sova

Проще говоря, разница между двумя значениями коэффициента усиления считается величиной обратной связи. Если коэффициент усиления разомкнутого контура составляет 40 дБ, а коэффициент усиления с обратной связью - 10 дБ, то величина обратной связи равна 30 дБ. В реальных звуковых цепях величина обратной связи может варьироваться от 0 дБ (ее вообще нет) до 100 дБ (в 100 000 раз). Иногда вам не нужно так много, но типичный интегральный оп-амп поставляется с таким количеством разомкнутой петли, так что она есть. Отрицательная обратная связь хороша для снижения всех форм искажений, линейных и нелинейных. Как концепция, она довольно проста: Вы создаете один или несколько последовательных каскадов усиления, чтобы получить достаточное усиление, равное конечному коэффициенту усиления, плюс количество обратной связи, которое вы считаете нужным использовать. Когда коэффициент обратной связи превышает 20 дБ или около того, вы обнаружите, что все измерения улучшаются на величину дополнительной обратной связи. Если искажения усилителя в разомкнутом контуре составляют 5%, то 60 дБ обратной связи должны сделать их примерно .005%. Относительно легко построить дополнительные каскады или доработать существующие каскады для большего усиления в разомкнутой петле, так почему бы не 80 дБ для .0005%? Звучит как "что-то даром", не так ли? Не совсем так. Я думаю, что это больше похоже на кредитную карту - удобную, если использовать ее с умом, но с процентами и штрафами, когда это не так.

Не очень красиво, не так ли? Теперь искажения становятся действительно сложными с большим количеством гармоник, а пики достигают около .9 вольт. Это в 11 раз больше, чем 0,08 вольт для однотонального сигнала, а отношение среднеквадратичного искажения к среднеквадратичному входному сигналу составляет около 8%. К чему я веду? Искажения IM - это слон на танцполе. Большую часть времени IM искажения просто формируют сложный "шумовой пол", который маскирует музыкальные детали. На низких уровнях они вырывают жизнь из музыки и делают ее неинтересной, даже раздражающей. Это не так заметно на очень простой музыке, но на оркестровом материале это выделяется, как будто инструменты закрыты вуалью. При высоких уровнях искажений звук просто превращается в грязь, и мы убавляем громкость. Или выключаем. Отрицательная обратная связь В 1927 году Гарольд Блэк изобрел усилитель с отрицательной обратной связью, в котором выходной сигнал аналоговой схемы усиления сравнивается с входным сигналом для улучшения характеристик. Существует много способов достижения этого эффекта, все они включают отрицательное усиление разницы между входным и выходным сигналами, чтобы минимизировать эту разницу. Простая версия может быть сделана из 3-контактного устройства, подобного деталям с рисунка 1, в схеме, которая выглядит следующим образом: рис 9 Здесь мы видим одну деталь (мосфет) в сети из четырех резисторов, образующую инвертирующий усилитель с некоторым коэффициентом усиления. R3 и R4 задают коэффициент усиления "разомкнутой петли" (коэффициент усиления без отрицательной обратной связи), а R1 и R2 задают петлю отрицательной обратной связи. Если мы уберем R2, чтобы не было обратной связи, и предположим, что мосфет является деталью с высоким коэффициентом усиления, то мы увидим коэффициент усиления "разомкнутой петли", равный примерно отношению R3 / R4. Нетрудно сделать R3 / R4 достаточно высоким, что даст коэффициент усиления в разомкнутом контуре в 10 раз (20 дБ) или даже в 100 раз (40 дБ) больше, чем входное напряжение. Типичным примером 100-кратного коэффициента усиления будет R3 при значении 1 К Ом и R4 при 10 Ом. Если вы вернете R2 обратно в схему, то обнаружите, что коэффициент усиления уменьшился. Если отношение R2 / R1 намного меньше, чем коэффициент усиления разомкнутого контура, и если значение R2 намного больше, чем R3, то коэффициент усиления всего каскада становится довольно близким к R2 / R1. В качестве примера можно привести R2 на 100 кОм и R1 на 31,6 кОм, при этом коэффициент усиления на выходе будет примерно в 3,16 раза (10 дБ).

