УНЧ для дома (по следам Агеева)

[As]

Если усилитель делается с претензиями на "Hi-End", импульсный БП, явно, не к месту...

[Slabovik]

Во-первых. Ваши фобии ничем не обоснованы. Вы увидели картинку, якобы их подтверждающую, и сделали далекоидущие выводы. Но на самом деле это только видимость проблемы, которой нет.
Если я его питаю от БЖТ картина принципиально никак не меняется, помехи и наводки никуда не исчезают, меняется только их положение на спектрограмме. Они "переезжают" куда? Правильно - в область максимальной чувствительности слуха, а их хвост будет легко и весело наблюдаться до 3-5 кГц...

Во-вторых, вы заметили кроме наводки какие-то другие "модуляции", "искажения"? Я вот их не вижу, кроме основного тона, модулированного 100-герцами - это типичная магнитная наводка от трансформатора ИИП со стабилизацией. Её уровень -84 (минус восемьдесят четыре !) дБ. Если вы не заметили, в этом опыте точно такой же уровень имеет наводка чисто от сети 50 Гц, а её гармоники на спектрограмме наблюдаются вплоть до 2 кГц, Но ведь БЖТ рядом нет...

Спойлер

О том, что это именно помеха, а не результат злостных искажений, красноречиво говорит разница между замерами с симметричным включением входа и асимметричным. Ну, а замер LoopBack делался с выключенным ИИП, питающим усилитель.

На фоне этого мне уже много лет непонятно, почему противники ИИП так настойчиво утверждают, что "прекрасно слышат" искажения от питания своих усилителей от ИИП, в то время, как они же совершенно глухи к точно таким же искажениям, только происходящим от низкочастотных источников помех. Ведь интермодуляции неведомо, какая частота "истинная", а какая - помеха...

Ну, а в-третьих, на каком основании вы сделали вывод, что данный усилитель проектировался для работы с ИИП?

Мой вывод: усилитель прекрасно справился с ВЧ помехой, просто усилив её, как и любую другую помеху, попавшую в его цепи. Потому что даже на 40 кГц завал его АЧХ составляет всего несколько дБ. Если вы не хотите иметь таких высокочастотных помех (лично я не хочу иметь вообще никаких помех) - тщательно экранируйте не только усилительные модули, но и источники этих помех: провода, трансформаторы и т.п. В условиях "лабораторного стола" при данных испытаниях я этого не делал, что и видно по результатам.

p.s. Буду собирать ещё один модуль, посмотрим, что он покажет.

[As]

Да ничего против импульсного питания я не имею, просто хороший импульсник будет гораздо сложнее и дороже самого усилителя... Для "статических" сигналов влияние импульсного питания практически незаметно, с наводками бороться не трудно - хуже, когда сигнал динамический, с большими перепадами громкости (и тока потребления!) - ШИМ должна их отрабатывать очень точно!
А "выигрыш" от импульсного БП не так уж велик - всё равно вес радиаторов выходного каскада получается сравнимым с весом "большого железного трансформатора"...

[Slabovik]

Я никогда не спорил о том, что он сложнее. Наоборот - здесь есть темы про питание, дак там вы найдете мои реплики о том, что нужна экранировка, фильтрация и т.п. А народ в основном вообще "голяк" суёт без всяких тестов на совместимость. У meanwell, от которого я питаюсь, хотя бы кузов алюминиевый есть. Но не аудиофильский он, он промышленный. Для промышленного вполне прилично.
А магнитную наводку от транса словить - это, простите, как "два пальца...", что, собственно, и было продемонстрировано. Но так ли это страшно? По-моему, совсем никак не страшно, потому что результатом этой наводки был небольшой шум в районе 19 кГц с амплитудой много менее милливольта. Ровно такой же шум имеем от 50 Гц, но уже он находится не в области 19 кГц, а в области сотен Гц, где ухо наиболее чувствительно.

