Попытка анализа действия ОС в усилителях

[Владимир R-V-A]

С 816 и 817 происходит ограничение тока на выходе ОУ - мал коэффициент усиления наших транзисторов.

С кт814(5) будет работать, но в качестве ОУ тогда лучше поставить с высоким выходным током типа 4556 или хотя бы 4580, 4560, 4562.

На 4560 делал макет. Тут где-то есть графики, правда на Реалтеке. Питание +-15-18 В, 4 Ом. Ограничение по питанию было симметричным на уровне 5-7 В.



А на 4562 ограничение гармоник, по идеи, будет примерно на уровне -100 дБ.

[Владимир R-V-A]

Важны также и параметры выходных транзисторов и их симметрия. Разница в искажениях на 20 000Гц может отличаться на 10-15 дБ. А на НЧ эта схема работает с очень низкими искажениями. Они начинают заметно расти (практически по прямой линии) где-то с 400 Гц. На Реалтеке с -84-90 дБ до примерно -50-60 дБ на 20 000Гц при измерении в режиме акустического свип - теста.

Звук по такой схеме с 4560 мне понравился - достаточно точный, детальный, на много лучше, чем на отечественных микросхемах.

Думаю, если заменить выходные транзисторы на импортные - будет настоящий Hi-Fi или High-End за минимальную цену.

[Карабас]

Я сегодня думал, почему у меня 819 странно работает и пришел к выводу,что у него дефектная модель. Проверил все еще раз. Заодно немного подкорректировал схему вместо резисторов 680 Ом воткнул генераторы тока на 20 мА. Немного переделал цепь обратной связи. резистор 1,3 Мег. слишком велик. Входной ток ОУ создает на нем значительное падение напряжения. ОУ перекашивается. Транзисторы применил BD 135, 136 - они примерно соответствуют нашим 814, 815. На выходе BD243 и BD244-что-то вроде 819, 818. Для импортных транзисторов модели точнее. Получилось не так уж плохо. выкладываюграфики.

- - - Добавлено - - -

На третьем графике видно, что напряжение на выходе ОУ не поднимается выше 24 В при питании +/-28 В. Видимо это особенность усилителя. Если интересно,сброшу потом частотную и фазовую характеристики.

- - - Добавлено - - -

При внимательном рассмотрении графиков я обнаружил, что на 20 кГц ступенечка-то есть!

[Владимир R-V-A]

Немного переделал цепь обратной связи. резистор 1,3 Мег. слишком велик.

Я же вам несколько комментариев назад об этом и писал, что для большинства современных микросхем нельзя делать такие режимы в ООС - нужно примерно в 50-100 раз уменьшить номиналы резисторов. И лучше сделать инвертирующий вариант схемы. И в некоторых микросхемах + ОУ можно просто сажать на землю. А в некотрых нельзя - там лучше ставить резистор хотя бы в 300 - 3000 Ом. Он играет роль стабилизатора нуля на выходе ОУ и УНЧ. Но для простейшего программного макетирования можно влепть на землю + вход ОУ.

Видимо это особенность усилителя.

Да, примерно по два вольта в минус на плечо +- от максимально возможного варианта использования напряжения питания в УНЧ. Именно поэтому и интересен вариант УНЧ на микросхемах - УНЧ большой мощности и с большим или даже запредельным по даташиту напряжением питания типа +_50-60 В вместо +-40-50В. Там эта потеря в 4 В на обеих плечах уже почти незаметна по отношению к другим схемам с более эффекивным использованием напряжения по питанию УНЧ. Я думаю, что и TDA2050, если на нее в режиме усилителя напряжения вместо +-22В кинуть +-30В будет работать почти вечно.

[Карабас]

Насчет инвертирующего включения у меня есть-таки сомнение, что он лучше.

[Владимир R-V-A]

есть-таки сомнение, что он лучше.

Проверено электроникой... почти на всех современных микросхемах - лучше. Примерный выигрыш по шумам и искажениям получается в 6 дБ (два раза) и лучше давятся все шумы и фон по питанию - на те же 6, а иногда и 10 дБ.

[Владимир R-V-A]

Заодно немного подкорректировал схему вместо резисторов 680 Ом воткнул генераторы тока на 20 мА.

В этой схеме есть нюанс - там входные транзисторы усилителя тока работают также как термостабилизаторы.

