Форум РадиоКот

Доделал наконец ушастика 2. На сей раз характеристики практически сошлись с симуляцией, кроме того звук однозначно лучше набордного ушника EMU0404. Причем лучше и на слух и по измерениям в RMAA. Вобщем по измерениям в RMAA во многих режимах (об этом ниже) характеристики похоже впрямую уперлись в возможности EMU. Итак, финальная схема 2го ушастика: блок питания, собственно усилитель (для удобства раздельно, хотя я все развел на одной печатке и засунул в одну коробку).
Несколько замечаний по схеме: переменниками в модуле питания задается падение напряжения на сток-исток транзистора фильтра порядка 1В. Уровень пульсаций составляет 200мВ в покое, при нагрузке он будет максимум раза в 2 больше, так что срезать 1В - это даже с запасом. Кстати такая замороченная схема в БП с добавочным мостиком для подачи смещения на затворы полевиков фильтра - как раз для того чтобы добиться минимальных потерь напряжения на нем, ибо напряжение питания и так впритык.
Переключатель в модуле усилителя позволяет включить охват выхода дополнительной петлей ООС. Поскольку я не знал как мне больше понравиться - я сделал переключатель-джампер на плате - с ООС, без ООС. Вобщем, по-моему на низких уровнях сигнала на слух практически пофиг - с ней или без нее. Я для себя сделал вывод, скрутив коробку с включенной общей ООС .
Сразу после сборки усилитель, а точнее его транзисторная часть, возомнил себя КВ-радиопередатчиком. Стабильно генерил на 24МГц(!). Пришлось его убедить в том что он УНЧ шунтировав базу T1 емкостью в 51пФ.

Спойлер

Генерация срывалась и при втрое меньшей емкости, так что 51пФ - это с запасом. Экспериментальным путем выяснил, что операционники в генерации не были повинны. Транзисторы источников тока так же были не причем. Так же виноватой была не паразитная индуктивность цепей питания (хотя это был первый подозреваемый). L1/C18 так же не не были причиной - вначале их вообще не было, они появились как подстраховка от подобных проблем уже после. Вобщем генерил, как это не парадоксально - сам составной эмиттерный повторитель. Вообще эмиттерные повторители как бы не подвержены самовозбуждению, так как их КУ по напряжению меньше единицы. Но тут генерация осуществлялась за счет электромагнитной обратной связи - провод подключенный к выходу, точнее его паразитная индуктивность и емкость являлся колебательным контуром, задающим частоту автогенерации и одновременно - излучающей антенной. База VT1 и дорожки подключенная к ней - были приемной антенной. А уровень наведенки на ней определялся в этом случае уже не просто уровнем сигнала на выходе, а напряженностью поля которое создано "антенной-излучателем" и выходным сопротивлением "приемной антенны". Вобщем, уровня хватило чтобы этот "автогенератор" запустился и работал с завидной стабильностью: оба канала генерили на совершенно одинаковой частоте (видимо синхронизировались друг с другом), которая зависела от длины подключенного к наушниковому выходу провода. Так же частоту можно было уменьшить искусственно шунтированием выхода емкостью в единицы нФ. По мере снижения частоты коэффициент связи падал, и гдето ниже 5МГц автогенератор превращался в регенератор, а вся конструкция - в регенеративный приемкник . Внешне это проявлялось в виде сетевого фона - в режиме автогенератора, и в виде шипения - в режиме регенератора. Всем построителям Семигоров на заметку - если шипит/гудит - значит генерит на очень высокой частоте

Печатка, рисованная в SPlan, так же приаттачена, на печатке нету C19 - поскольку я не ожидал необходимости в нем - я его не предусмотрел на этапе рисования, но конденсатор припаял снизу на ногу транзистора. Результаты тестов в RMAA пойдут следующей мессагой.

повторители еще как генерят,ведь в них стопроцентная оос,лечится включением в базу резистора 100...200ом и после него иногда еще небольшой кондер на землю
кстати повторитель можно превратить в усилитель включив всего два резистора,меняя их сопротивление уменьшаем оос и получаем усиление

в этой схеме шиклай,но с Дарлингтоном точно так же ,так что кому не хватает амплитуды возьмите на вооружение