ВЧ наводка имеет проблему только в одном случае - когда УНЧ не может её парировать из-за совершенно хреновой частотки его ОООС. Вот тогда вылезут "лишние" интермоды, которые на низких частотах были бы "задавлены", а на ВЧ усилителю просто недостаточно усиления. К примеру, есть сигнал 16 кГц, помеха 19 кГц - интермод на 3 кГц.. Но... это значит только одно - усилитель недостаточно хорош. Вина ли это импульсного ИП? Думаю, что нет. По простой причине, что эти же 19 кГц могут попасть в усилитель и другим путём, например, прямо на его вход в виде сигнала. Результат будет идентичным...

Одним из факторов, подкармливающим фобии, к сожалению, является плохое понимание принципа работы усилителей. Очень многие люди, с которыми я разговаривал на эту тему, трудно представляют себе то, что усилитель равно одинаково усиливает/подавляет любой сигнал, попавший в его тракт усиления. При этом точка "вливания" сигнала значения не имеет, будь это его входы, выходы, цепи ООС или питания.

Что до выигрыша... Выигрыш от ИИП есть, и он значительный. Примерно трёх-четырёхкратный по массе и полутора-двукратный по объёму.

p.s. Вы ещё Class D не исследовали. Вот там вообще жуть творится
О, наумничал... сам-то тоже нихрена не понимаю...

[HariusHek]

Можете считать меня консерватором и ретроградом, но для УМЗЧ нужен линейный-таки БП. ИМХО.

[Slabovik]

"Вы не любите кошек? Да вы просто не умеете их готовить!"

Да. Линейный БП. Т.е. либо аккумулятор, либо батарейки. Потому что источник питания типа "трансформатор - выпрямитель" по принципу работы никак не может считаться линейным. Увы... "Облинеить" его можно только последующим, действительно линейным стабилизатором напряжения.

Но напомню суть: мы не спорим о выборе блока питания. Конечно, опят можно использовать как некую иллюстрацию, но её ещё нужно правильно интерпретировать. А данная тема о конкретной конструкции усилителя. А не блока питания, тем более "вообще"...
Так что давайте оставаться в теме.

[As]

Любой усилитель не идеален - с этим приходится смириться... Задача конструктора - правильно выбрать "нишу". Агеевская схема хороша для относительно маломощных усилителей, с этим трудно спорить, для больших мощностей лучше подобрать что-то другое, как мне кажется...
(и ещё - у меня есть предубеждение к "гибридным" схемам, ОУ+транзисторы... Я не очень умею подбирать ОУ для них... )

[EMiq]

При необходимости на современной элементной базе реально сделать качественный импульсный источник. Это будет точно не радиолюбительская конструкция и не на распространенных микросхемах. Но это возможно. Частота преобразования для хорошей точности регулирования должна быть 200-500 кГц, чтобы иметь короткий минимальный импульс преобразователя .Это позволит сделать возможным сильный сброс нагрузки без перехода в режим пропуска импульсов, а значит повышения пульсаций. Высокая частота преобразования и ее интермоды не смогут попасть в звуковой диапазон. Упрощаются вопросы развязки и экранирования за счет сильного разноса частот. Вопрос только в конструкции и цене такого ИИП. Согласен, что нужно уметь "Правильно готовить".

[kentgaryk]

Я делал и на 60кГц, не возникает там никаких пропусков импульсов. Все нормально работает. На выходе усилителя конечно присутствует небольшая помеха со спектром 60кГц и выше, ухо не слышит, осциллографом конечно можно посмотреть.

[Slabovik]

Подключил второй экземпляр из изготовленной пары.
В принципе всё то же самое. Ток покоя ~42..44 мА. Постоянка на выходе 7 мВ (R6 не устанавливался). Вторая гармоника выше третьей.