"В основу выходного каскада положена схема так называемого «параллельного» усилителя, нашедшего применение в довольно большом количестве конструкций различных УМЗЧ. Главная особенность такого каскада - это отличная термостабильность при условии хорошего теплового контакта между всеми транзисторами."

https://vpayaem.ru/circuits_ageev.html

https://ldsound.info/usilitel-ageeva-25-vt8-om/

https://ldsound.info/ageev-dmitrij-vasilevich/

[Карабас]

Проверено электроникой... почти на всех современных микросхемах - лучше. Примерный выигрыш по шумам и искажениям получается в 6 дБ (два раза) и лучше давятся все шумы и фон по питанию - на те же 6, а иногда и 10 дБ.

Я с этим утверждением не согласен. Коэффициент подаления синфазного сигнала в ОУ очень велик. Коэффициент подавления колебаний напряжений питания - тоже. Для среднего дешевого усилителя это TL071 - 86 Дб. А есть ОУ, у которых 120 Дб. И не зависит от схемы включения. Инвертирующее включение проигрывает 2 моментах. Низкое входное сопротивление, т.е обязательно нужен источник сигнала с низким выходным сопротивлением. Входной резистор, включенный последовательно с входным сигналом дает дополнительный шум. Агеев-то почему-то применил именно неинвертирующее включение. Схема спроектирована грамотно, надо отдать должное. Но там,если заметили, в выходном каскаде применена вольтодабавка. Этот схемотехнический фокус решает проблему, которой я Вам говорил.

[Владимир R-V-A]

Низкое входное сопротивление, т.е обязательно нужен источник сигнала с низким выходным сопротивлением.

Инвертирующее включение мощного операционника предполагает, что на входе будет еще одна микросхема с усилением порядка 10 дб. На эти 10 дБ можно будет снизить искажения собственно в усилителе мощности и понизить шумы за счет использования на входе малошумящей микросхемы. Кроме того, есть варианты включения в инвертирующем режиме с высоким входным сопротивлением. и если известен источник подключения, например выход тел. в звуковой карте, то можно на входе смело ставить сопротивление до 1-3 к. Кроме того, уровень наводок и помех на таком сопротивлении будет минимален и можно вообще обойтись без входного ВЧ фильтра.

Этот схемотехнический фокус решает проблему, которой я Вам говорил.

При использовании 7293 или 3886 с питанием +-40-50В, это уже не так актуально.

[Карабас]

Инвертирующее включение мощного операционника предполагает, что на входе будет еще одна микросхема с усилением порядка 10 дб. На эти 10 дБ можно будет снизить искажения собственно в усилителе мощности и понизить шумы за счет использования на входе малошумящей микросхемы. Кроме того, есть варианты включения в инвертирующем режиме с высоким входным сопротивлением.

Микросхемы-это, конечно хорошо. Но только это не всегда правильно. Многие экспериментаторы для выбора лучшего ОУ пошли таким путем. Запаяли панельки ставят в усилители разные микрухи, а потом сравнивают звук. Все, как один отмечают, что разные ОУ окрашивают звук по разному. это ВАм о чем нибудь говорит? Итут встает вопрос, а к чему мы стремимся? К приятному звуку или точному, нейтральному?

[Владимир R-V-A]

Итут встает вопрос, а к чему мы стремимся? К приятному звуку или точному, нейтральному?

Для меня это уже пройденный этап. Если по приборам все хорошо, то и звук на АС хороший и практически не меняется. Про наушники уже и не говорю, там я придумал новый способ подключения мощного УНЧ, который будет на наушники работать в режиме А и при этом еще примерно на 10-20 дБ можно будет снизить шумы "усилителя для наушников".

[Карабас]

Для меня это уже пройденный этап. Если по приборам все хорошо, то и звук на АС хороший и практически не меняется. Про наушники уже и не говорю, там я придумал новый способ подключения мощного УНЧ, который будет на наушники работать в режиме А

А Вы не пробовали запитать наушники от нормального телефонного усилителя? И снять характеристики. Фундаментальные законы природы обойти очень трудно. И резистивный делитель не может снизить отношение сигал-шум да еще на 20 дБ. Это очень трудная задача.
Если по приборам все хорошо, а звучание не очень, значит надо померить что-то еще.

[nbn]

Если по приборам все хорошо, а звучание не очень, значит надо померить что-то еще.

А может плохое согласование с нагрузкой

[Карабас]

А может плохое согласование с нагрузкой

Такое может быть только в усилителях на букву "Г".