Это искажение выглядит не так уж плохо, но оно явно выше и сложнее, чем однотональное искажение. Давайте посмотрим, что происходит, когда в процесс вовлечено много частот. На рисунке 8 мы видим форму сигнала, состоящую из 7 негармонически связанных тонов одинаковой амплитуды от 100 Гц до 2800 Гц. Если мы пропустим этот сигнал через тот же каскад усиления и вычтем исходный сигнал, то получим искажение, показанное на рис. 8:

Интермодуляционные искажения Если вы любите слушать простую музыку в исполнении аккомпанемента свирели, то показатели гармонических искажений могут быть для вас вполне уместны, но при прослушивании большого количества музыки вы обнаружите, что интермодуляционные искажения становятся слоном в посудной лавке. Гармонические искажения тесно связаны с интермодуляционными искажениями в том смысле, что оба являются результатом одного и того же нелинейного искажения устройства усиления; но интермодуляционные искажения отражают то, что происходит, когда задействовано более одного тона. И это описывает большинство музыкальных произведений. При одном тоне гармоники низшего порядка, такие как 2-я и 3-я, не так заметны, а в реальной жизни большинство инструментов (включая вокал) содержат довольно богатый набор этих гармоник. Они считаются музыкальными. Но когда два тона проходят через нелинейное устройство, амплитуда каждого из них изменяется или модулируется другим тоном. В результате возникает ряд "боковых полос", т.е. дополнительных тонов, возникающих на сумме и разности исходных частот. Эти дополнительные тона, как правило, не связаны с музыкой. Хуже того, реальная музыка состоит из очень многих тонов, проходящих через нелинейное устройство усиления, и каждый из них взаимодействует с каждым другим. Результат будет очень сложным и очень немузыкальным. На рисунке 7 показана форма сигнала искажений, возникающая при прохождении двух тонов через каскад усиления с коэффициентами нелинейности 2-го и 3-го порядка 1%. Два тона имеют одинаковую амплитуду и находятся на расстоянии одной октавы друг от друга. Пики сигнала составляют около 1,8 вольт, а пики искажений - около .09 вольт или 5%, а отношение среднеквадратичного усредненного искажения к среднеквадратичному сигналу составляет около 4%.

Высокое содержание гармоник в усилителях класса B подводит нас к слову "монотонность". Монотонность описывает зависимость между уровнем искажений и уровнем выходного сигнала. Гладкие кривые передачи усилителей класса А имеют монотонную характеристику, то есть искажения уменьшаются по мере уменьшения выходного сигнала. Это подразумевает наличие гармоник низкого порядка, что, как мы ранее договорились, предпочтительнее с точки зрения звука. Если вы видите кривую, на которой уровень искажений растет по мере снижения выходного сигнала, это означает искажения кроссовера, вызванные зазором между двумя элементами усиления push-pull. Это подразумевает наличие гармоник высокого порядка. В примерах на рисунке 4 искажения плавно уменьшаются с ростом мощности в усилителях класса А, но на рисунке 6 сравниваются усилители класса А (красный) и класса В (синий). В реальной жизни, конечно, искажения усилителя синего цвета, скорее всего, будут уменьшены за счет использования отрицательной обратной связи, и отдел маркетинга сможет сказать, что искажения составляют "менее .05%". (Во избежание путаницы, пожалуйста, обратите внимание, что графики, которые вы видите в этой статье, показывают работу без обратной связи, если не указано иное)

Тем не менее, независимо от того, предпочитаете ли вы усилители 2-го или 3-го порядка, давайте согласимся, что мы хотим минимизировать общее количество искажений. И если предположить, что нам придется мириться с некоторыми искажениями, давайте также согласимся, что мы предпочитаем 2 и 3 гармонические компоненты, а не 4, 5, 6, 7 и так далее. Чтобы получить характер гармоник более низкого порядка, нам нужны более плавные "изгибы" на кривой передачи устройства. Обычно это означает работу в классе А. На рисунке 5 показано сравнение гармоник между одной и той же схемой, работающей в классе А и классе В с сигналом 500 Гц. В случае работы в классе А мы обмениваем энергоэффективность на более плавную кривую передачи, когда обе половины усилительного каскада плавно делят нагрузку и взаимно проводят ток в любое время. В классе B нет времени, когда обе половины разделяют нагрузку. Популярная компромиссная конструкция, класс AB, сглаживает переход между двумя половинами, заставляя их обе разделять нагрузку в течение части кривой передачи.

