Jump to content

Recommended Posts

Posted

"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".
 

Posted

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:

 

 

1.gif

Posted

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.

Posted

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

 

 

2.gif

3.gif

Posted

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.

 

4.gif

Posted

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.

 

5.gif

Posted

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)

 

6.gif

Posted

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%.

 

7.gif

Posted

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:

 

8.gif

Posted

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).

 

9.gif

Posted

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.

Posted

Отрицательная обратная связь и гармоники высшего порядка
Много лет назад Питер Баксандолл отметил, что отрицательная обратная связь уменьшает искажения, но при этом создает дополнительные гармоники высшего порядка. Другие подтвердили это явление экспериментально и в компьютерных симуляциях. Я нашел в Интернете

рисунок 10, приписываемый Джону Линсли-Худу

Здесь мы видим, что при применении низких значений обратной связи к одному каскаду усиления 2-я гармоника линейно уменьшается с увеличением обратной связи, но при этом создается повышенное количество гармоник высшего порядка. При увеличении обратной связи выше примерно 15 дБ все эти формы искажений уменьшаются пропорционально увеличению обратной связи

 

 

10.gif

  • Hmm... (-1) 1
Posted

Отрицательная обратная связь создает гармоники искажений более высокого порядка, и, по-видимому, подразумевается, что вам следует использовать много обратной связи, если вы вообще планируете ее использовать. Некоторые дизайнеры смотрят на это именно так, другие используют обратную связь экономно, а некоторые вообще отказываются от нее.

Я провел свою собственную версию эксперимента, используя силовой мосфет в одностороннем каскаде усиления класса А мощностью 1 Вт на нагрузку 8 Ом:

На рисунке 11 хорошо видно увеличение гармоник высшего порядка при применении отрицательной обратной связи. На этом графике амплитуды выражены в дБ, а частота каждой кривой была немного смещена для наглядности.


Итак, совершенно ясно, что отрицательная обратная связь, хотя и снижает общее количество искажений, увеличивает сложность искажений

 

11.gif

Posted

Подождите! Это еще не все...
Мы видели, что сложность искажений возникает при прохождении простого сигнала через каскад усиления с нелинейностями высокого порядка, как в примере спектра искажений выходного каскада класса А против класса В (рис. 5).


Мы также видели, что сложность искажений возникает, когда сложный сигнал пропускается через каскад усиления с относительно простыми нелинейностями низкого порядка (рис. 8).


И, наконец, мы видели, что сложность искажений возрастает при использовании отрицательной обратной связи (рис. 11).


Я могу назвать еще один источник усложнения искажений, который возникает при прохождении сигнала через последовательные каскады усиления. Это довольно частое явление, поскольку в усилителях принято использовать несколько каскадов, пытаясь создать достаточный коэффициент усиления в разомкнутом контуре, чтобы иметь много обратной связи.


Парадоксально, но можно представить примеры пирамидальных схем обратной связи, в которых добавляются дополнительные каскады усиления для создания большей обратной связи для частичной коррекции искажений, создаваемых дополнительным каскадом усиления.


Рисунок 12 иллюстрирует результат каскадирования нескольких каскадов. Здесь имеется четыре каскада, каждый из которых имеет 1% коэффициент 2-й и 3-й гармоник, усиливающих один тон:

Окно рисунка 12 представляет 1 синусоидальный цикл, и вы можете видеть компоненты 9-й гармоники в нижней части графика. Также видно, что большая часть искажений сосредоточена в больших пиках.


Вы помните пример сложного ИМ на рис. 8, где семь тонов были пропущены через один каскад.

На рис. 13 показано, как они выглядят, проходя через четыре каскада усиления с рисунка 12, с теми же 1% коэффициентами для 2-й и 3-й гармоник:

12.gif

13.gif

Posted

Хммм... Искажения становятся все хуже. Может потребоваться много обратной связи, чтобы снизить его до разумного уровня. Среднеквадратичное значение искажений намного ниже пиковых значений - порядка 100%. Искажений примерно столько же, сколько и исходного сигнала.


