Звуковые генераторы, фильтры и другие аналоговые устройства (кроме радиотехники и УНЧ)
Ответить

Re: Эволюция Quad 405 или 30 лет спустя

Вс сен 11, 2011 00:00:42

B@R5uk фотки вашего творения в студию если можно конечно

Re: Эволюция Quad 405 или 30 лет спустя

Вс сен 11, 2011 16:40:29

drible
как Ваши успехи?
Я просто сегодня приехал с Азовского моря и вспомнил
про Вас. Добились Вы чего хотели?
Главное, не опускайте руки. У меня порой они тоже опускаются,
но тем на менее старайтесь всегда поставить по всем точку.
Простите что я Вам даю банальные советы.
Желаю успеха! Если что пишите.

Re: Эволюция Quad 405 или 30 лет спустя

Вс сен 11, 2011 22:56:48

Andrey_1983 писал(а):B@R5uk фотки вашего творения в студию если можно конечно


Фотки будут, как доделаю корпус. Своего фотика нет, понесу усь целиком к другу для полноценной фотосессии. =)

Re: Эволюция Quad 405 или 30 лет спустя

Вс сен 11, 2011 23:07:19

Ждемс фотосессию :)

Re: Эволюция Quad 405 или 30 лет спустя

Вт сен 13, 2011 14:59:15

Прогнал усилитель через райтмарк на хорошей звуковухе. Получит THD 0,022%, при этом мост не настроен. Мне показалось, что райтмарк как-то странно измеряет нелинейные искажения, потому что когда мерил на ноутбуке (у него вход и выход очень шумные), то получил THD 0,2%. Не совсем понятно ещё на какой частоте они измерены. Мерил не на полной мощности, потому что жалко свои уши, колоняки громко орут.

Re: Эволюция Quad 405 или 30 лет спустя

Вс сен 25, 2011 11:18:14

Попробовал настроить мост с помощью компьютера. Параллельно колонкам подключил делитель напряжения, подал с него сигнал на вход звуковухи, замутил в Матлабе простенький спектроанализатор. Вместо постоянного конденсатора моста поставил переменный на 4-270 пФ. На вход усилителя с выхода всё той же звуковухи подал синус частотой 9 кГц, спектроанализатор при этом показывает гармоники 9 кГц и 18 кГц. Частота дискритизации звуковухи 48 кГц. Её АЧХ имеет спад после 20 кГц, поэтому частота 18 кГц прекрасно разрешается. Моя идея была такова: крутить КПЁ, смотреть на соотношение амплитуд 1-ой и 2-ой гармоник, в момент, когда ёмкость попадёт в соотношение L = Rа * Rб * C (баланс моста) амплитуда 2-ой гармоники должна быть минимальной. При этом, если ёмкость делать меньше или больше этого значения, то искажения будут расти. То есть на графике зависимости искажений усилителя от ёмкости конденсатора должен быть явный минимум.

Чем я собственно и занялся. И получил полное противоречие с теорией! :shock: Никакого мимимума на графике не получилось! Искажения были максимальны при максимальной ёмкости конденсатора, при уменьшении ёмкости равномерно уменьшались и, наконец, были минимальны при минимальной ёмкости. Как будто на выходе нет никакой индуктивности! Я, конечно, понимаю, что разница между теорией и практикой на практике значительно больше, чем в теории, но не до такой же степени! Уважаемые мудрые коты, помогите, пожалуйста, разобраться в чем дело.

На всякий случай схема моего варианта Квода:
Изображение

Re: Эволюция Quad 405 или 30 лет спустя

Вс сен 25, 2011 13:55:44

Это не Квод! :))

Re: Эволюция Quad 405 или 30 лет спустя

Вс сен 25, 2011 14:02:26

Так "Кводов" много ... . :)


Изображение

http://www.google.ru/search?um=1&hl=ru& ... 0%BC%D0%B0

Re: Эволюция Quad 405 или 30 лет спустя

Вс сен 25, 2011 15:11:32

А что по моему вопросу? Где я накосячил, что не учёл, что у меня теория с практикой не сходится? Почему искажения минимальны не в тот момент, когда мост сбалансирован, а в тот, когда ООС ОУ по ВЧ минимальна? В какую сторону вообще копать? Я понимаю, что играет шикарно, и вроде бы можно как есть оставить, но всё же что-то мне покоя не даёт, что-то незакончено, чего-то не хватает.