Гармонические искажения и звук Многие аудиофилы считают, что 2-я гармоника предпочтительнее 3-й. Конечно, она проще по характеру, и общепризнанно, что порядки выше третьего более слышны и менее музыкальны. Однако, когда предоставляется выбор между звучанием усилителя, в характеристиках которого преобладает 2-я гармоника и 3-я гармоника, хороший процент слушателей выбирает 3-ю. За последние 35 лет я построил множество типов в простых усилителей с 2-й и 3-й гармониками. Когда я говорю "типы", я имею в виду, что они использовали простые схемы класса А, описанные как "однотакные" против 2-х тактных или "push-pull", и поэтому имели тенденцию к преобладанию 2-й гармоники над 3-й в характере искажений, но не были сделаны для преднамеренного искажения. Анекдотично можно сказать, что предпочтения распределяются примерно так: треть клиентов предпочитает 2-й гармонический тип, треть - 3-й гармонический, а остальным не нравится ни тот, ни другой. Известно также, что клиенты меняют свое мнение в течение определенного периода времени. Однако этот вопрос частично затушевывается тем фактом, что усилители с третьей гармоникой обычно имеют более низкие общие искажения. Третья гармоника обычно появляется с отрицательным коэффициентом, в результате чего получается то, что мы считаем "компрессионным" - пример на рисунке 3. Стоит отметить, что нечетные порядки нелинейности также можно увидеть, изменяя амплитуду основного тона - то, что обычно не отображается анализатором искажений. Аудиофилов обвиняют в использовании искажений второй или третьей гармоники в качестве регуляторов тембра для намеренного изменения звучания. Я полагаю, что есть люди, которым это нравится, но я не думаю, что дело обстоит именно так. По причинам, которые станут более понятными, когда мы поговорим об интермодуляционных искажениях, высокие уровни любой гармоники становятся проблематичными в музыкальном материале с несколькими инструментами, и аргумент, что 2-я или 3-я добавляют "музыкальности", не совсем состоятелен. Звучание схем 2-го порядка часто называют "теплым", а схемы 3-го порядка, напротив, часто отмечают за "динамический контраст". Кажется, что усилители 2-го порядка особенно хорошо справляются с простым музыкальным материалом, а усилители 3-го порядка, как правило, лучше справляются с более сложной музыкой. На рисунке 4 показана кривая искажений двух каскадов мощности, работающих без обратной связи - синий - однотактный класс А, красный - пуш-пулл класс А. На рисунке 4 мы видим, что тип 2-го порядка снижается обратно пропорционально выходному напряжению (квадратный корень из мощности), а тип 3-го порядка снижается обратно пропорционально квадрату напряжения (обратно пропорционально мощности). Возможно, существует связь между этим и восприятием "теплоты" и "динамики", но сейчас мне это не ясно.