Спойлер

Ориентацией усилителя относительно ИИП уровень наводок можно снизить децибел на шесть и они "уходят" под -90 дБ.
На осциллографе их видно - суммируются с шумом на выходе, размах этих наводок примерно такой же, как и ширина полосы шума.
От смены типа ОУ величина "пиков" гармоник практически не зависит. Есть чуть-чуть разницы в децибел-полтора, но это списывается на погрешность измерений, а чисто в цифрах OPA134 "гармонизирует" сигнал примерно на одну тысячную меньше, чем TL081 (0.021% против 0.022% с TL081). Что говорит о том, что основной вклад в искажения сигнала вносит не ОУ, а выходной каскад.

p.s. С увеличенным током предвыходного каскада замеры сделаю не ранее, чем через неделю-две (и то не уверен в сроках). Если кто-то сделает такое раньше - не стесняйтесь выложить результаты замеров на обозрение.

[EMiq]

Большинство дарлингтонов по модели требуют ток покоя ВК 100-150 мА. При значениях менее 90 мА растет 5 гармоника, которая выше 3. У Никитина в методиках настройки его усилителя рекомендация увеличения тока покоя для минимизации 5 гармоники по сравнению с 3.
.. Есть ли возможность посмотреть спектры двухчастотного сигнала, например 8кГц, 9 кГц или 13кГц,14кГц? Или самый жесткий тест 19 кГц,20кГц равной амплитуды на половинной мощности выхода. Какие будут уровни разностного сигнала 1 и 2 кГц по сравнению с основными? Уровни выше -60 дБ уже слышны.
Возможно, вторая гармоника определяется не только выходным каскадом, но и ОУ из-за раскачки по питанию. Подавление пульсаций питания ОУ тоже не безгранично и не обязательно симметрично по каждому из питаний. Многое может зависеть о схемотехники ОУ.

[Slabovik]

100 мА на транзистор - это 300 мА на выходной каскад, а это 0.3*(25+25)=15 ватт тепла. Вроде не много, но... что-то меня жаба давит. А ведь я монтирую это на радиаторы 150x125 и толщиной 45. О, вот ссылка на них в магазине. И не могу сказать, что они холодные.

С другой стороны какие проблемы - надо пробовать. Если замахиваться на минимизацию - тут можно и до "А" дойти...
Кстати, спектр быстроспадающий, 7-я гармоника уже на уровне шумов, с OPA134 её вообще не найти, с TL081 она чуть-чуть торчит, причём во втором экземпляре торчит немного сильнее, в первом можно было только угадать, что "вот тот бугорок" - это седьмая.

Меня больше интересует другое - откуда такая большая вторая гармоника в то время как 4-я ведёт себя согласно правилам для двутакта. Могу только предполагать, что из неодинаковости плеч, там разные типы, а именно в малом токе предвыходного каскада. Ну, опять же, аудиофилам нравится такое положение дел (даже её уровень не превышает -75 дБ), а я займусь этим позже - может и найду причину.

p.s. Где-то года полтора назад исследовал разные ОУ при помощи RMAA на искажения, в т.ч. TL081. Было чётко видно, что разные экземпляры ОУ имеют несколько отличающийся спектр искажений. По этой методике можно спокойно отобрать ОУ с заметно меньшим уровнем искажений, нежели "в среднем".

[EMiq]

100-150 мА - только для выходных. Предвыходные же в линейном режиме, им столько не нужно. Может 30-40 мА. На гармоники ОУ может влиять ток покоя его выходного каскада, который может иметь разброс в разных партиях , а тем более у разных производителей из-за отличия и отклонений технологии производства. Может у AD825 это менее выражено. Там хороший быстрый ВК с высокой нагрузочной способностью.
http://www.nanovolt.ch/resources/ic_opa ... ortion.pdf
У дарлингтонов с внутренними резисторами при малых токах первый транзистор уходит в микротоковый режим, что приводит к влиянию обратных токов переходов и падению усилительных и частотных свойств этого транзистора. Судя по модели этих транзисторов первый транзистор внутри пары имеет характеристики близкие ко второму.

