да ладно Вам прикалываться . Просто увлеченный человек, которому одинаково дорогА музыка и электроника .

Желаю вам не потерять в чем нибудь другом.

[humbl]

Да, пока кое-чего не докрутил, не выкинул вредную вещь - коррекцию по опережению, не обеспечил частоты полюсов выше 50 кГц.. Но всему свое время

В чем, на Ваш взгляд, состоит вредность коррекции на опережение ?

[bukvarev]

В чем, на Ваш взгляд, состоит вредность коррекции на опережение ?

Она значительно увеличивает динамическую ошибку слежения. Например, сейчас в MW только лишь для улучшения формы отклика усилителя стоит коррекция с постоянной времени 263 нc (порядка 604 кГц). Так она увеличивает ошибку в звуковом диапазоне в пять раз. Это нехорошо. Если фазовый запас не позволяет обойтись без такой коррекции, то ее нужно хотя бы компенсировать (в случае инвертирующего усилителя - ставить RC цепь и на входной резистор тоже). Если же усилитель позволяет не ставить подобной цепи, то лучше не ставить, невзирая на ухудшение формы меандра . На данный момент у меня такой опыт..

[bukvarev]

Наконец, добрался до комплексной доработки усилителя (в том числе с учетом результатов прослушивания).
Оптимизировал коррекцию, PSRR, упрощал входной каскад.
Схему вынес в заголовок топика: https://forum.vegalab.ru/attachment....5&d=1418929565.

Источник тока ДК макетировал. Он термостабилен в достаточной мере. Т.к. сейчас проверять все новые решения (вспомогательные источники тока) нет, то ограничился моделированием, на плате же разместил по-полной. В конце концов, поставить вместо них резисторы (или CRD) не составит труда. Планирую заказать пробную плату, все еще раз окончательно проверить и отслушать "начисто". Надеюсь, что это окажется первый финальный усилитель из нашей "пятерки", и остальные платы пойдут "дозаказом" .

[belka]

Чтож так всё сложно-то. Источник тока дифкаскада... решается на трёх деталях, нет?

[bukvarev]

Источник тока дифкаскада... решается на трёх деталях, нет?

Хочу попробовать такой источник для неинвертирующего включения, а потом - для буфера (все же хочу ту схемку "дожать"). У меня подозрение, что слышно влияние ИТ в ДК при большом уровне синфазки. А проверять лучше на промышленной плате, т.к. эффекты очень слабо выражены. Нужно "ловить" .

А так то, без "извратов", для инверта достаточно обычного двухтранзисторного ИТ.

Да, еще и без стабов усилок отслушать хочу. Для возможной упрощенной реализации. Потому и ПСРР. Это так, к слову .

[belka]

А так то, без "извратов", для инверта достаточно обычного двухтранзисторного ИТ.

Ты не поверишь, но в инверте достаточно поставить один резистор в качестве источника тока входного дифкаскада.
Во всех остальных случаях элементарного источника тока более чем достаточно, ну разве что действительно PSRR по плечу питания связанному с источником тока дифкаскада улучшить чуток, тогда усложнить до каскода или даже с хаксф. каскодом.
Зачем так сложно, как ты делаешь - для меня загадка.

[bukvarev]

Ты не поверишь, но в инверте достаточно поставить один резистор в качестве источника тока входного дифкаскада.

Даже при нестабилизированном питании? Просто хочется своими ушами убедиться, вплоть до резистора, а то буду потом жалеть, что не проверил. Выкинуть-то всегда смогу. Тут лишний раз убеждаешься, что мелочей в усилителе вообще никаких нет . Итого - схема - уши - упрощение, и.т.д, пока не останется резистор .