Гармоники Когда вы усиливаете один тон (синусоиду) и устройство усиления искажает его, на выходе получается исходный тон плюс ряд гармонических тонов, которые являются целыми кратностями исходной частоты. Если исходный тон равен 1 КГц, то на выходе будет 1 КГц плюс, возможно, 2 КГц (вторая гармоника), 3 КГц (третья гармоника), 4 КГц (четвертая гармоника) и так далее. Аудиосигнал чередует положительные и отрицательные значения. Если нелинейность кривой передачи симметрична относительно положительных и отрицательных значений, то гармоники будут нечетными - третья, пятая, седьмая и так далее. Если кривая передачи изогнута несимметрично, то гармоники будут четными - вторая, четвертая, шестая и так далее. На рисунке 2 показана синусоидальная волна с высоким содержанием второй гармоники. Этот вид искажений часто наблюдается в перегруженных лампах, работающих в однотактном режиме класса А. На рисунке 3 показана синусоидальная волна с высоким содержанием 3-й гармоники, узнаваемая как "мягкий" клип, который иногда наблюдается в перегруженных 2-х тактных пуш пул ламповых схемах класса А. Кривая передачи устройства усиления может быть выражена в виде полинома: V = a + bX + cX² + dX³... Член "a" - это компонент смещения по постоянному току, а "b" - линейный коэффициент, отражающий работу без искажений, который будет представлять собой прямую линию. С, d и т.д. являются коэффициентами ряда мощности, представляющими "изогнутые" нелинейные части кривой. Аналогично, форма волны напряжения может быть выражена как сумма гармонических частот, каждая со своими коэффициентами амплитуды и фазы. Эти два способа взгляда на вещи хорошо согласуются друг с другом

Во всех этих примерах ток, протекающий от вывода 1 к выводу 2, зависит от напряжения между выводами 3 и 2. В примере с лампой ток от анода к катоду в значительной степени определяется напряжением между сеткой и катодом. Другие примеры имеют схожие взаимосвязи, но отличаются в деталях. Мы считаем вывод 3 управляющим, и сигнал, представленный здесь, усиливается до большего сигнала, проходящего через два других вывода. Все устройства усиления имеют недостатки. Из коробки вы можете измерить их коэффициент усиления, и для данного теста каждое из них будет иметь разное значение. Если взять одно устройство и измерить коэффициент усиления, можно обнаружить, что он изменяется в зависимости от тока, протекающего через устройство. Он также изменяется в зависимости от напряжения на устройстве и температуры устройства. Все эти три фактора создают нелинейные искажения. Искажения - это то, что вы получаете, когда коэффициент усиления не постоянен. Если бы устройства имели абсолютно постоянный коэффициент усиления при любых условиях, они бы не имели искажений. Нас в основном интересует, что происходит с аудиосигналом, когда он усиливается устройством, коэффициент усиления которого изменяется в ответ на сигнал. Сигнал входит и выходит с другой формой. Коэффициент усиления не является идеально прямым - он изогнут или нелинеен. Важная вещь об искажениях: когда вы пропускаете сигнал через устройство, которое даже немного нелинейно, вы изменили сигнал навсегда. Вы можете использовать различные техники, чтобы уменьшить искажения после того, как это произошло, но вы не можете вернуться назад. Проблема значительно усугубляется, когда сложные сигналы, состоящие из многих частот, проходят через устройство усиления одновременно; или когда простой сигнал проходит через несколько нелинейных каскадов усиления последовательно. Конечно, вы можете сделать и то, и другое, и, как мы увидим позже, это может привести к идеальному шторму искажений.

Нелинейные искажения Сначала немного предыстории. Когда мы говорим об обратной связи и нелинейных искажениях, мы неизбежно говорим об устройствах усиления - лампах, биполярных транзисторах, джетах и мосфетах. И когда мы говорим об устройствах усиления, мы обычно переходим к нелинейным искажениям. Вот основные виды, показанные в простых схемах:

"Нельсон Пасс не нуждается в представлении, поэтому представления не будет :) Эта статья частично появилась после того, как я прочитал интервью с ним, оставленное в наследство журналом Stereophile. В нем г-н Пасс рассказал об основных моментах в эволюции дизайна усилителей - о различных измеряемых аспектах, которые восхищали дизайнеров, маркетологов и публику, и о том, как относительное мастерство или озабоченность одним конкретным аспектом дизайна неизменно приводили к другому. Короче говоря, это путешествие во времени с кратким описанием того, что, по его мнению, было важно для создания хорошо звучащего усилителя." Поскольку с момента интервью прошло более 15 лет, я попросил Нельсона написать продолжение, что-то вроде "чем вы занимаетесь с тех пор". Уже пообещав сделать это для Stereophile, он предложил вместо этого статью об искажениях и отрицательной обратной связи. Последняя является одновременно и спорной темой среди аудиофилов, и темой, над которой он в последнее время много размышлял. На самом деле, последний усилитель F5 - первый под его кухонным брендом First Watt, в котором обратная связь применяется несколько нетрадиционным способом. Как сказано в моем обзоре, он не страдает ни одним из звуковых недостатков, обычно ассоциируемых с ООС, по крайней мере, у любителей однотактов. Для меня, как одного из последних, эта тема имела большое личное значение в целом, а также в попытке понять, почему мне так нравится F5. Поэтому я принял его предложение с открытым сердцем. Без лишних слов, перо переходит в руки Нельсона Пасса с искренней благодарностью за его время и щедрость. - Прим. ред. Введение Аудиофилы, кажется, упиваются мелкими спорами - винил против CD, лампы против твердотельных устройств, конденсаторы, провода, волшебные точки... и отрицательная обратная связь. Одна крайность заключается в том, что "обратная связь делает усилители совершенными". С другой стороны, "обратная связь - это грозный суккуб, который высасывает жизнь из музыки, оставляя сухую шелуху, лишенную души". Первая точка зрения обычно принадлежит так называемым "объективистам", которые прекрасно разбираются в электронной теории и измерениях. Их противоположностью являются "субъективисты", которые придают особое значение слуховым ощущениям и часто владеют ламповыми усилителями. Иногда звучат обвинения в том, что объективисты не слышат, и, наоборот, что субъективисты слышат то, чего нет. Поскольку речь идет об индустрии развлечений, я надеюсь, что все хорошо проводят время. Обратная связь - очень большая тема, и я собираюсь ограничиться некоторыми простыми обучающими комментариями и обсуждением явлений, связанных со сложностью искажений, создаваемых нелинейными каскадами усиления, отрицательной обратной связью и аудиосигналом. По отдельности эти явления кажутся достаточно простыми, но когда они взаимодействуют, то создают искажения, несопоставимые с тем, что вы ожидаете от спецификаций, приведенных в рекламных проспектах. Существуют линейные и нелинейные формы искажений. Линейные искажения влияют на амплитуду и фазу аудиосигналов, но не проявляются на анализаторах гармонических искажений в виде добавленных частотных составляющих, которых там изначально не было. Регуляторы тембра являются хорошим примером схем с линейными искажениями. Нелинейные искажения - это искажения, которые добавляют новые частотные компоненты к исходному сигналу, либо как гармонические кратные исходным частотам, либо как побочные полосы, возникающие в результате нелинейного взаимодействия между исходными частотами. Нелинейности часто намеренно создаются в самих музыкальных инструментах, но они нежелательны при воспроизведении музыки. Мы будем говорить о нелинейных искажениях. Мы используем отрицательную обратную связь в аудиоусилителях для стабилизации усиления, увеличения полосы пропускания, снижения выходного импеданса и уменьшения нелинейных искажений. Именно аспект снижения искажений вызывает наибольшие споры - отрицательная обратная связь очень успешно снижает искажения до очень малых значений, измеряемых анализаторами искажений. Как говорил мистер Спок, "приборы измеряют только то, для чего они были созданы". * Учитывая жалобы аудиофилов на звучание усилителей с высокой обратной связью, целесообразно изучить нелинейные искажения более глубоко, чем это возможно с помощью одного числа. _____________________ * Звездный путь, Эпизод #7, "Голое время".

