Искам да се спра на някои аспекти при проектирането на НЧУ с транзистори, базирани на моя опит в тая насока.
Изборът на схема е доволно сложен проблем, като имам предвид сегашните концепции
в проектирането на подобен род устройства.
Така, сложността не винаги е критерий за качество, т.е. усложняването на една схема не винаги е предпоставка за повишаване на верността на звучене на усилвателя.
Нарочно използвам думичката вярност, защото точно измерените качествени показатели не винаги са предпоставка за добър звук - за това примери много...обсъждани са нееднократно тук, в тоя форум.
Обикновено при промишлените изделия ситуацията е следната:
Параметрите се дават за определена честота, което е явно умишлено и е политика, оформила се при почти всички компании с цел по високи продажби и рейтинг.
Един глупав но резонен пример:
Динамичният диапазон е число,надхърлящо стойности от порядъка на 100дБ...упс! Много бе!
Как става така, че усилвател с динамика над 100дБ не свири "ушеприятно"?
Ами истината е съвсем елементарна - измерванията се правят за ниски честоти и обикновено без товар в изхода.
Защо за ниски?
Тогава дълбочината на обратната връзка е достатъчна, за да може да се компенсират нелинейности, предизвикани от недобър режим на крайното стъпало - т.е. транзисторите са в началото на характеристиката си и работят с много малък ток на покой, което пък е удобно от гледна точка на масовото производство - просто производителя си вързва гащите по тоя начин, избягвайки усложняването на схемата, което се налага заради необходимостта от добра термокомпенсация.
Реални стойности на динамичния диапазон при средни и най вече при високи честоти е не повече от 60-65дБ,като положението е най зле за високите честоти, там, където са и храмониците от средните, които имат доволно високо енергийно ниво. Границата на нечуваемост за човешкото ухо е малко под -70 дб, т.е. усилвател имащ такава динамика за целия диапазон би свирил добре при субективна оценка.
Обикновено темброво ситуацията се оправя със завъртане потенциометъра "treble" на коректора по посока на часовниковата стрелка
По този начин променяме съотношението на нивото на високите спрямо непромененото ниво на средночестотните хармонични.И оставяме "мармалада" някъде надолу
Изборът на по голям ток на покой е предпоставка за драстично променяне качеството на звучене на апаратурата в положителна посока, запомнете го това!
Динамични изкривявания:
Това са изкривяванията, които се пораждат във времето, когато обратната връзка все още не е откатала момента и някои стъпала влизат в областта на насищане.
Пример:
При тестване с правоъгълен сигнал фронта е стръмен, следва пик със стойност съизмерима със захранващото напрежение и колебателен характер на плоската част от правоъгълника.
Малко уточнения:
Не е необходимо усилвателя да има умопомрачителни стойности на нарастване на изходното напрежение - просто такива звуци с такава стръмност няма, дори и от електронни инструменти, както и не съществува говорител, който да ги възпроизведе.
По добре фронта да не е толкова стръмен, но да няма пик и колебателно установяване в "платото".
Дълбоката ООВ е колкото хубаво, толкова и трудно контролируемо нещо...
Един съвет от мен - използвайте качествени бързи компоненти и слагайте по малко, но достатъчно на брой стъпала - факт е че двустъпален усилвател с по голям ток на покой звучи по "бистро" от 3-4 стъпален с по малък такъв.
Вземайте мерки за ограничаване на усилването на отделните стъпала с локални обратни връзки - най елементарно това става с резистор в емитера/сорса, който отнесен към товара в колектора/дрейна ограничава усилването на конкретния транзистор до някакви разумни стойности.
В част 2 ще се спрем на предимствата и недостатъците на различните схемни решения на входното стъпало.