Re: Эволюция Quad 405 или 30 лет спустя

Вс сен 25, 2011 16:30:39

а потому что собрано по другому в кводе оос организована по другому

Re: Эволюция Quad 405 или 30 лет спустя

Пн сен 26, 2011 11:10:38

KRAB писал(а):Это не Квод! :))
alexsan писал(а):а потому что собрано по другому в кводе оос организована по другому
Если уж на то пошло, то в приведённой мной схеме мост и вообще идея Feedforward Error Correction выражена даже, так сказать, в более "академическом" виде, чем в Quad 405. Теор-модель можно глянуть, например, здесь:
Изображение

Но я не пойму, где у меня прокол? Может стоит копать в сторону быстродействия ОУ? Если в модель ввести ОУ с задержкой, подправить соответствующим образом мост, то можно получить более лучший результат?
Вложения
FEC-formulas-5a.gif
(617 байт) Скачиваний: 5714
FEC-formulas-1.gif
(1.97 KiB) Скачиваний: 5308
Последний раз редактировалось B@R5uk Пт окт 07, 2011 09:11:03, всего редактировалось 2 раз(а).

Re: Эволюция Quad 405 или 30 лет спустя

Пн сен 26, 2011 16:29:19

Вот, решил повспоминать теорию:

Изображение

Uи — напряжение искажений, вознакающие в выходном каскаде, работающем в режиме B.
Zн — импеданс нагрузки.

Изображение

Зануляя скобку перед напряжением искажений получаем предпоследнюю формулу-требование для линейного усилителя.
Если бы всё было идеально, то:

Изображение

Реально же, наверно, будет что-то вроде этого:

Изображение

f1 — частота единичного усиления A1.
τ — временная задержка A1, если считать, что она для всех частот одинкова (на сколько это справедливо?).
Вложения
FEC-scheme2.gif
(3.04 KiB) Скачиваний: 5755
FEC-formulas3.gif
(700 байт) Скачиваний: 5856
FEC-formulas2.gif
(1012 байт) Скачиваний: 5863
FEC-formulas.gif
(3.93 KiB) Скачиваний: 5865
FEC-scheme.gif
(2.91 KiB) Скачиваний: 5967
Последний раз редактировалось B@R5uk Чт окт 06, 2011 21:50:14, всего редактировалось 1 раз.

Re: Эволюция Quad 405 или 30 лет спустя

Чт окт 06, 2011 21:49:42

Эврика!

Я понял в чём моя проблема, почему от регулировки ёмкости не было особого толку. Оказывается, причина в высоком активном сопротивлении катушек моста, а так же от части в ОУ. Катушки я намотал довольно тонким проводом около ∅0,6мм, поэтому их собственное сопротивление вышло 35мΩ. Соответственно, ослабление искажений осуществляется всего в 0,035Ω / 47Ω = 0,00074 раза. Однако, я нашёл простой способ скомпенсировать не только активное сопротивление выходной катушки, но и чрезмерное усиление А1! Но обо всём по порядку.

Сначала схема модели:

Изображение

За тем система уравнений:

Изображение

Из необозначенного на схеме:
k — собственный коэффициент усиления A1, в общем случае комплексная величина (учитывая фазовое смещение А1, зависящее от частоты);
Uи — напряжение искажений, вознакающие в выходном каскаде, работающем в режиме B;
Zн — импеданс нагрузки.
Решая эту систему получаем такое выражение:

Изображение

Как обычно, чтобы сделать усилитель наиболее линейным, необходимо сделать коэффициент перед напряжением искажений как можно меньше. Неприятность заключается в том, что он так или иначе зависит от частоты. Но, тем не менее, рассмотрим его по-ближе:

Изображение

Величины R1/Z1, 1/k, Z2/R2 по крайней мере в области звуковых частот достаточно малы, поэтому в знаменателе практически единица. Величиной R1/(k*Z1) так же можно пренебречь, поэтому выражение для коэффициента напряжения искажений очень сильно упрощается:

Изображение

Затем необходимо обратить внимание на то, что этот коэффициент имеет как мнимую, так и действительную часть. Вот именно вторая часть может загубить всё дело на корню! Мнимая — это реактивная составляющая катушки (из Z2/R2) и конденсатора (R1/Z1). Обе составляющие пропорциональны частоте но разного знака, по этой причине пригодные к занулению. Действительная часть складывается из активного сопротивления в катушке (тоже из Z2/R2) и величины (R0 + R1) / (k * R0), присутствующей из-за небесконечного коэффициента усиления А1, эти составляющие разного знака и, если повезёт, могут сами занулиться, но, в общем случае, к сожалению, не подлежат никакой регулировке. Однако есть и на них управа. Обратим внимание на то, что величина Z1 стоит в выражении в знаменателе, поэтому если подключить параллельно конденсатору моста резистор подходящего сопротивления, то в выражении для коэффициента напряжения искажений появится ещё одно слагаемое (при параллельном включении складываются величины обратные импедансам), с помощью которого можно скомпенсировать и действительную часть в коэффициенте напряжения искажений! А именно:

Изображение

Изображение

Как видим всё прекрасно зануляется, и получается следующие два условия баланса моста (первое — классическое для идеальной катушки и А1 с бесконечным усилением):

Изображение

Второе условие диктует требование для А1: его коэффициент усиления обязан быть постоянным в как можно более широком диапазоне частот. То, что он окажется при этом не очень большим, не страшно, всё равно это можно скомпенсировать. Однако он не может быть меньше величины (R1/R0 + 1) * R2/RL, иначе скомпенсировать не получится (из-за отсутствия деталей с отрицательным сопротивлением :))) ). В случае выполнения равенства мост получается сбалансированным без резистора RC. Из этого всего видно, что единственное, что может нарушает баланс моста -- падение коэффициента усиления A1 на высоких частотах. Это является ответом на вопрос, который я задавал в этой теме несколько страниц назад, а именно: "Почему вместо кучи транзисторов не используют один ОУ?" К сожалению, производители стремятся получить в ОУ как можно более высокий коэффициент усиления, поэтому, даже для весьма быстродействующих ОУ спад этого коэффициента начинается ещё в середине диапазона звуковых частот, в то время как здесь требуется небольшое, но стабильное во всём звуковом диапазоне усиление. Надо будет подумать, как искусственно можно зарубить усиление ОУ и выровнять его коэффициент, не влияя при этом на мост. А так же посмотреть не существует ли готовых ОУ с требуемыми параметрами.

Ещё хочется заметить, что в большинстве статей и справочников приводится некорректное описание работы моста, в частности такой момент:
На низких частотах баланс моста может нарушаться из-за активной составляющей в полном сопротивлении индуктивности. Малый уровень нелинейных искажений на этих частотах обеспечивается за счёт глубокой ООС.
Как видно из приведённых выше формул это не верно (разумеется, на столько, на сколько обсчитанная мною модель соответствует реальности). Активная составляющая индуктивности нарушает баланс моста во всём диапазоне частот, причём вклад она вносит, в отличие от коэффициента усиления A1, постоянный. А слишком глубокая ООС может потребовать дополнительной компенсации.
Вложения
FEC-formulas-4.gif
(626 байт) Скачиваний: 5584
FEC-formulas-2.gif
(3.03 KiB) Скачиваний: 5616
FEC-formulas-3.gif
(2.56 KiB) Скачиваний: 5603
FEC-formulas-5.gif
(1.37 KiB) Скачиваний: 5549
FEC-formulas-6.gif
(1.08 KiB) Скачиваний: 5595

Re: Эволюция Quad 405 или 30 лет спустя

Пт окт 07, 2011 10:36:27

B@R5uk писал(а):Ну, тогда, если временная задержка постоянна для всех частот, то на графике ФЧХ будет экспонента. Если на высоких задержка уменьшается, то будет какая-то более плавная кривая.

Для наглядности я через лень всё-таки выложу характеристики ОУ 4,5 МГц:
Изображение
B@R5uk писал(а):Если всё так сложно, то задам вопрос так: как без ФЧХ прикинуть на какой частоте у К544УД2А сдвиг фазы будет 5°?

Как видно, примерно на частоте среза (начала спада характеристики).
B@R5uk писал(а):Просто в расчётах я предположил, что спад усиления происходит 3дБ/октава, то есть пропорционально частоте, но он мог бы быть и 6дБ/октава, то есть пропорционально квадрату частоты, тогда бы диапазон частот оказался бы шире.

При постоянстве полосы усиления (произведения частоты среза на к-т усиления, BW) спад составляет 20 дБ/декада (т.к. это напряжение, т.е. 20·log(Ку[раз])).
Вложения
Безымянный.GIF
(18.79 KiB) Скачиваний: 6671

Re: Эволюция Quad 405 или 30 лет спустя

Ср окт 26, 2011 23:19:08

В общем, спустя время я продолжил свои теоретические изыскания на тему Квода. Разумеется копал я в сторону возможности использования в нём интегрального ОУ. Покурив за это время разные умные книжки, повглядывавшись внимательно в даташиты я понял, что завал коэффициента усиления ОУ происходит за счёт внутренних (или внешних) цепей частотной коррекции и для большинства современных ОУ прекрасно описывается такой формулой:

Изображение

Где k — коэффициент (комплексный) усиления ОУ на частоте ω, k0 — максимальный коэффициент усиления ОУ, ω0 — частота единичного усиления ОУ (круговая).