[Slabovik]

Чтобы не растягивать наши споры, я бросил всё (эх, отложил починку Веги-312. Дрянной аппарат, а что делать?), взял последний готовый модуль и изменил номиналы.
R11 и R14 = 18 Ом
R12 и R13 = 2.4 Ом
Если бы R12 R13 я оставил как у меня было, т.е. 4.7 Ом, то ток покоя взлетал до 400..450 мА на транзистор, а это много.

В итоге ток покоя выходных транзисторов установился примерно 110 мА на каждом.
Подсоединился, сделал замеры. ОУ - тот же самый экземпляр TL081.
Не поверите - не изменилось ничего
Немного перераспределились уровни гармоник и интермодуляционных результирующих частот.
Пятая гармоника стала чуть ниже. Но это всё!

Спойлер

Стоит ли увеличение тока покоя в два с половиной раза таких результатов? Я не уверен, что оно такое надо...

p.s. О методике тестирования при помощи RMAA можно почитать на iXbt

[As]

Для гибридного УМЗЧ увеличение тока покоя - необходимость! Ещё по УМЗЧ ВВ и подобным известно, что недостаточный ток покоя приводит к подвозбуждению на малых уровнях сигнала, интермодуляции и, соответственно - утомительному звучанию... Здесь, вроде, проблема не должна быть так сильно заметна - но всё же...

[Slabovik]

Ну, я только что провёл опыт. Как ещё я могу увидеть улучшения от увеличения тока покоя? Какие действия/измерения для этого нужно проделать?
Подвозбуждений нет - специально искал и выводил нафиг. Усиливает от постоянки до глубокого ультразвука (см. предыдущие страницы). Держит ёмкостную нагрузку значительной величины (тот же JLH от такой нагрузки у меня запищал, что пошёл дым. Давненько, правда, было).
Интермодуляция и гармоники - можно ознакомиться: ссылка на фалы .sav на предыдущей странице.

"Всё же" - это что?
В каком месте вы видите здесь "гибридный УНЧ"? Это чисто "каменный", совершенной монолитный УНЧ, целиком охваченный достаточно глубокой ОООС. Для такой глубины ОООС спектр гармонических искажений просто прекрасный. Я так думаю...

[EMiq]

Осталось проверить двухчастотным методом. Это не сложно. Хотя бы на 13,14 кГц с равными амплитудами и посмотреть на уровни разностных 1 и 2 порядка. Если лучше -60 дБ ( КВзИ около 0,1-0,15%), то все нормально.

[Slabovik]

Я бы рад, но RMAA у меня фриварная и не позволяет менять настройки тестирования. На iXbt разбирается использование Pro версии...
Есть какой-либо подобный софт ещё?

p.s. В принципе, Pro версия RMAA не так дорога - 1600р. Но непонятны условия лицензирования (на пользователя, на компьютер, на инсталляцию или ещё как).

[EMiq]

Не увидел у Вас тестирования спектра собственного испытательного сигнала ( обычный заворот - выход генератора сигнала на вход звуковой). Вы уверены, что сигнал чистый. Есть библиотека спектрально чистых измерительных сигналов. Старая программа СпектраЛаб. Ниже портативная версия (SoftTest).
Есть еще старая версия -Pioneer.Hill.Software.SpectraPLUS.v5.0.26.0. Поищите в интернете. Этой программой , правда, я не пользовался.

[Slabovik]

Присутствует. http://anklab.ru/Press/Articles/AKL/akl-20/RMAA/
[ASIO] UR22mkII loopback test 24bit 96kHz.sav

На ознакомительных скринах на предыдущей странице это белый график из трёх присутствующих [Steinberg Loop Test].
Лучше всего загрузить результаты локально в RMAA, тогда есть возможность рассмотреть их подробно.

Ага, портативка запустилась... вроде.
Но я пока испытуемого убрал в сторону, думаю, за неделю разберусь, чем мерить дальше. Мне ещё надо с меандром поработать...
Берём паузу в измерениях...