Сорри, немного отвлекся. Вот наделал базовых скринов с RMAA (приаттачены). В каждом скрине - первая колонка - это характеристика самой карты через 'loopback'. Просто для ориентировки, т.к. остальные колонки с характеристиками усилителя как бы уже включают в себя огрехи карты. С каждым скрином идет график для сигнала уровнем 1V (все вольты - RMSовые). Хотел вообще выложить архивчик с сохранками RMAA, но он 2.7Мб, а кот - животное не вьючное, и не позволил залить столько в файлохранилище. На графиках THD местами видны шумы, вылязящие в ВЧ и НЧ областях. О их происхождении я могу только догадываться, я думаю это это частотный привод лифта , т.к. в процессе измерений они появлялись/исчезали произвольным образом, я на это никак повлиять не мог, а сам усилитель был не особо экранирован, да и тестовая нагрузка (резисторы) были просто припаяны в разрыв кабеля безо всякого экранирования. Вобщем, я тут не виноват, оно само пришло:) Ловить моменты когда оно пропадает и повторять эксперименты ради красивого графика гдето около 20КГц не хотелось, и так много времени это заняло.
Теперь немного подробнее о схеме - что касается самовозбуждения эмиттерного повторителя - чтобы усилитель возбуждался нужна не ООС, а паразитная ПОС в какой нить полосе частот. Сама по себе ООС иногда может превращаться в ПОС иза сдвига фазы, что и происходит например с некоторыми ОУ, которые становятся нестабильными при слишком глубокой ООС. Так что если есть возбуд - надо искать ПОС. Вообще я ожидал что мой повторитель превратился в емкостную трехточку за счет паразитной индуктивности проводов питания, но все оказалось немного интереснее. Вобщем, вот что бывает когда в УНЧ используются транзисторы с граничкой в 120МГц
Что касается КУ по напряжению - в моей схеме оно обеспечивается операционником, но операционник обеспечивает не только КУ по напряжению, но еще и является элементом цепи, компенсирующей постоянку на входе, если таковая имеется. Цепь эта включает в себя ФНЧ на OP2B, ФНЧ/интегратор на OP2A, буфер на OP1B и на выходе буфера формируется напряжение смещения для отрицательного вывода OP1A, в результате чего все это дело автоматически (в течении 1..2С) подстраивается под постоянку на входе. НО если постоянка окажется больше swing voltage операционников (то есть чуть менее 12V) - схема с ней не справится. Но такого в случае EMU произойти не может, у нее самой аналоговын цепи питаются от +-5V. Кстати если ктото надумает повторять - если будете менять глубину ООС OP1A - то следует так же поменять КУ по низкой частоте всей цепи коррекции нуля, иначе если ее КУ окажется слишком высок - она превратиться в автогенератор и ноль на выходе будет "плавать".
По поводу несколько экзотичного выбора ОУ, выбор этот не случаен:
OP1 (AD823): поскольку он работает в несколько перекошенном относительно середины питания режиме, то я предположил что следует взять ОУ, предназначенный для работы в режимах single и double supply. А еще от него требуется высокое входное сопротивление чтобы РГ не шуршал без конденсатора. Да еще и хотелось бы чтобы ОУ был в целом неплохой для звуа. Вобщем из всего "многообразия", имевшегося в продаже неподалеку я выбрал AD823. Вторым кандидатом был AD8066, но я его побоялся - быстрый он слишком. С ним бы я точно влегкую получил полноценный возбуд, включающий в себя ОУ. Кстати изза "перекошенного" режима работы ОУ следует интересное дело - поскольку ОУ "держит" режим выходного транзистора, то у него (у ОУ) на выходе в покое получается чуть выше 1В, а значит до этой амплитуды выходные цепи ОУ работают скорее всего без отсечки.
OP2 (OPA2277): от него требуется минимальный input voltage offset. От этого зависит уровень постоянки на выходе в покое. С этим ОУ у меня постоянка на выходе получается меньше половины милливольта. Ну и тот факт что он rail-to-rail тут полезен - сможет скомпенсировать больше аварийной постоянки на входе. А еще он очень мало кушает .
Транзисторы - BC548C я подсмотрел (как и источник тока для него) в усилителе uxi - у него действительно ровная характеристика при высоком gain'е, у других (даже других BC548) - похуже. Я эти транзы выпаял из платы оставшейся от старого моника. В источнике тока применил источник опорного напряжения на 2.5В (LM385-2.5). Гулять - так гулять, а то на дворе 21й век, а народ все еще использует светодиоды для стабилизации напряжения выходник 2sc4883 - по даташитам нашел сам (уже давно) - он так же имеет идеально ровный HFE vs Ic.
Конденсаторы в ФНЧ/интеграторе. Я почти везде поставил лавсановые WIMA, кроме C3 - керамика. Но сам считаю это пижонством. Практически везде там бы прокатили неполярные электролиты, кроме C2 и C3 - туда только пленку или керамику. И да, я в курсе что X5R/X7R керамика для звука отстой, изза дикой нелинейности емкости. НО в этих местах нет звука Там как раз требуется отфильтровать все что можно до постоянки. Значит важен минимальный ESR и минимальная индуктивность. К C3 еще добавляется требование максимального сопротивления между обкладками - от него зависит как хорошо интегратор будет компенсировать постоянку. Если к примеру оно окажется к примеру мегаом - не видать полмилливольта на выходе, постоянка установится в целых 0.5V, что я считаю - отстой. Потому C3 - только пленка или керамика. По этой же причине плату перед тестированием нужно тщательно очистить отфлюса, а перед использованием - покрыть к примеру PLASTIK71.
По питанию. Поскольку в схеме "снизу" висит источник тока - она практически нечувствительна к пульсациям на минусовой шине питания. Потому фильтр на полевике висит только на положительной шине. И потому единственный кондер, реально влияющий тут на звук - это тот, который на 1000мкФ. Он исправляет "огрехи" фильтра питания. Я туда поставил FTCap, серия 'A'.
Питание ОУ сделано на двух 7812, а не как обычно 7812/7912 - неспроста. 7812 имеет лучшие характеристики - шумят к примеру меньше. А 7812А (не уверен впрочем что у всех производителей так) - самые лучшие. Кстати это касается не тольно 78хх/79хх, но и других линейных стабилизаторов.