Для меня лучше цапа чем тда 1540 как наиболе близкого к аналоговому звучанию времен молодости, нет. :))

Дает в звуке бОльшую прозрачность, во всем диапазоне (можно сильно более качественные конденсаторы неэлектролиты малой емкости), также основательность, и много больше плотность звука, что в сумме дает заметно выше натуральность и эмоциональность. Электролиты часто дают рыхлый размытый звук в сравнении с бумажными фольговыми конденсаторами. Пример, про другое в плане конденсаторов, замена электролитов, пусть самых лучших, на дорогие громадные бумажные в питании м /сх цап тда 1540 дало новый уровень звука, недостижимый по другому. Почему Квортруп не делает ? Может не знает, может, инерция мышления. Может нет хороших пленочных взамен. Может нет места в его аппаратах или боится фона, или боится роста себестоимости в масс продукции. Я проверял, как работает этот тип смещения в звуке - выводы себе сделал., для моих комплектующих, и моей системы, моего усилителя, с небольшими напряжениями смещения, моих АС, источника итп- этот тип смещения имеет много преимуществ в звуке. Может фикс не хуже в звуке, не сранвивал, но тот сложней и нет защиты от разгона токов выходной лампы.

Ну катод на земле само по себе дает немало , а автомат надежней и этим лучше фиксир смещения. Ранее делали от одного, или с отводами или неск подземных резисторов смещения на все каскады, что также сокращает тракт. В автомате так не сделать. )

В формуле расчета частоты среза фильтра , токов нет. А в фильтре для фиксированного спещения может быть не один конденстор а несколько, плюс доп обомтка смещения на силовом трансформаторе, плюс свой доп. выпрямитель и резисторы, получается многовато по сравнению с одним резистором и одним конденсатором. Автофикс с подземным резистором в этом плане содержит не больше элементов, и там как раз можно применить на высокомном резисторе сетки, фильтрующий в десяток -другой мкф.

При этом появляются конденсаторы в фильтрации напряжения смещения :)

4А-28 бывают разные, у меня 67-го года играли намного лучше, чем 82 го, просто несравнимо. И лучше чем СФР-200 на мой вкус.

В чем все таки такая великая проблема вместо резистора с конденсатором поставить межкасадный трансформатор? :) А делали так нечасто, потому что достать межкаскадный транс сложней, чем резистор с конденсатором , но это не зависит, от того, начинающий это или нет :))

Ульдыс, послушайте и сравните Сименсы Тфк, Филипс итп, и сделайте выводы. Я сделал и они похожи на те что сделал коллега U.L.F.

Не сравнивал про эти, не знаю. Когда заменил в БП филипс Эл литы Филипс на Элна, то пропал обьем, широта и басовитость звука. Для чисто ламповых поделок имхо, еще можно найти, винтажных деталей, замена анодного, видимо японского Маркон на Грундиг(Сименс? ) с радиолы подняла уровень звучания самодельного усилителя на неск. ступеней разом На авито покупал наши 50-х годов, НОС, ВЗР-ЭГЦ, еще какие то, по замерам, как новые. Всяко получше новодела. Мода все менять не глядя пошла от бракованных эл литов может одного какого то завода, времен СССр периода видимо 80-х годов, а вообще в массе старых усилителей большинство электролитов были в норме. Там чаще потеря контактов в ламп панельках, переключателях итп. Приятель лет более 10-ти, использует эл лит 54 года, все параметры в норме

Если попадется хороший конденсатор на сильно не то напряжение, то при условии хорошего звука, на остальное наплевать. :)) А японские конденсаторы все таки тяготеют к сухому современному высветленному звучанию, что при источниках имеющих ту же тенденцию, совсем не гармонично, европейские емкости, имхо , лучше.

Такой усилитель у меня в планах и я также любитель а не профи :)) Сложности, при том что у меня в наличии есть такие трансформаторы, не вижу. В чем сложность то, конкретно?

Сергей, заказывал, межкасадник, понижающий вдвое, а также в первом каскаде дроссель в аноде, вынутый из лампового блока питания, и плюс проволочный конденсатор заказной на 0.1 мкф..

Легче сейчас трансики купить. Кстати конкретно оба указанных мной на схеме Вестерн -7А, я купил, кроме выходного. По 100 долл. Желающие могут и мотать. Или заказать у кого либо. Многие опытные заказывают. С межкаскадными , заказными, я делал и усилитель и корректор. Мог и намотать, почему бы и нет? В чем проблема непонятно

Пока лежат ждут. Ресивер, где трансы были, такой. Доставка встала в столь же примерно. НО сейчас один силовик видел за 250 так что вовремя выловил.