Трябва да се съгласим с widowmaker , колкото и да ни е неприятно да правим такива констатации.Само да допълня някои числови стойности. При биполярния транзистор %-изкривявания е равен на миливолтите между базата и емитера за втори хармоник. Например при 5 мв изкривяванията са 5%. Драйверния транзистор за да развие максимална амплитуда,независимо от захранващото напрежение, са му необходими 26мв. Над 10% , изкривяванията от по-висок ред, например 3-ти , нарастват по-бързо от тези от 2-ри ред. След като вече всичко е оплескано се надяваме, че обратната връзка ще оправи всичко. Да ама не. В многостъпалните усилватели ,за да се запази устойчивост след затваряне на обратната връзка, се налага смъкване на първия полюс много надолу.Толкова повече колкото е по- голямо усилването.Ясно ,че нищо особено не се печели така по отношение на дълбочина на обратната връзка за високи честоти. Входните транзистори обират луфтовете. Те не са виновни , но какво да правят когато големите им батковци не си вършат добре работата. И в този омагьосан кръг по-често помага не технократичния подход , а интуицията и късмета.
Едно малко лирично отклонение с един материал от руски сайт, който открих, ровейки из нета.
Ето го:
В №№ 6 и 7 журнала „Радио“ за 1989 год было опубликовано описание УМЗЧ высокой верности (автор Н. Сухов) с довольно высокими техническими характеристиками. Думаю, что эту конструкцию творил не один десяток радиолюбителей. Хотелось бы услышать мнение адептов hi-fi и high end об этой конструкции: как она ведет себя с различными АС и предусилителями. Также интересно услышать о примененной в этом УМЗЧ системе компенсации сопротивления проводов, соединяющих выход усилителя с АС. Такая система применяется в усилителях „Toshiba“ (Clean Drive System), „Kenwood“ (Sigma Drive System), „Akai“ (Zero Drive System).
О. Извеков, Камень-на-Оби
Косвенные ответы на Ваши вопросы можно найти в нашем журнале: № 2 (3) 95, с. 72; № 3 (4) 95, с. 7; № 1 (6) 96, с. 26, 43–49; № 2 (7) 96, с. 43. Ознакомившись с ними, Вы увидите, что наш круг любителей и профессионалов вряд ли могла серьезно заинтересовать схема, предложенная г-ном Суховым.
Автор правильно рассуждает о влиянии свойств деталей на качество звука („Радио“, 1989, № 5), оправданно применяет пороговую спусковую схему защиты, но на входе своего усилителя ставит микросхему, которая наверняка „украдет“ виртуальную глубину стереопанорамы, столь необходимую для создания эффекта присутствия. Строго теоретически глубины стереобазы не существует, но каждый, кто слушает хорошие стереосистемы, всегда отчетливо ощущает не только азимутальную локализацию источников, но и глубину звукового пространства.
Г-н Сухов с большим опозданием обратил внимание на схемную экзотику некоторых зарубежных фирм, не отличающихся качеством звучания своих изделий. Музыкальное звуковоспроизведение — увы! — определяется не набором параметров, пусть даже самых изысканных, а лишь способностью аппаратуры донести тот художественный стимул, который вызовет поток эмоций.
Затраты и цены на аппаратуру сейчас диктуются не электроакустическими параметрами, а музыкальной ценностью воспроизведения.
Например, усилитель полный „Aiwa ХА 950“ — 100 Вт на 8 Ом, полоса частот от 5 Гц до 70 кГц при нелинейных искажениях 0,005% — стоит всего 320 долларов. При этом усилитель мощности фирмы „Audio Note“, едва укладывающийся в звуковую полосу частот и имеющий нелинейность в сотни раз большую, чем „Aiwa“ — при 17 Вт мощности, — стоит 120 400 долларов („Kegon“), а за 45 Вт на канал нужно заплатить уже 247 000 долларов (см. „АМ“ № 4 (5) 95, с. 98). Такое несоответствие даже стало некоторой тенденцией.