Итак, теперь у нас есть четыре сценария усложнения искажений, и все они могут быть испытаны с помощью обычного аудиоусилителя. Мы увидели, что эти сложные искажения могут быть сконцентрированы в интенсивные пики, гораздо более мощные, чем средние значения, которые мы можем измерить вольтметром.


Заключение
Время летит, а нам еще многое предстоит узнать. Я не затронул вопрос о том, что эти фотографии значат для аудиофила, возможно, это не то, что имел в виду Сраджан, когда просил написать эту статью.


На самом деле, кроме предположения о предпочтении малого количества простых форм искажений, мы вообще не обсуждали слушателя. Тем не менее, я пытаюсь высказать мысль, которая имеет непосредственное отношение к очевидному несоответствию между субъективным опытом и простыми измерениями искажений.


Мы видели, что нелинейные искажения становятся больше и сложнее в зависимости от нелинейной характеристики каскадов, количества каскадных каскадов и количества спектральных элементов в музыке.

Отрицательная обратная связь может уменьшить общее количество искажений, но она сама по себе добавляет новые компоненты и побуждает разработчика использовать больше каскадов усиления в поисках лучших цифр, что сопровождается большими проблемами со стабильностью частоты обратной связи.


Возникающая сложность создает искажения, которые не похожи на простые гармоники, связанные с музыкальными инструментами, и мы видим, что эти сложные волны могут собираться вместе, создавая иногда цунами искажений, достигая пиковых значений, намного превышающих те, которые предусмотрены спецификациями искажений.


Если вы хотите, чтобы пиковые искажения схемы рис. 13 не превышали 0,1% при комплексном сигнале, то вам нужно уменьшить их примерно в 3000 раз. 70 дБ обратной связи сделают это, но это кажется много.

В отличие от этого, похоже, что если вы можете заставить однокаскадный усилитель работать на уровне .01% второй гармоники с одним тоном без обратной связи, вы также можете достичь пика в .1% в тесте комплексного IM.


Мне кажется, что последний вариант будет звучать лучше.

Фото Нельсон Пасс на аудио выставке  2008 год

 

Pass.jpg

Posted

Наверное не зря Нойманн, Хегеманн, Леак,Фишер и др. применяли несколько коротких мелких ОС вместо одной общей, длинной и глубокой? 

  • Like (+1) 2
Posted
24 minutes ago, Сергей Витальевич said:

Реальный замер есть ? как у "перекошенного" с гармониками 2,3.....

Почитайте/послушайте Pass-a про фазу второй гармоники.
Именно это он и делал, изменяя точку подключения нагрузки.

  • Круто (+1) 1
Posted
20 минут назад, BAA сказал:

Почитайте/послушайте Pass-a про фазу второй гармоники.
Именно это он и делал, изменяя точку подключения нагрузки.

А можете просто это написать ? Не хотелось бы полдня искать , что он там сказал/написал. 

Posted
44 minutes ago, Сергей А said:

А можете просто это написать ? Не хотелось бы полдня искать , что он там сказал/написал. 

Сочинять не буду, а переслушивать несколько часов видео чтобы показать пальцем - неа не выйдет

 

  • Neutral (0) 1
Posted

Не , мне слабо хорошо понимать о чем он говорит , весьма смутно. 
Но давно уже думаю , почему спектралаб  например , рядом с амплитудой гармоники пишет и фазу. Хотя по идее фазы всех гармоник должны быть +\_90. 

Posted

Как там про Shuttle в тайге, а у меня Yes I do но... толку!
Короче он говорит что фаза меняется от начального тока (рабочей точки) и от перекоса "SRPP" который вырождается, когда ток нагрузки через резистор в цепи истока не протекает. Гармрнический состав тоже меняется, 2-я и 3-я, причем 2-я меняет фазу. Нравится когда 2-я гармоника имеет "отрицательную фазу" относительно фундаментальной (собственно сигнала) it deepens sound stage.
3rd "you get more sense of dynamic range". На английском, кстати, CC работает нормально в большинстве случаев.
 