Задался вопросом почему такой высокий сетевой фон, разобрал, выяснил что фонят трансформаторы - рядом с ними расположен РГ (именно ради места для него они сдвинуты на печатке вбок) да и вообще много чего. Вобщем, накинул на каждый транс по короткозамкнутому витку из провода от витой пары + еще один большой виток из более толстого многожильного провода - поверх обоих вместе. Протестил так, и вы таки поглядите, оно того стоило: Обратите внимание на провода на трансформаторах, вот это все благодаря им: Кстати важная деталь - с обратной стороны платы примерно посередке они соединяются в кучку (припоя), и эта кучка отдельным проводом подключена к общей земле. Вообще фон теперь сильнее всего зависит от расположения питающего провода. По уму надо было бы вынести трансы в отдельную коробочку, но хотелось покомпактнее. Получилось вот так:

Кстати еще подумалось что если сделать 2 таких ушастика, переведя каждый в мостовой режим усиления одного из каналов - то благодаря раздельному питанию - их можно будет подключить к наушниками стандартным 3хпроводным штекером. Главное - не объединять их земли. Потребуется только балансное подключение входа, но это не проблема - карты типа EMU, Juli@ имеют такой от природы. Большинство микросхем ЦАПов (все?) так же имеют балансный выход, который потом впрочем часто насильно приводиться в небалансный вид. Либо можно сделать балансный выход из обычного такой штукой: http://www.ti.com/product/drv135 .
Если делать выходные каскады с охватом общей ООС - то можно обойтись и без интегратора, отслеживающего нуль - просто использовать точные резисторы в цепях ООС чтобы оба полу-канала, управляемые каждый своим проводом балансного входа, имели одинаковые уровни нуля. А раздельное питание позволит полностью развязать каналы друг от друга, активная нагрузка повторителей на выходе - сделает ток потребления выходного каскада совершенно постоянным, как результат - в БП можно ставить хоть капксоны, фильтры по питанию так же будут не особо нужны (хотя конечно любители семигора скажут "фе", ибо МБГЧ некуда будет втыркнуть:) ).
Еще один момент, над которым стоит сильно подумать. Провод и штекер между наушниками и усилителем - трехпроводный. Это приводит к взаимопроникновению каналов. Причем очень нехилому, вот к примеру что происходит на 32хомных ушах если сопротивление каждой из линий до (идеального) источника - 1Ом: Я както сходу подумал что раздельные БП усилителей каналов это исправят, но нет Бороться с этим можно или уменьшением сопротивления проводов (радикально - раздельные линии до обоих ушей), или увеличением импеданса ушей (не зря студийные ухи высокоомные обычно), или увеличением.. импеданса источника: вот так неожиданно низкое выходное сопротивление усилителя получило негативный сайдэффект. Получается что с точки зрения разделения каналов идеальный усилитель для ушей со стандартным подключением - должен иметь большой импеданс, то есть он должен быть источником тока, но тогда с демпфированием будет полный швах... печаль беда, хорошо что мои домашние AKG имеют сменный кабель со стандартным разъемом, сделаю-ка я "бивайринг" для ушей , тогда раздельное питание должно будет дать огромный профит.

