Попытка анализа действия ОС в усилителях

[Владимир R-V-A]

Товарищ Сухов, на ночь глядя, хочет сделать убийственный доклад по теме качества усилков класса D.



Карабас, теперь вам и всем остальным читателям вашей темы про УНЧ с ООС будет понятно, что установка фильтров в цепи питания усилителей класса D без ООС просто жизненно необходима, чтобы очень большие импульсные помехи от ИБП, не лезли на выход усилителя.

И не давали на его выходе, огромных по уровню дополнительных помех, которые не являются, строго говоря, не нелинейными и не интермодуляционными искажениями. Хотя они в свою очередь, взаимодействуя в транзисторе с основными гармониками сигнала и с гармониками от входного сигнала, могут также порождать еще больше комбинационных частот.

Этот лес гармоник как раз и будет восприниматься в такт с импульсными звковыми сигналами в шумой окраске звука, типа "песочек".

Таким образом, установка, например, электронного фильтра (умножителя емкости фильтрующей емкости в бетта раз на составном транзисторе) на выходе ИБП, может позволить снизить на выходе УНЧ класса D общий уровень импульсных, шумовых помех примерно на 40-70 дБ.

Это я, наглядно, продемонстрировал с помощью графиков на примере модернизации усилителя и ИБП компьютерных колонок Edifier R-1100.

См. #59 и #60 https://www.hiend-audio.pro/showthread.php?t=980&page=3 и # 80 и # 81 https://www.hiend-audio.pro/showthread.php?t=980&page=4

А товарищ, Сухов, эти эффекты, чуть позже, наглядно показал в расчетах на симуляторе и в своем видео.

Предварительный вывод можно сделать такой.

Без хорошего БП, усилители класса D, пока явно проигрывают усилителям АВ и А класса и дают, заметные на слух призвуки.

Лично я слышу разницу в звуке между дешевыми усилителями D и АВ класса и даже шумы ИБП.

Сложно такое не услышать.



А вот так с фильтром в ИБП.



Но, тут всё зависит уже от конкретного человека и его слуха.

https://zvukaudio.com/viewtopic.php?p=33351#p33351

[Владимир R-V-A]

Ну, а теперь, по многочисленным просьбам членов нашего тут профсоюза, лекция Сухова, почему на пути сигнала нельзя ставить электролиты.

Главный фактор, определяющий большие искажения УНЧ на НЧ, это влияние емкости (и скорее всего качества) выходного конденсатора на искажения УНЧ.

Конечно, я не учел, что питание у вас однополярное. Конденсатор в цепи сигнала, тем более электролит - это всегда не очень хорошо.

Замена конденсатора с 220 мкФ на 2200 мкФ приводит к снижению искажений УНЧ на реальной нагрузке (наушниках Koss PotraPro) примерно на порядок с 1% до 0,08%.

Придумал новую схему ООС. Позволяет существенно снизить искажения на НЧ в подобных схемах УНЧ.

[Карабас]

лекция Сухова

Товарищ Сухов, конечно, немного все упрощает, но общий ход рассуждений правильный. Кстати, в усилителях класса А пульсации питания тоже очень хорошо прослушиваются в паузах.

Придумал новую схему ООС

Интересно, в чем ее новизна?

[Владимир R-V-A]

Кстати, в усилителях класса А пульсации питания тоже очень хорошо прослушиваются в паузах.

Могу ошибаться, но этот эффект напоминает колекторную модуляцию сигнала в радиопередатчиках, но не с помощью специального трансформатора - модулятора, а непосредственно артифактами по цепи питания выходного каскада от БП.

Кстати, замечал еще лет 40 назад разницу в звуке баса УНЧ и АВ и А класса с обычным выпрямителем и стабилизатором - нет такого сильного рычания в басу за счет очень большого уровня гармоник на 50-100-150 ГЦ и т.д.

- - - Добавлено - - -

Интересно, в чем ее новизна?

Если догадаетесь, пишите ответ в личку. Но лучше прочитать - и потом сжечь, а пепел съесть - тут за нами следят...!