  • Like (+1) 1

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

  • Recently Browsing   0 members

    • No registered users viewing this page.
  • Клубы

  • Сообщения

    • Я как-то выкладывал схему стереоусилителя с двумя обмотками на одном сердечнике. Есть ещё такназ "фантомные схемы", много есть всего чудесного, но работающего.
    • Это ж чего надо выпить или покушать чтоб повторить такой проект. Два разных выходных трансаформатора. Один PP, другой SE. Не понятно как их согласовать и расчитать. И ради чего? Ради того чтобы съэкономить три лампы и горстку резисторов..  Но надо признать, что мысль человеческая могёт додуматься и до такого тоже.     
    • Немного промежуточных слайдов... Занялся расчетами Pop каскадов ... Понимаю, что это никому не нужно... 😁   
    • На первый взгляд, неодинаковость выходных трансформаторов обесценивает идею изначально. Выходные тра6сформаторы - самая дорогая и значимая часть типового лампового усилителя. По самой усилительной части ничего необычного. Или я что-то не понял?
    • В дополнение. Если нет возможности сделать фиксированное смещение, то делаем автосмещение "по Баксандалу", Никита выкладывал схему. Каждому катоду по резистору и конденсатору. В этом случае проникновение сигнала с катода на катод из-за неидеальности конденсатора полностью исключено, даже на самых жестких импульсах. Сигналы с плеч "встречаются" только в ТВЗ.
    • ОДИН ДВУХТАКТНЫЙ КАСКАД ДЛЯ ОБОИХ СТЕРЕОКАНАЛОВ Автор: Норман Х. Кроухёрст Простая симплексная схема для стерео исключает две выходные лампы и один выходной трансформатор. Примечание редактора: Схема, обсуждаемая в этой статье, вызвала значительный интерес, когда она была представлена в докладе инженеров CBS перед Обществом аудиоинженеров (Audio Engineering Society). Здесь мы оцениваем эту систему и отвечаем на некоторые вопросы, которые были заданы о ней. Важность схемы заключается в том, что две выходные лампы и один полномощный выходной трансформатор способны обрабатывать оба стереоканала. Существуют некоторые ограничения на гибкость входных и выходных цепей, но с нашей точки зрения представляется, что схема найдет широкое применение. Перед отправкой номера в печать компания Heath Co., по лицензии CBS Laboratories, исследует недорогую стереосистему, использующую улучшенную и более сложную версию принципов, описанных здесь. Если стереофоническую запись можно записать в одну канавку, почему её нельзя усилить одним усилителем? Как и в случае со многими вопросами, на этот есть два возможных ответа: «это невозможно сделать» и «люди, которые это делают!». В данном случае последними являются CBS Laboratories, как сообщается в докладе перед Обществом аудиоинженеров, совместно подготовленном Б. Б. Бауэром, В. С. Бачманом, Дж. Голливудом и Г. Меркле. На вопрос «Как это работает?», на который призвана ответить эта статья, также можно отвечать с разных позиций: человек, который сказал, что это невозможно сделать, имеет возражения и не думает, что система может работать правильно; в то время как непредвзятый человек просто хочет знать, простыми словами, вовлеченные принципы, а также: «Делает ли она работу так же хорошо, как два отдельных усилителя той же или меньшей стоимости, или с той же суммарной выходной мощностью?» В обычном двухтактном усилителе все лампы и другие компоненты двухтактной части дублируются и обрабатывают аудиосигнал абсолютно одинаково, за исключением того, что одна сторона «толкает» (pushes), когда другая «тянет» (pulls). Для хорошей двухтактной работы обе «половины» усилителя несут идентичные формы сигналов, за исключением того, что одна отклоняется вверх, когда другая отклоняется вниз. Обычно проявляется большая осторожность для обеспечения баланса двух половин, чтобы формы сигналов действительно были идентичными. Но фактически двухтактный усилитель — это два отдельных усилителя, единственная связь между которыми находится на входе (или фазоинверторе) и на выходе (двухтактный трансформатор). Неспособность поддерживать идеальный баланс не вызовет никаких проблем до тех пор, пока они не будут рекомбинированы на выходе. Так что же мешает использовать каждую сторону «двухтактного» каскада для одного канала стерео, вместо того чтобы идти на все эти трудности ради получения точной идентичности для одного лишь выхода? И когда вы посмотрите на это, принцип окажется довольно простым (хотя это всегда можно сказать, когда кто-то другой уже это сделал!). На самом деле это так же просто, как заставить каждую половину нести модуляцию от одной стороны канавки пластинки в формате 45-45 (Рис. 1). К настоящему времени хорошо известно, что когда два канала работают вместе, как в случае с центрально расположенным звуком, канавка движется из стороны в сторону без какого-либо изменения глубины (Рис. 1C). Когда только один канал несет программу из-за звука, исходящего с одного крайнего края, модулируется только одна стенка канавки (Рис. 1A или 1B). И когда оба канала работают в противофазе, канавка движется прямо вверх и вниз (Рис. 1D). Это последнее условие обычно не возникает на более низких частотах, потому что оно представляло бы звук «за сценой». Но это может происходить и происходит на более высоких частотах, поскольку разность времени в этом случае может составлять несколько длин волн. Из Рис. 1 видно, что центрально расположенный звук дает нормальную двухтактную комбинацию форм сигналов, в то время как противофазное состояние дает «синфазно-параллельный» режим (push-push). Стереопрограмма была бы монофонической, если бы она содержала только двухтактную комбинацию сигналов, но, с другой стороны, очень малая ее часть достигает чисто параллельного состояния (push-push) простого движения вверх-вниз. Большая часть сигналов лежит где-то между этими крайностями. (Большинство распространенных стереокартриджей сфазированы таким образом, что поперечное движение производит синфазные сигналы. Путем простого изменения подключений к одному из элементов звукоснимателя получаются условия фазы, показанные на рисунке. В случае 4-выводных картриджей это просто вопрос перестановки двух проводов; в случае 3-выводных картриджей производитель должен обеспечить требуемую фазировку. См. Вопрос 2. — Прим. ред.) Если бы выход каждого звукоснимателя подавался на свою сторону так называемого двухтактного каскада, и каждая сторона имела отдельный выходной трансформатор, питающий собственный громкоговоритель, мы получили бы пару отдельных усилителей, работающих от общего источника питания, с качеством, обычно ожидаемым от использования однотактных выходных каскадов (Рис. 3). Суть новой разработки заключается в выходной цепи двойного матрицирования (смешивания), которая обеспечивает экономию на требованиях к выходным трансформаторам и в то же время позволяет получить обычное преимущество двухтактного выхода. Вместо использования одного выходного трансформатора для каждого канала (левого и правого), раздельные трансформаторы обрабатывают фактически «поперечные» (или двухтактные) и «вертикальные» (или синфазно-параллельные) компоненты (Рис. 2). Помните, что противофазное состояние в стереопрограмме обычно никогда не возникает на низких частотах и имеет лишь случайный шанс возникнуть на более высоких частотах. Поэтому трансформатор, который переносит два анодных тока параллельно, не нуждается в хороших частотных характеристиках в области баса. Таким образом, обычное возражение против однотактного выхода — потеря баса — устраняется тем, что данный трансформатор работает как однотактный. В докладе CBS также утверждается преимущество ухудшения басового ответа для «вертикальной» составляющей, что дает встроенное подавление вертикального рокота (румбля), которое определенно часто может быть полезным. Другой трансформатор действует строго как двухтактный и, таким образом, способен обладать всеми качествами