Этот парадокс объясняется довольно просто. Для хорошего воспроизведения звука требуются изготовленные по специальной технологии дорогие „хай-файные“ детали (проводники, резисторы, конденсаторы, переключатели и т. п.), сложные способы соединения этих деталей (бескислородная пайка, „холодная сварка“ под давлением, специальные припои) — все это делает практически невозможным получение хорошего звучания в радиолюбительских условиях. Любительство в звукотехнике не может сейчас конкурировать с фирменной аппаратурой ни по затратам труда, времени и средств, ни по качеству звука. Поэтому лучше купить готовый аппарат, руководствуясь своими „ушами“ и, частично, нашими рекомендациями — но не параметрами.
Серьезные, авторитетные в области звука фирмы давно уже перестали публиковать традиционные параметры усилителей: английская фирма „Onix“ в подробных инструкциях к своим усилителям никаких выходных параметров, кроме мощности, не приводит. Г-н Сухов опоздал примерно на 10 лет. Тогда, в конце 70-х, еще господствовали призрачные идеи борьбы с динамическими искажениями под знаменами М. Отала и М. Лича. После краха квадрофонии в 1971 году бум звукового пространства сменился бумом изощренных схемных решений и сверхвысоких параметров. В середине 70-х вспомнили о „связи вперед“, предложенной Х. С. Блеком еще в конце 20-х годов. Появились усилители с токовым форсажем, с отрицательным импедансом, с электромеханической обратной связью (ЭМОС), управляющей акустическими параметрами. Это были годы расцвета hi-fi — эпоха господства параметров. Но на горизонте уже занималась заря hi-end — эпохи приоритета художественных звуковых образов. Сейчас солнце „хай-энда“ сияет над миром. Но яркому свету всегда сопутствует и глубокая тень, в которой мы, к сожалению, в большинстве своем и прозябаем. Одна из задач нашего журнала — подсветить эту тень хотя бы информационно...
Наука „хай-энд“ — это не „ползучий эмпиризм“, она опирается на новейшие достижения физики и учитывает теорию эмоций. Существуют нетрадиционные параметры и методы их измерений, особые технологические процессы производства аппаратуры. Но описание их пока в задачу нашего журнала не входит.
В. Зуев
Упомянутого Вами „УМ3Ч высокой верности“ Н. Сухова нет ни у кого из моих знакомых, поэтому описать его поведение в разных трактах не могу. Анализ же указанных статей в журнале „Радио“ показал, что эта конструкция может служить примером усилителя, довольно грамотно спроектированного сторонником чисто технического подхода к созданию аппаратуры звуковоспроизведения. Такой подход предполагает в качестве цели разработки получение максимально высоких параметров аппарата, в данном случае усилителя, и основан на убеждении, что усилитель с лучшими техническими характеристиками должен и будет лучше звучать. Чаще всего при этом имеется в виду коэффициент гармоник при номинальном уровне сигнала и, несколько реже, коэффициент демпфирования (громкоговорителя). Это исключительно удобная позиция, сторонникам ее нет числа и за рубежом, и в нашей стране. В СССР это был бы официальный, единственно разрешенный и требуемый соответствующими ГОСТами подход. Здесь все ясно. „Удобство“ заключается в возможности нормирования и проверки достаточно легко измеряемых параметров. В соответствии с полученными цифрами (а также с учетом некоторого количества обязательных потребительских свойств) и определялся вначале класс, а потом группа сложности изделия.
Все было бы хорошо, если бы существовала однозначная связь между объективно измеряемыми параметрами и характером звучания, субъективно воспринимаемым человеческим ухом. Но этой связи нет — во всяком случае, при существующих на сегодняшний день параметрах и методах их измерения. Начиная с определенных величин улучшение этих параметров как минимум перестает соответствовать совершенствованию каких-либо характеристик качества звучания. В худшем случае резкое улучшение какого-то параметра — обычно это как раз коэффициент гармоник — весьма часто приводит к общему ухудшению характера звучания. Причин тому слишком много, и они достаточно сложны для короткого ответа на письмо.