[Карабас]

Кроме выходных транзисторов, все остальные каскады работают в классе А.

Согласен, был не прав. Но и выходные каскады оказывают влияние на звук. Некоторые эстеты признают только усилители, в которых выходные каскады выполнены на транзисторах одинаковой структуры.

[Владимир R-V-A]

в которых выходные каскады выполнены на транзисторах одинаковой структуры.

Это делали лет 60-50 назад, пока не научились делать комплементарные транзисторы с почти одинаковыми параметрами.

- - - Добавлено - - -

Согласен, был не прав.

Согласен. С Костей лучше не спорить.

[Мусатов Константин]

Транзисторы с одной структурой, а лучше из одной партии имеют преимущество по стабильности проходной характеристики в усилителях без общей ООС или с неглубокой ООС

[Владимир R-V-A]

Транзисторы с одной структурой, а лучше из одной партии

2х2=4

Вы лучше увеличьте разрешение для графиков и картинок.

Вот и Тихомиров тоже жалуется...

Я это не за себя прошу, а как профорг - всё для простого, трудового народа из нашего профсоюза!

А на пиндосов мне насрать!

[Владимир R-V-A]

Некоторые эстеты признают только усилители, в которых выходные каскады выполнены на транзисторах одинаковой структуры.

Этот момент можно скомпенсировать большим током - проводил такие эксперименты с 805 и 837 - разница теряется по сравнению со специальными комплементарными парами (типа 818(9) при токе покоя больше 150-200 мА. Тут уже важней равенство усиления транзисторов по току.

[Мусатов Константин]

Одна из больших глупостей - подбор транзисторов в плечи по бете. Вторая гармоника небольших уровней не улавливается слухом. С точки зрения согласования проходных характеристик и при наличии эмитерных резисторов оптимальный ток соответствует падению напряжения на эмитерных резисторах около 25 мВ для кремниевых биполяров

[Владимир R-V-A]

ток соответствует падению напряжения на эмитерных резисторах около 25 мВ для кремниевых биполяров

Все зависит от сопротивления резистора ( см. закон Ома)

- - - Добавлено - - -

Одна из больших глупостей - подбор транзисторов в плечи по бете.

При подборе транзисторов по бете можно снизить искажения УНЧ примерно в 1,5-3 раза при типовых токах режима АВ (30-100 мА).

Проверял специально десяток пар разных транзисторов в УНЧ по схеме Агеева. При подборе транзисторов можно получть искажения примерно на 10 дБ ниже случайного варианта - практически к возможностям по усилению ОУ-усилителя напряжения с учетом глубины ООС.

[Мусатов Константин]

Все зависит от сопротивления резистора ( см. закон Ома)

Как ни парадоксально, но нет. Для каждого режима оказывается примерно так.

При подборе транзисторов по бете можно снизить искажения УНЧ примерно в 1,5-3 раза при типовых токах режима АВ (30-100 мА).

Да, но искажения низких порядков, в основном вторая и четвертая гармоники. А они мало влияют на результат.

[Владимир R-V-A]

Да, но искажения низких порядков, в основном вторая и четвертая гармоники.

Не согласен. Почти во всех транзисторных (и в D классе- выше 400 - 600 Гц) схемах обычно лезут самые гадкие для слуха 3,5... гармоники. В лампах да - там обычно 2-я выше 3 и всех остальных примерно на 5-15 дБ.

- - - Добавлено - - -

Как ни парадоксально, но нет.

Просто, если увеличивать ток покоя выходных транзисторов (даже не комплементарных пар), то искажения почти всегда падают. И при токе, чаще всего выше 200-300 мА, обычно уже не так явно отличаются транзисторы комплементарных или даже некомплементарных пар от специально подобранных пар. Тут есть еще зависимость помимо тока и от напряжения работы транзистора, но тут уже как бы много переменных и общую зависимость понять и изложить трудно. Тут нужно уже детально смотреть для каждой схемы и пар транзисторов.