высококачественного двухтактного выходного трансформатора. Теперь мы начинаем видеть, в чем заключается экономия. Требуется только один высококачественный двухтактный выходной трансформатор; другой может быть меньше и намного дешевле. И нам нужен только один двухтактный выходной каскад в отношении всех остальных компонентов, через который подается стереопрограмма. Обратная связь снимается с результирующего выхода на звуковые катушки и подается обратно в катоды драйверного каскада (Рис. 4). Это позволяет снизить искажения в любом канале (левом или правом), скорректировать частотную характеристику и уменьшить любую ошибку в действии двойного матрицирования выходных трансформаторов. Это в целом описывает историю, что касается принципа работы. Но новая идея, подобная этой, порождает (и фактически уже породила) некоторые вопросы с подтекстом: «Действительно ли это дает все заявленные преимущества?». Поэтому давайте рассмотрим некоторые из этих вопросов, чтобы изучить потенциальные возможности такого типа усилителя. Вопросы и ответы 1. Вы сказали, что двухтактный трансформатор имеет все преимущества нормального двухтактного выходного трансформатора. Я вижу, что статические (или покоящиеся) анодные токи будут сбалансированы и, таким образом, сохранят его индуктивность и низкочастотную характеристику; но разве часть функции нормального выходного трансформатора не заключается в подавлении четных гармоник искажений усилителя? Как это может происходить, когда усилители обрабатывают разные каналы? Это возражение было бы справедливым для раздельных однотактных выходных трансформаторов (Рис. 3). Но при данной конфигурации двухтактный трансформатор обрабатывает только ту часть композитного содержания программы, которая является строго двухтактной. «Однотактный» компонент обрабатывается меньшим трансформатором. В почти любом стереоматериале наблюдается доминирование высокоамплитудных составляющих более низких частот, находящихся почти в фазе. Любое искажение этих компонентов в усилителе аннулируется двухтактным трансформатором точно так же, как и в обычном двухтактном выходе. Затем, в конечной схеме усилителя, общая обратная связь с индивидуальных подключений динамиков возвращается в усилитель для линеаризации каждого канала как отдельной сущности, независимо от его разделения на моно- и стерео- (или двухтактные и параллельные) компоненты. Основная форма искажений, снижаемая нормальным двухтактным выходным трансформатором, — это низкочастотный компонент. Двухтактный трансформатор здесь делает это тоже, как в отношении гармонических, так и интермодуляционных (ИМ) составляющих. Искажения выше по частоте, которые в любом случае становятся более сложными, устраняются обратной связью, как и в любом обычном усилителе. 2. Не будут ли громкоговорители, подключенные как на Рис. 4, воспроизводить стереосигнал в противофазе? Это вопрос фазировки как на входе, так и на выходе. Большинство трехвыводных звукоснимателей сфазированы так, что поперечное движение иглы дает два выхода, которые являются положительными в один и тот же момент времени (Рис. 5). В этой системе звукосниматель должен быть подключен так, чтобы для поперечного движения один выход был положительным в тот момент, когда другой является отрицательным. В проигрывателях, использующих этот усилитель, звукосниматель сфазирован правильно для данной цели. Использование усилителя с другими звукоснимателями не является проблемой, если имеется четыре вывода, так что пользователь может сфазировать свой звукосниматель в соответствии с требованиями. Если вы привыкли думать, что способ подключения большинства систем является стандартным, то эта система покажется вам нестандартной в данном отношении. Но это действительно зависит от того, что вы принимаете за стандарт изначально. С точки зрения резака (cutter) или звукоснимателя, базовая симметрия требовала бы, чтобы компонент вверх-вниз был синфазным (или параллельным) элементом, что согласуется с этой системой и делает более общепринятое подключение «нестандартным». Что касается функционирования, важно лишь то, чтобы система была подключена правильным образом, что необходимо сделать только один раз при настройке системы. На стороне громкоговорителей, если используются идентичные устройства, противоположные концы звуковых катушек должны быть подключены к шине заземления в левой и правой системах. Но, опять же, как только система сфазирована, все работает правильно. Вещь сугубо относительная. 