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.

[wert]

Ничего хорошего, кроме искажения спектра, Вы не получите.

Если у Вас есть тестовые сигналы со всем видами нелинейности, могу попробовать обработать.
Может быть что полезное получится.

[bukvarev]

Может быть что полезное получится.

Вот чего получится, и так для каждой из частот :


Вот так лучше видно, искажения и амплитуды, и фазы:

[wert]

Вот так лучше видно, искажения и амплитуды, и фазы:

Попробовал, сложно для анализа, ничего путного не получилось.
Но, на тест сигналах композита, представленных Анатолием Глашневым, построил графики:
- Амплитудно-фазовых искажений
- фазовых искажений
- группового времени задержки
- график искажения АХ.
Амплитудно-фазовые искажения несущих гребенкой по возрастающей достигли 17% на частоте 20 кГц.
Фазовые искажения имеют выброс до 20%, с общим подьемом до 10% на частоте 20 кГц.
Групповое время задержки несущих воздействия мизерны, только на частоте 40 Гц GD = 4,5 мкс. Скорее входная емкость с входным сопротивлением формирует такой GD
График искажений АХ имеет загиб средней линии искажений с ростом напряжения воздействия - смещение от линии нуля до 3% на максимумах воздействия.
Возможно это говорит о динамических нелинейностях УНЧ.

[lazertok]

В симе тоже есть возможность исследовать и проводить измерения с помощью функций и составлением из них выражений.
- пока (методом тыка) вывел объединение двух выражений и измерений с помощью пробников измерения мощности на элементах схемы
- также очень интересно будет - освоить измерения предложенными в теме методами.

[Teoretic]

Предлагаю смотреть/измерять не спектры (или какие-то очень сложные зависимости от их составляющих), а разностный сигнал на испытательном сигнале специальной формы.

Выводя на график разностный сигнал в зависимости от входного, мы получаем амплитудную характеристику, которая в идеале должна быть горизонтальной прямой на любом сигнале.

Считается, что синус слишком простой сигнал, далекий от реального музыкального. Я предлагаю испытывать периодической импульсной функцией с ограниченным спектром.

Скрытый текст

Спектр периодической импульсной функции состоит из нечетных гармоник одинаковой амплитуды (чередующейся через 180 градусов фазы). Обрезав его, например, на 39 гармонике, получим импульсную функцию, пропущенную через идеальный ФНЧ.
Это функция, состоящая из 20 составляющих. Она больше похожа на реальный сигнал, но ее форма ярко выражена и легко отличима.

[свернуть]

Если смотреть разностный сигнал на синусе, то все нескомпенсированные искажения от линейной цепи выглядят как эллипс.

На импульсном сигнале картинка сложнее.
Я смоделировал линейную цепь второго порядка, а в селекторе сделал неполную компенсацию первым порядком (чем выше частота, тем хуже компенсация).
Вот как выглядит амплитудная характеристика линейной цепи на разных частотах (награфиках справа увеличенная центральная часть).



Когда компенсация хорошая для всех частот, картинка состоит из овалов. С повышением частоты компенсация на разных частотах ухудшается, форма овалов ухудшается.
На еще более высоких частотах возникают петли.

Я надеялся, что на линейных цепях картинка будет простая, и будет сразу видно, что искажения линейные (ну что ж, будем считать их простыми). Смешно, но такие искажения слышны лишь как небольшое изменение тембра.


Перейдем к нелинейной цепи. Для примера я взял параллельный выходной каскад Шиклаи.


Вложение 271586

Слева - амплитудная характеристика на синусе, справа - на импульсной функции той же частоты первой гармоники.
Из-за нелинейнсти полная компенсация невозможна даже на синусе. Нелинейность завязывает овалы в сложные узлы.



Выводы.
На фазовых траекториях не получается отделить нелинейные и линейные искажения. Полная компенсация линейных искажений разностным методом невозможна.
Следовательно, все отклонения от прямой на разностном сигнале можно считать искажениями.
Картинка, даваемая разностным сигналом довольно информативна. Ясно видно, насколько искажен выходной сигнал, причем в деталях.