[Мусатов Константин]

Просто, если увеличивать ток покоя выходных транзисторов (даже не комплементарных пар), то искажения почти всегда падают. И при токе, чаще всего выше 200-300 мА, обычно уже не так явно отличаются транзисторы комплементарных или даже некомплементарных пар от специально подобранных пар. Тут есть еще зависимость помимо тока и от напряжения работы транзистора, но тут уже как бы много переменных и общую зависимость понять и изложить трудно. Тут нужно уже детально смотреть для каждой схемы и пар транзисторов.

Типично в эмиттерах ставят резисторы 0,1 Ома. 25 мВ дадут 250 мА тока. Но если в эмиттерах будут стоять 0,25 Ома, а транзисторов много в параллель, то окажется оптимальный ток 100 мА

[Владимир R-V-A]

а транзисторов много в параллель

Когда транзисторов много впараллель, то тут их подбор по параметрам не так критичен В среднем плечи будут сами балансироваться. И в таких конструкциях в эмиттеры часто ставят резисторы с более высоким сопротивлением до 1 Ом. Это повышает надежность работы транзисторов, смещает их режим работы дальше от области предельно допустимых значений параметров (температура,ток,напряжение)и исключает деградацию p-n переходов. А также дает эффект снижения искажений на максимальной мощности и позволяет получать максимальную мощность всего УНЧ с однотипными транзисторами. Например на 818(9) с буквой Г можно подавать напряжение до +-42В и получать выходное, не искаженное напряжение порядка 30 В на 4 Ом нагрузке. А с меньшим значением резисторов в эмиттерах транзисторов, например 0,3 Ом, они постепенно деградируют и потом, при сильном разогреве корпусов транзисторов, происходит их пробой. За повышение надежности УНЧ, приходится платить большим числом транзисторов.

[Карабас]

Просто, если увеличивать ток покоя выходных транзисторов (даже не комплементарных пар), то искажения почти всегда падают.

Тут нет ничего удивительного - движемся от класса В в сторону класса А. Конечно подбор транзисторов по коэффициенту передачи и зависимости его от тока и частоты никогда не повредит. Но меня больше интересуют более общие вопросы схемотехники усилителей. Можно ли считать трехкаскадный эмиттерный повторитель на выходе усилителя оптимальным решением? Конечно, с точки зрения простоты схемотехники и стабилизации тока покоя выходного каскада решение оправдано. Но является ли этот вариант идеальным?

[Владимир R-V-A]

Можно ли считать трехкаскадный эмиттерный повторитель на выходе усилителя оптимальным решением?

Можно. Но, чем меньше каскадов, тем выше требования к транзисторам. В схеме Худа усилитель в раскачке выходных транзисторов должен иметь большой коэфф.усиления по току. Обычно там ставят из отечественных КТ602Б с подобранной по максимуму бетой порядка 200 и тоже на радиаторе.

[Карабас]

В схеме Худа усилитель в раскачке выходных транзисторов должен иметь большой коэфф.усиления по току.

Схема Худа -это оригинальный, усилитель класса А, причем очень даже неплохой. Нашлось много его последователей и улучшателей. Для класса АВ доминирующей является схема Лина (ее модификации) с обязательным составным эмиттерным повторителем на транзисторах разной структуры. Именно под эту схему выпускают спец. транзисторы со встроенными диодами для стабилизации тока покоя. Кто-нибудь может предложить что-то новое в схемотехнике или это уже верх совершенства?

[Владимир R-V-A]

Кто-нибудь может предложить что-то новое в схемотехнике или это уже верх совершенства?

По теме УНЧ Худа вношу пару рацух - поставить по питанию электронный фильтр (я схему модернизированного китайского ИБП с фильтрами уже приводил примерно месяц назад) вместо горы электролитов. И сделать дополнительную ООС по моей новой схеме для УНЧ, с разделительным выходным электролитом. Думаю, можно будет искажения, шумы и сетевой фон еще снизить на 15 -30 дБ. А вместо первого транзистора можно попробовать мощный ОУ типа 1875, 2050, 2030 совместно со входным хорошим ОУ в режиме ультранизких искажений.