3. Одной из причин или преимуществ двухтактной работы является повышенная эффективность (КПД) выходного каскада. Это достигается за счет работы в режиме, близком к классу B. Ввиду того, что эта система использует параллельный (push-push) компонент, может ли она использовать это преимущество должным образом? Класс B — это теоретическое условие, постулируемое на анодных характеристиках, которые совершают резкий или дискретный переход от прямых линий, представляющих постоянное внутреннее сопротивление переменному току, к условию отсечки, представляющему бесконечное сопротивление (Рис. 6A). Никакие лампы из когда-либо созданных не работают точно таким образом. Но работа глубоко «за изгибом», как это может происходить с однотактной лампой, может привести к чрезмерной кривизне. И параллельный (вертикальный) компонент проходит через этот усилитель как «однотактная» операция. Давайте немного подумаем о том, что может произойти в однотактном усилителе этого типа с обратной связью. Предположим, что смещение задано в точку глубоко на кривизне характеристики, и что поступает сигнал, который загоняет ее «за изгиб» — фактически далеко в область отсечки. Обратная связь пытается компенсировать форму волны внутри усилителя, искажая ее противоположным образом (Рис. 7). Но она может работать только на тех частях формы волны, которые проходят через каскад. Для той части, которая находится за пределами отсечки, обратная связь отсутствует. Таким образом, внутренняя форма волны становится преувеличенно асимметричной в противоположную сторону. Как было доказано многократно, такой асимметричный компонент в форме волны эквивалентен изменению постоянного смещения; в данном случае он будет работать прогрессивно, подобно «насосу» (помпе), пока обратная связь не сможет «приступить к работе» над всей формой волны. По сути, обратная связь будет использовать постоянную времени связи между драйверным и выходным каскадами, чтобы изменить смещение ровно настолько, чтобы позволить каскаду полностью обработать сигнал, дабы она могла работать над линеаризацией всего сигнала. Но если бы это было единственным средством, и постоянная времени была сделана достаточно длинной для обеспечения хорошего басового ответа (который необходим для двухтактного режима), до того, как смещение перенастроится, могло бы возникнуть довольно сильное искажение. К счастью, однако, в схеме, показанной на Рис. 4, тем временем в силу вступает другой эффект. Когда крупный сигнал впервые «ударяет», его первая положительная полуволна на сетке драйверного каскада (Рис. 7) не будет компенсирована соответствующей обратной связью на катоде, потому что выходные лампы уйдут глубоко в отсечку. Следовательно, с точки, где выходные лампы отсекаются, сеточное напряжение здесь резко возрастет в положительную сторону и из-за сеточного тока временно сместит этот каскад назад на соответствующую величину. При правильном выборе постоянных времени это передаст аналогичное временное смещение на выходной каскад — положительное, так что выходной каскад сможет немедленно обработать весь сигнал. Таким образом, после первой четверти волны крупного вертикального компонента (если только он не загоняет выходные лампы в область положительных сеточных токов теперь, и в этом случае сигнал просто слишком велик в любом случае), выходные лампы находят правильное смещение для проходящего сигнала посредством действия обратной связи. С этого момента обратная связь поддерживает правильный баланс в регулировке смещения. 