Скрытый текст

Фазовая траектория в форме скрипичного ключа на последнем графике говорит о высокой музыкальности данного выходного каскада. :-D

[свернуть]

Недостаток разностного метода - необходимость кропотливой подстройки точной компенсации (хотя в железе с несколькими настроечными "крутилочками" все будет веселее)

[lazertok]

я вот одного не могу понять - ищем идеал??? - ладно
1) простой тест
- берем гену и синус с него - смотрим с нужной амплитудой спектр - чисто.
берём свой усь - смотрим с той же амплитудой спектр - "грязно"
Вывод: усь будет звучать с своим "грязным" спектром окрашивая его звук своими "прелестями".
2) по сложнее тест - при условии : Усь имеет на синусе чистый спектр.
- берём сигнал пилы (треугольник) с гены - смотрим спектр - "грязно", но это эталон формы спектра с гены
- берём свой хороший усь и пропускаем через него треугольник - сравниваем по эталону.
Прим. при условии одинаковых амплитуд по выходу с гены и уся, в симуляторе это возможно.
Вывод: если дополнительных составляющих в спектре не появилось в сравнении с эталоном - Усь получился идеальным.
п.с. как-то так - со своей колокольни, ... в симе мне это почти удалось,
т.е. форма спектра совпадает, а уровень гармоник (во всей полосе анализатора до 100кГц) чуток отличается из-за не точных амплитуд по входу.
- в дополнение

[Medan]

Опять потянуло на идеализацию усилителя. Так и хочется сказать: - «Сирота ты наш, как мы тебя любим. Столько внимания тебе уделяем. А ты, плохой получаешься!»
В реальной жизни, мухи и котлеты, как не досадно, часто встречаются…, а тем более исследовать усилитель без АС- большое заблуждение. Это единый организм, система. Не в ту точку смотрите. Вроде мозговитые мужики, а в этой ситуации, как вы не садитесь… , хотя, интересно наблюдать, чем это всё закончится.
P.S. Проверьте признанные, хорошо звучащие мировые бренды, усилители, по вашей методике – все будут в мусорке. Возможно, это заставит задуматься и иначе посмотреть на происходящее…
Любая работа начинается с вопроса – ЗАЧЕМ?

P.S.2 Скорее всего, я и ошибаюсь, спешу с выводами. Методика только отлаживается и все проблемы с её помощью будут найдены.

[Джон Сильвер]

В реальной жизни, мухи и котлеты, как не досадно, часто встречаются…

[lazertok]

Опять потянуло на идеализацию усилителя.

Offтопик:
- Ранее уже высказывал - Мне не нужен хорошо звучащий Усь - мне нужен усилитель, не искажающий исходный сигнал
- мой второй предложенный тест - это подтверждает в полном объёме и я его сделал - в симуляторе пока.
а теперь коротко ответьте - почему другие схемы его не проходят??? - может у Вас найдётся???, буду рад сравнить

[.Васильев]

Старый может предложить погонять файл схемной .
Офф где взять инертный по влиянию интегратор ,с высоким быстродействием?После определенного порога их влияние становится сильно заметным

[lazertok]

инертный по влиянию интегратор ,с высоким быстродействием?

Offтопик:
это как???
п.с. а интегратор на ОУ "с твоими хотелками" - есть на примете, вставлялся в симе с Усём до минус 180 дБ (не мной)
проект - покрутим, можно в Л/С

[.Васильев]

это как???

а так. чтобы не происходила модуляция полезного сигнала постоянным током сигнала ошибки .

---------- Сообщение добавлено 12:46 ---------- Предыдущее сообщение было 12:45 ----------

Offтопик:

проект - покрутим, можно в Л/С

то что дано было ранее хоть посмотрел?