Все свои предыдущие рассчёты я делал исходя из предположения, что А1 — некоторый усилитель напряжения с постоянным в некотором диапазоне частот коэффициентом усиления (действительным). Однако, если теперь в качестве усилителя А1 рассматривать вполне конкретный реальный ОУ, то принципиально ничего не меняется, более того всё становится гораздо лучше, потому что возможность балансировки моста расширяется на всю рабочую область частот ОУ (во всяком случае до частот где сдвиг фазы ещё не становится маргинальным).

Итак, всё та же модель, за исключением того, что А1 — реальный ОУ с реальными характеристиками:

Изображение

Катушка Z2 всё так же имеет внутреннее сопротивление, балансировка моста происходит всё так же параллельно включенными конденсатором и резистором Z1:

Изображение

А вот коэффициент усиления А1 описывается формулой, приведённой в начале этого поста. Подставляя в старое выражение для коэффициента напряжения искажений значения параметров модели (с новым выражением для k), получим:

Изображение

Откуда условие баланса моста:

Изображение

Как видим, выражение для ёмкости конденсатора немного "поправилось". Всё остальное осталось прежним. Наиболее парадоксальное следствие это изменения — это тот факт, что роль конденсатора С могут выполнять цепи внутренней частотной коррекции ОУ! И если они слишком "глубоки", то мост невозможно будет сбалансировать (отрицательных ёмкостей не существует :))) ). В этом случае придётся увеличивать значение индуктивности L и корректировать номиналы других элементов моста, либо же брать более быстродействующий ОУ.

В частности для моей схемы с К544УД2А, у которого единичная частота 15 МГц, в схеме R0=75Ω, R1=560Ω цепь частотной коррекции ОУ играет роль "фантомного" конденсатора моста ёмкостью 160 пФ !!! Причём для моей индуктивности L именно такая ёмкость и была нужна. Это полностью объясняет тот совершенно выбивший меня из колеи факт, что при подлючении в мост дополнительной реальной (а не "фантомной") ёмкости, минимальные искажения мой усилитель давал при минимальном её значении.

Итог таков. На мой взгляд ОУ в подобных схемах с мостом использовать можно, но делать это надо осторожно, грамотно подбирая элементы моста. Затем необходимо преодолеть следующую сложность: максимальная амплитуда на выходе ОУ не соответствует выходному напряжению УМЗЧ, а выходной ток ОУ недостаточен, чтобы раскачать мощные выходные транзисторы. Следовательно между ОУ и выходными должен быть каскад, решающий эти проблемы и не добавляющий новые, то есть не изменяющий АЧХ и ФЧХ ОУ.
Вложения
FEC-formulas-9.gif
(1.37 KiB) Скачиваний: 5545
FEC-formulas-8.gif
(1.79 KiB) Скачиваний: 5471
FEC-formulas-7.gif
(380 байт) Скачиваний: 5668

Re: Эволюция Quad 405 или 30 лет спустя

Пн дек 12, 2011 11:40:44

Что-то так теории много, а собрал кто-нибудь ... ? :)))

Re: Эволюция Quad 405 или 30 лет спустя

Пн дек 12, 2011 15:45:16

Borodach писал(а):Что-то так теории много, а собрал кто-нибудь ... ? :)))

на ДАТАГОРЕ собирают и есть готовые сборки

Re: Эволюция Quad 405 или 30 лет спустя

Пн дек 12, 2011 18:26:10

Небось за деньги ... ? :)

Re: Эволюция Quad 405 или 30 лет спустя

Пн дек 12, 2011 18:42:23

http://datagor.ru/blogs/datagor/1855-an ... lchii.html

Re: Эволюция Quad 405 или 30 лет спустя

Пн дек 12, 2011 19:25:03

Конечно за деньги, но мне больше отзыв понравился ... . :)

"Отзывы
Попался мне отзыв человека после прослушивания оригинального квода, с которым я полностью согласен:

mummy: Удалось мне на некоторое время заполучить на прослушивание пред Quad 34 и усь Quad 405-2.
Я был довольно таки скептично настроен, потому что раньше я у себя в комнате, со своими АС (Naim Allae) не слыхал т.н. винтажной техники.
Однако после всех проделанных манипуляций для подключения (используются старые разъемы, типа советских ДИНов) я таки все присоеденил (пришлось повозиться немного с Naim бананами) и включил для начала "Shpongle" - "Tales Of The Inexpressible"...
Включил и словил себя на только на 6-м треке "Shpongleyes", поняв наконец, что меня зацепило в этой связке до такой степени - это необычайное ощущение реальности передачи происходящего. У меня создалось ощущение, что музыка вокруг меня и весь этот эмбиент в начале трека - не сон, а реальность. Далее последовало еще несколько электронных коллективов - эффект был таким же.
Причем ощущение реальности происходящего меня не покидало и в других комнатах - было желание вернуться и "досмотреть" трек"
Ответить