4. Разве обработка лампами «двойного» сигнала — параллельного так же, как и двухтактного — не ограничивает максимальную мощность усилителя по сравнению с нормальной двухтактной работой, несмотря на любое саморегулирующееся действие? Чтобы разобраться с этим вопросом, я обратился к техническому справочнику Mullard «Technical Handbook of Receiving Valves», чтобы посмотреть, чего можно ожидать от пары ламп EL84. В классе AB с автоматическим смещением в двухтактном режиме при напряжении на анодах 300 Вольт они выдают 17 Ватт. Значение для тех же условий работы в параллельном включении не приводится, но интуитивная догадка на основе данных для одной лампы при 250 Вольтах предполагает, что они выдадут около 13 Ватт в этом режиме. При работе в этой схеме, если подается чистый сигнал, синфазный в обоих каналах, так чтобы задействовать лампы в двухтактном режиме, они выдадут свои номинальные 17 Ватт на номинальное сопротивление нагрузки. Мощность будет разделена между левым и правым каналами после соответствующих потерь в выходных трансформаторах. Аналогично, если один канал инвертирован по фазе, что эквивалентно вертикальной дорожке, лампы должны отдать 13 Ватт в такую же нагрузку. Поэтому, когда кто-то спрашивает, ограничит ли этот режим работы мощность, хотят ли они получить 17 + 13 Ватт = 30 Ватт за те же деньги, за которые обычно получают 17 Ватт? Фактически, в гипотетических условиях, представленных в таких тестах, усилитель всегда должен быть способен выдавать где-то между 13 и 17 Ватт, в зависимости от фазового угла между каналами. Но реальная стереопрограмма не обладает одиночной частотой с известной или постоянной разностью фаз между каналами. Различные компоненты будут иметь разные фазовые углы при совершенно случайном распределении. Но в этом нет ничего нового. Такое же аннулирование паспортных значений мощности в ваттах происходит и в обычных усилителях. Усилитель никогда не требуется в музыкальной программе для выдачи чистого синусоидального тона мощностью 17 Ватт на активное сопротивление нагрузки. От него требуется выдавать множество сложных тонов в громкоговоритель. Если бы нагрузка была чисто активным сопротивлением, максимальная пиковая мощность сложной волны была бы ровно в два раза больше средней мощности теоретического синусоидального выхода. Это примерно то, как мы можем соотнести измеренные результаты с практической производительностью. С комбинированным стереоусилителем, если бы обе нагрузки были чисто активными сопротивлениями, максимальная пиковая мощность, отдаваемая в два канала вместе, составляла бы где-то между 26 Ватт минимум (2×13) и 34 Ватт максимум (2×17). Различные пропорции различных составляющих частот могут поступать в каждый канал, но это максимальная пиковая мощность композита, все еще предполагая эту гипотетическую активную нагрузку. 5. Что можно сказать о переходном затухании (перекрестных помехах) в таком комбинированном усилителе? Первоначальное утверждение заключается в том, что разделение между каналами «в среднем лучше, чем 25 дБ». В вопросе перекрестных помех есть кое-что, требующее разъяснения. Какое разделение вам вообще требуется на самом деле? Ответ на этот вопрос требует оговорки. Это зависит от того, какова природа перекрестной помехи. Если это чистая перекрестная помеха — левая программа проникает в правую или наоборот, то разделения от 10 до 12 дБ вполне достаточно. Но если это компоненты искажений левой программы, проявляющиеся в правой, то даже 30 или 40 дБ — это нехорошо. Итак, когда вы измеряете перекрестные помехи, имеете ли вы дело с простой перекрестной помехой или вместо этого вы имеете перекрестную интермодуляцию? Звукосниматели, как и комбинированные усилители, потребуют более тщательного изучения с этой точки зрения. Нет причин, по которым комбинированный