Но, это уже мало будет напоминать схему Худа.

Сейчас погряз в ремонте - не до этих высокотехнологичных инноваций.

[Владимир R-V-A]

Схема Худа -это оригинальный, усилитель класса А, причем очень даже неплохой.

Как выясняется - очень даже посредственный. У него достаточно высокое выходное сопротивление.

И, скорей всего, именно, это (подьем АЧХ на большинстве АС в районе 100 - 50 Гц) и воспринимается основной массой слушателей, которые игнорируют измерения параметров УНЧ, как некоторая похожесть "звучания" этого УНЧ, как лампового усилителя с особым, теплым, ламповым звуком.

Вот, тут есть измерения его двухполярного, мостового аналога с более высокой мощностью

https://zvukaudio.com/viewtopic.php?...d8407ec#p33870

https://zvukaudio.com/viewtopic.php?t=230&start=3180

- - - Добавлено - - -

Для класса АВ доминирующей является схема Лина (ее модификации) с обязательным составным эмиттерным повторителем на транзисторах разной структуры.

Боюсь, что вам, и Константину, это не понравится, но я считаю, что дело не в принципиальной схеме, а в параметрах УНЧ собранных по этой или иной схеме, измеренных по общеизвестным методикам.

Или просто значение СКО, по особо сложным для любого УНЧ тест-сигналам, о которых я тут уже писал не раз.

УНЧ и другие электронные узлы современной High-End звуковосппоизводящей системы, это узлы, где метод сравнения точности работы узлов по СКО является наилучшим и самым точным.

Ну, не знаю, это окрытие было сделано в математике лет сто или даже двести назад - навскидку говорю. Такие глобальные основы в теории инормации, теории вероятности и статистической радиотехнике не могут уже, похоже, обновиться - проверенно электроникой - за 100 с небольшим лет.

[Владимир R-V-A]

Нашлось много его последователей и улучшателей.

Решил тоже записаться в профсоюз винила (в качестве сразу его босса - играющего тренера))) - купил себе вроде неплохой из самых дешевых проигывателей на рынке (второе видео по ссылке ниже).

Буду улучшать его по своей методике.

Тут, про это стремное дело больше писать не буду - следите за инфой тут.

https://www.hiend-audio.pro/showthre...0603#post20603

Тихомиров поудалил все мои посты по схожей тематике.

Пришлось замутить новый пост - тему - на злобу дня.

Как профорг с 17 лет должен всем членам этого профсоюза показать голую правду - без песен, плясок и стихов -ху - из - ху.

[Владимир R-V-A]

Раз, раз...всем по каналу, всем по каналу...еcть тут кто ещё живой?

Карабас, Костя, прием...

https://www.youtube.com/watch?v=M6g92nfuOuI

https://www.youtube.com/watch?v=DS-We2qnlww&t=1s

https://www.youtube.com/watch?v=OHJjAuVk51M&t=1s

[Мусатов Константин]

Володя, опять видео не по делу, хочешь отдохнуть?

[Владимир R-V-A]

Нет, я сейчас все мультики затру в опилках букв и цифр...

Так сойдет?

А вот, если по делу, то лучше бы сделали интересное видео на канале 600+ про разные виды ООС и про мою ООС - медленную - в виде робота звукооператора, который крутит максимально быстро и четко ручки в автоматическом эквалайзере - для максимально быстрой подстройки АЧХ и ФЧХ в реальной КП.

А, то, многим, суперэкспертам, это дело так еще и не понятно, даже после трехразового прочтения моих патентов РФ.

[Карабас]

измеренных по общеизвестным методикам.

Видимо, есть еще что-то, что трудно измерить. Константин с этим согласен. И усилители на последнем этапе сравнивают не по СКО, а при прослушивании. Самый проблемный элемент звукового тракта - акустика и согласование усилителя с ней. Дуглас Селф в своей книге про усилители показал, что выходное сопротивление усилителя класса АВ зависит от формы выходного сигнала и реакции нагрузки. Впрочем это ясно и интуитивно.