[Владимир R-V-A]

И резистивный делитель не может снизить отношение сигал-шум да еще на 20 дБ.

Я тут говорю не о шумах собственно входных танзисторов УНЧ. Там как правило все впорядке. А о пульсациях БП из сети 220В и наводках на входные цепи УНЧ от трансформатора (радио помехи). Пример, при 1 В с выхода УНЧ пульсации 50,100 Гц допустим на уровне -90 дБ. Если включить на выходе мощного УНЧ, который без искажений может выдать 10 В, делитель 1:10, то пульсации и внешние наводки снизятся также как и полезный сигнал в 10 раз. То есть уровень пульсаций и наводок по питанию понизится на 20 дБ с -90 дБ до 110 дБ. А сотношение собственно сигнал/шум по самому полезному сигналу, не изменится. Допустим как, оно было 60-90 дБ в самой записи оригинала, так оно и останется. Но зато не будет слышно сетевого фона и гула.

Классический вариант включения наушников к мощному усилителю через токогасящий резистор от части тоже дает подавление кровня пульсаций, но за счет высокого выходного сопротивления УНЧ с токогасящим резистором на его выходе большого номинала уровень помех на частоте резонансной системы динамика наушника будет существенно выше, чем при его подключению к низкоомному резистору сопротивлением, например 1-3 Ом.

- - - Добавлено - - -

Такое может быть только в усилителях на букву "Г".

Tакое происходит при классическом варианте включения наушников, через токогасяций резистор сопротивлением порядка 300 - 1000 Ом.

- - - Добавлено - - -

Все, как один отмечают, что разные ОУ окрашивают звук по разному. это ВАм о чем нибудь говорит?

Такой эффект заметен в основном из-за разного уровня искажений микросхем на низкоомной нагрузке. Вот поэтому в усилителе напряжения желательно иметь большой запас по мощности и чтобы он работал в режиме А при любом уровне входного сигнала.

- - - Добавлено - - -

А Вы не пробовали запитать наушники от нормального телефонного усилителя?

А чем вам не нравится TDA2030 в качестве нормального телефонного усилителя. Она работает в режиме А с искажениями порядка 0,003% и полоса у неё приличная, если не путаю с 2050, то до 50 000 Гц?

- - - Добавлено - - -

А может плохое согласование с нагрузкой

Ага, ага

[Карабас]

Я





А чем вам не нравится TDA2030 в качестве нормального телефонного усилителя. Она работает в режиме А с искажениями порядка 0,003% и полоса у неё приличная, если не путаю с 2050, то до 50 000 Гц?

Можно и ее приспособить под наушники, не спорю. Только усилитель для наушников должен иметь небольшое усиление по напряжению. Тогда не нужны будут резисторы на выходе, которые все портят.

- - - Добавлено - - -

Такой эффект заметен в основном из-за разного уровня искажений микросхем на низкоомной нагрузке. Вот поэтому в усилителе напряжения желательно иметь большой запас по мощности и чтобы он работал в режиме А при любом уровне входного сигнала.

Вот Вы поленились мою статейку-то почитать. Иначе у Вас не было бы все так просто

- - - Добавлено - - -

Tакое происходит при классическом варианте включения наушников, через токогасяций резистор сопротивлением порядка 300 - 1000 Ом.

С каких это пор такие опрометчивые решения стали классикой HI-END

[Владимир R-V-A]

Только усилитель для наушников должен иметь небольшое усиление по напряжению.

Вот и включите её в режиме повторителя со 100% ООС. Будут искажения на уровне - 100 дБ или в режиме УНЧ с усилением 6-10 дБ, если уж совсем малочувствительные наушники.

- - - Добавлено - - -

С каких это пор такие опрометчивые решения стали классикой HI-END

В данном случае речь идет про традиционные схемы Hi-Fi - прослушивание через наушники, как опция для мощного УНЧ.

[Карабас]

Вот и включите её в режиме повторителя со 100% ООС. Будут искажения на уровне - 100 дБ или в режиме УНЧ с усилением 6-10 дБ, если уж совсем малочувствительные наушники.

- - - Добавлено - - -



В данном случае речь идет про традиционные схемы Hi-Fi - прослушивание через наушники, как опция для мощного УНЧ.

А Вы включите наушник к через резистор 1 кОм к генератору и подайте на него прямоугольные импульсы. На выходе что получите?