усилитель не должен иметь разделения лучше 25 дБ, обусловленного чистой перекрестной помехой из-за небольших дисбалансов и допусков на коэффициенты трансформации и т. д. На самом деле, сложная механическая структура с нелинейной гибкостью, управляющей ее движением, гораздо более склонна к созданию разновидности перекрестной интермодуляции, чем комбинированный усилитель, в котором передача представляет собой более или менее простое проникновение из одного канала, обрабатываемого усилителем, в другой. Но теперь мы переходим к гораздо более масштабным вопросам, которые открывают пути для дальнейшей работы, прежде чем мы сможем сказать, что знаем всё об этих стереофонических проблемах. Между тем, одиночный стереоусилитель определенно работает и обеспечивает определенную экономию, которая делает его вполне стоящим. В ближайшее время можно ожидать анонсов коммерчески доступного оборудования, использующего эти принципы. Radio-News-1959-01.pdf
    • в коробочке , с паспортом 3тыср.отправлю озоном - оплата покупателя.
    • Не мастер говорить, но американцев я бы не продавал, совсем никак. Там соблюдены все технологии, без экономии денег, эмиссия гарантирована на много тысяч часов, если они отличаются по звуку, можно подстроить режимы, заменить трансформаторы, всяческие псваны и любые другие новодельные с ними никак не сравнятся, да, звук конечно может отличаться, но по сроку службы у американцев конкурентов очень мало. Если у американцев бас лучше, то это говорит о более мощной эмиссии, весь ток внизу, и это продержится десятки лет. Всяких новодельных мы повыкидывали десятки, черз год...три, какраз начинает хрипеть бас - эмиссия падает катастрофически. Если америкнцы портят середину, то это трансформаторы не могут отыграть полный диапазон, в этом железе бас давит другие частоты, нидуктивность мала. С нормальными трансформаторами они не оставят шансов новоделу.
    • Единственный цивилизованный вывод из этой статьи- сажаем катоды на землю и не паримся, что я и делаю уже много лет.
    • Две  лампы 2A3 RAYTHEON без наработки. Разная маркировка на лампах и покрытие анодов чуть чуть отличается - по звуку одинаковые. Изменение цены. ЦЕНА 40 т.р. за ОБЕ штуки. + почтовые расходы отправка только по России из Екатеринбурга. Сравнил 2A3 RAYTHEON по звуку с лампами PSVANE 2A3 ART T-III. 2A3 RAYTHEON - СИЛЬНО превосходят по звуку лампы PSVANE 2A3 ART T-III. Лампы 2A3 RAYTHEON в сравнении с лампами  PSVANE 2A3 ART T-III и PSVANE 2A3 Hi-FI Сравнивал на усилителе SE 6ж4п+2А3 с выпрямленными и стабилизированными накалами первого и второго каскадов, с танталовыми резисторами Шинко, японский силовой тор, винтажные английские дросселя, самые большие выходные трансформаторы от "Золотой Середины". Лампы 2A3 RAYTHEON прогрелись и проснулись после долгого хранения - они точно старше меня по возрасту и почти большинства людей . Лампы 2A3 RAYTHEON по звуку  на голову превосходят PSVANE 2A3 ART T-III. PSVANE 2A3 Hi-FI - дадут более аналитичный звук, но проиграют в фактуре баса -  тут будет разница в подаче..... и по, итогу очень по разному звучат и точно нужно самому сравнивать.....  
    • И дополню  Конденсаторы 4700 мкф 75 вольт Диаметр 35мм Высота 67 мм плюс 6 мм клеммы,длина винтов 14 мм Вес с винтами 94 грамма  
    • такие есть , новые , без использования , десятка полтора есть наверно , не помню , сколько продал , железяки контактные можно выкрутить , там внутри мелкий шестигранник , а вкрутить винты по вкусу - 1000р.шт.
    • Классика не стареет, она становится винтажем. Закон Ома вообще из 1827 года, а до сих пор работает. В звуке физика не меняется: поток электронов в вакууме подчиняется всё тем же законам, что и 100 лет назад. Так что эти основы ещё и нас с вами переживут :)
    • Какая свежая информация, ажно 55-й год!    Скоро сто лет минет...
  • Forum Statistics

    • Total Topics
      10.8k
    • Total Posts
      114.9k
×
×
  • Create New...