Главное же то, что, во-первых, обратная связь, а тем более глубокая общая отрицательная обратная связь (ООС), ни в коей мере не может служить панацеей от всех бед. Об этом свидетельствует и появление в последнее время большого количества усилителей, в том числе и транзисторных, в которых общая ООС или очень неглубока, или ее нет вообще и которые по звуку часто выигрывают у традиционных. К сожалению, в последнем случае в транзисторных усилителях все равно приходится сохранять ООС в пределах одного каскада (например, это эмиттерный или истоковый повторитель или незашунтированный эмиттерный резистор усилительного каскада). В этом плане лампы имеют заметное преимущество.
Во-вторых — и это необходимо знать и учитывать всем, кто хочет получить хорошо звучащий усилитель, — любой усилитель, включая и все цепи источников питания, имеет свой собственный характер звучания. „Голос“ усилителя, как в хоре, составляется из „голосов“ его элементов. Представьте себе, что в хоре кто-то будет фальшивить или просто кричать. Что получится? Сказанное относится ко всем активным и пассивным элементам конструкции, включая провода, печатные платы, пайки, механические элементы крепления, корпуса, трансформаторы и т. д. И подобрать „певцов“ с соответствующими „вокальными данными“, да еще и способных петь в „хоре“, — задача не из легких. Вот почему действительно, а не по рекламным заявлениям, хорошо звучащие усилители (как и все остальное) так редки и дороги. В нашем же случае пока вообще приходится собирать этот „хор“, вылавливая случайных прохожих с улицы и приказывая им петь. Наше родное МЭП (Министерство электронной промышленности) никогда не занималось подготовкой „певцов“, тем более высокого класса, нужны были только „широкие трудящиеся массы“.
Да и вообще можно сказать, что без свободы в рамках определенного направления нет творчества. Жесткий контроль за каждым шагом, за каждым движением это творчество убивает, вдохновение уходит. Обратная связь и есть этот самый контроль. Чем он жестче и изощреннее (глубже обратная связь, хитрее способы ее введения), тем меньше остается места творчеству.
Хм усилвателя е нещо повече от хор от певци .
Помисли - когато записваш в студио, ти правиш трак за всеки един инструмент/вокал по отделно.
На концерт е същото - всичко минава пре отделни усилватели.
Тук набутваш цялата тая звукова картина в един единствен усилвател и става...просто сложи един диск в плеъра, пусни го да се върти и погледни с осцилоскопа какво има на изхода...
Особено ако е електронна музика...
И това на нашия усилвател му се налага да го свири!
А и ние искаме от него да го прави детайлно вярно.
Трудна задача е, заради това колкото и добри конструкции да са, някои машинки не се справят със задачата.
ПП А относно усилвателя на Сухов - има 4 последващи модификации, както и еволюция по някои важни аспекти - за справки списание Радиолюбител, Украйна, на което Сухов е главен редактор.
ПП на ПП Един провокативен въпрос, без отговор - на какъв ли усилвател слуша музика Сухов?[/quote:4a735a1f8d]
Между другото имам почти всички броеве на въпросното списание (името му е "Радиохобби"), някой ако нещо го интересува от там да ми пише.
Обратната връзка осезаемо се чува, независимо от бързината на компонентите и дълбочината и.
Аз специално я чувам като разфокусиране, като отзвук от основния сигнал, все едно е слаб отразен сигнал на екрана на телевизора - двоен образ...(благодаря на Кирилов за добрата асоциация), което РЯЗКО яде от дълбочината на сцената...
Звукът от усилвател без обратна връзка е несравним с нищо и хората, които не са чували/усетили разликата могат само да съжаляват!
(това е пост за хората с опит и слух, мисля, че ще ме разберат прекрасно )
)
. Някакъв тригер.