А есть уверенность, что TDA будет нормально работать со 100% ОС. Что-то даташите про это не сказано, типовая схема включения такого, похоже, не предусматривает.
Константину TDA2050 посоветуйте.А то он со своими усилителями мучается.

[Владимир R-V-A]

типовая схема включения такого, похоже, не предусматривает.

Если будет возбуд - включите в режим усилителя или лучше инвертора (оба резистора по 10-30 к) и в цепь ООС включите 10-20 пФ.

- - - Добавлено - - -

Константину TDA2050 посоветуйте.А то он со своими усилителями мучается.

Сами советуйте - сразу забанит!

[Карабас]

Шутки в сторону. Я ведь не зря кручусь вокруг обратной связи. Это штука очень занятная. Вот взять аудиофильский NE5534. По всем параметрам отличный усилитель. Но как раз он-то по отзывам "окрашивает" звук больше других. Я хочу спросить у народа - у кого какие есть мысли по поводу того, почему усилители с разными ОУ звучат по-разному? если, конечно, это кому-то интересно. Рассуждения типа того, что ОУ не может передать "виртуальную глубину сцены" не не в расчет не берутся.
Может быть и Константин скажет свое веское слово.

[Владимир R-V-A]

Я хочу спросить у народа - у кого какие есть мысли по поводу того, почему усилители с разными ОУ звучат по-разному?

Тут уже есть версия, что все зависит от согласования по входу и выходу.
При правильном согласовании разницы не должно быть слышно, хотя я тут недели две назад на входе преда автомобильно УНЧ КИКС менял 4558 на 4580. При усилении порядка 15 дБ на слух 4580 звучал более детально и чисто. Костя бы сказал "- не так мутно". А вот по графикам различия были достаточно заметны. У 4580 неравномерность АЧХ при заводских деталях в линейном варианте работы был порядка +-0,2дБ от 20 до 15 000 Гц в схеме работы в инвертирующем режиме. А у 4558 примерно +-0,5 дБ и больший завал на 20 000 Гц - примерно 1,5 дБ, а у 4580 примерно 0,8 дБ. При неинвертирующем режиме различия в АЧХ получались еще больше. По шумам 4580 имел выигрышь, но очень небольшой - где-то 2 дБ. А вот по подавлению помех по питанию, как не странно, лучший результат дали 4558. Может 4580 поддельные. Сейчас нет уверенности, когда покупаешь радиодетали, что купишь оригинальные.

[Владимир R-V-A]

Может быть и Константин скажет свое веское слово.

Пусть графики покажет своих УНЧ для наушников...

[Карабас]

Тут уже есть версия, что все зависит от согласования по входу и выходу.
При правильном согласовании разницы не должно быть слышно, хотя я тут недели две назад на входе преда автомобильно УНЧ КИКС менял 4558 на 4580. При усилении порядка 15 дБ на слух 4580 звучал более детально и чисто. Костя бы сказал "- не так мутно". А вот по графикам различия были достаточно заметны.

По внутренней схеме оба ОУ примерно одинаковые. Производители приводят не все параметры. У 4580 по графикам минимум искажений при выходном напряжении 1-2 В и возрастает примерно 100 раз при 0,1 в на выходе. У 4558 такие графики вообще не приводятся. Видимо производители не хотят показывать продукт с невыгодной стороны. Нет графиков отклика на прямоугольный сигнал. Непонятно, а как у них с перегрузкой входного каскада. В общем любой ОУ это кот в мешке. Выводы можно делать только на реальном макете. Для средненького звука пойдет.

- - - Добавлено - - -

Не совсем понял, что что такое в данном случае согласование по входу-выходу

- - - Добавлено - - -

А при правильном согласовании разница все-таки есть! Теперь-то Вы это не сможете отрицать!

- - - Добавлено - - -

Вы что собрались переходить с операционников на лампы?

[Владимир R-V-A]

Вы что собрались переходить с операционников на лампы?

Программа минимум, сделать унифицированную систему муз. кресла по минимальной цене с достойными характеристиками - чтобы была не хуже звука в специально подготовленной КП с аппаратурой за 10 шт. грина.

- - - Добавлено - - -

Не совсем понял, что что такое в данном случае согласование по входу-выходу

Это когда хотя бы АЧХ не меняется больше, чем на 0,1-0,2 дБ.

[Карабас]

АЧХ меняется от чего? От нагрузки ОУ. Такого быть не должно, если не перегружать, или не подключать емкостную нагрузку.