набросал тут "топологию" мостового включения 2х повторителей, при которой не должны выпячиваться преимущественно нечетные гармоники: - принцип простой - одно плечо "подстраивается" при помощи ООС под другое, в то время как другое просто модулируется сигналом в противофазе, чтобы получить максимальный КПД от такой схемы.
Если ближе к реальности, то както так: Ток потребления схемы константен - а значит требования к качеству питания минимальны, жЫрный кондер на выходе так же отсутствует, МГБЧ при желании можно таки воткнуть на вход
ЗЫ Схемку рисовал под звуки Manowar, оттого и такое название ( Bifrost )

гм тему чета отлепили.. изза моего флуда чтоли?
Вы намекните чтоли, а то я уже alps на ебэе заказал для мостового усилителя.. и транзисторы просматриваю какие еще есть хорошие у местных барыг... То есть через пару-тройку недель еще девайс сделаю

Чо отлипили? Куда отляпили? Уведомления приходят. Я лично с интересом всё читаю.

Нечто малогабаритное и довольно приличное по качеству кто-то делал? Просто хочу в корпус с УМЗЧ добавить пред отдельный для наушников, а место ограничено. Питание есть +9V.

а наушники с каким сопротивлением?
повторитель на bsp129 с источником тока в нагрузке на таком же bsp129

AD815? Или, по богатому - LME49710+LME49600?
А хотя AD815 по питанию не катит, питания мало. Тогда только NJM4556 остается.
С виртуальной землей все это.

Ладно, от 9В ничего путного я не вижу. Сделаю питальник на +-15, скажем. Что есть малогабаритное, так чтобы без радиаторов больших? Уши разные, 32-500Ом.

дешево NE5532+умощнить парой типа BD139/140 или подобных,но лучше lme49860 и тоже умощнить139/140 радиаторы не нужны так что габарит будет небольшой

Ядовитый Роман, сюды гляньте http://radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=42&t=110033 с середины темы уже пошла претензия на качество выше среднего, я даже печати разработал (но на том дело пока и встало, нет транзюков, все никак не накоплю рациональный продуманный список деталек для заказа, да и с бабульками туговато). А опер можно и покруче, OPA2132.

AcousticManiac

Спасибо за ссылку. Два вопроса:
1. Собирался ли макет?
2. Исходники ПП.
3. OPA2134 как раз валяется. А остальное там копейки.

NJM4556 сразу со счетов не скидывайте-то: http://nwavguy.blogspot.com/2011/08/o2-summary.html
схема тут: https://drive.google.com/file/d/0B52Awj ... jY2Y4/view

misterzu
Единственное преимущество этой схемы - низкое напряжение питания.

Не сказал бы что у нее низкое напряжение питания. Во всяком случае у AD8656 это преимущество гораздо лучше выражено:) Но вам AD8656 не годиться - ее верхняя планка - 5.5В (single supply).
А преимущество этой схемы - THD<0.003% на 16-омной нагрузке на 0.4Vrms при копеечной цене и низком выходном сопротивлении. Во всяком случае согласно измерениям ее автора.

misterzu
Думается мне, что THD<0.003% это при батарейном питании и оригинальных деталюхах. Нагрузка 16Ом ИМХО избыточна, 32Ом потолок, и то это микромощные наушники аля "затычки".
Ещё одна причина, по которой не спешу делать эту схему - отсутствие исходников ПП. Так как мне разъёмы, переключатели и т.д. не нужны.

Схема AcousticManiac довольно привлекательна при грамотном монтаже... Весь вопрос в ПП и монтаже, детали об общем, туда идут любые. На КТ315/316, 815/816, КТ961 можно собрать... Решение хорошее. Вот жду когда автор отпишется на счёт работы макета.

Проект Максим_В, разумеется, выше по уровню. Но это, считай, отдельное полноценное устройство. К тому же у меня нет соответствующего по качеству источника сигнала. Впрочем, он ИМХО и не нужен в домашних условиях.

по ссылке результаты измерения THD для нагрузок до 600Ом (при соответствующем размахе). Везде все хорошо. Автор утверждает что питание батарея/сеть особой разницы не делает.
Но по правде мне не очень вериться в точность этих цифр, в карте EMU 0404 применена та же NJM4556, правда в одиночном включении, измеренный THD ушного выхода на 32Ом в несколько раз выше чем у этого автора на 16Ом-ах. Хотя может в самом деле питание виновато, у эму оно так себе.
Вот сделаю себе усилитель с балансным входом и постоянным током потребления. Ууух. Если заработает.