[bukvarev]

На фазовых траекториях не получается отделить нелинейные и линейные искажения. Полная компенсация линейных искажений разностным методом невозможна.
Следовательно, все отклонения от прямой на разностном сигнале можно считать искажениями.

Ну так практический результат какой?
Реальные конструкции имеют очень большое отношение "линейные искажения/статические нелинейные искажения". Например, точность АФЧХ - доли .. единицы дБ. Нелинейность же - на несколько десятков дБ меньше. На фазовых траекториях в основном и будут присутствовать линейные искажения.
Уверен, имеет смысл искать нестационарное поведение исследуемой системы, для чего подходит серия измерений с различными тестовыми сигналами. Соответственно, в качестве тестового сигнала должен быть использован не фиксированный импульсный, а реализация шума с заданными параметрами или фрагмент фонограммы.

В реальной жизни, мухи и котлеты, как не досадно, часто встречаются…, а тем более исследовать усилитель без АС- большое заблуждение.

А никто не отрицает возможность исследования совместно с АС. Например, в моей ветке приведены измерения с микрофона.
Но ввиду того, что АС и помещение для прослушивания являются источником очень сильных линейных искажений, то при анализе полного тракта актуальным является использование способов анализа и тестовых сигналов, "нечувствительных" к "статическим" линейным искажениям. И анализ фазовых траекторий при системном подходе к решению задачи поиска искажений оказывается не у дел .

---------- Сообщение добавлено 15:02 ---------- Предыдущее сообщение было 14:58 ----------

Offтопик:

Офф где взять инертный по влиянию интегратор ,с высоким быстродействием?После определенного порога их влияние становится сильно заметным

ПМСМ, интегратор не использовать вообще. УМ не настолько точный узел, чтобы ставить интегратор. Если уж очень хочется - то можно использовать микроконтроллер и подстраивать DС в паузах либо автоматически по превышению порога.

[.Васильев]

Файл то УМ с акустикой двухполосной скинуть для издевательств?

[lazertok]

Offтопик:
лучше эквивалент АС - а уж потом сравним Уси с ней в равных условиях теста

[Джон Сильвер]

интегратор с высоким быстродействием

А это законно?

[.Васильев]

А это законно?

Не знаю. может и незаконно

[Teoretic]

Реальные конструкции имеют очень большое отношение "линейные искажения/статические нелинейные искажения". Например, точность АФЧХ - доли .. единицы дБ. Нелинейность же - на несколько десятков дБ меньше. На фазовых траекториях в основном и будут присутствовать линейные искажения.

Согласен. Поэтому я в дальнейшем предполагаю прослушивание разностного музыкального сигнала. Наше ухо нечувствительно к небольшим линейным искажениям, поэтому слышно будет именно нелинейные (которые по-моему и определяют "звучание" усилителя).

Хотя в симуляторе я получал компенсацию до -100 дБ в звуковой полосе для усилителей с глубокой ОС, что вкупе с вышесказанным оставляет надежду на результат. Посыл в том, что усилитель должен быть хорошим и (тем более) в АФЧХ.

Когда уже мы увидим хоть бета-версию вашей методики с преобразованием Гильберта?

[lazertok]

- Поэтому я в дальнейшем предполагаю прослушивание разностного музыкального сигнала.
Наше ухо нечувствительно к небольшим линейным искажениям, поэтому слышно будет именно нелинейные (которые по-моему и определяют "звучание" усилителя).
- Посыл в том, что усилитель должен быть хорошим и (тем более) в АФЧХ.

- и через какой Усь будем слушать всё полученное "безобразие"???

[bukvarev]

Когда уже мы увидим хоть бета-версию вашей методики с преобразованием Гильберта?

Так она работает, модели все выложены. Также приведены результаты, что успел на текущий момент сделать. Доработка статьи приостановилась из-за технических сложностей (пока нет возможности сделать замеры), работаю над улучшением качества источника и приемника сигнала. Собираю усилитель..