Теория усилителей

[Felis_Lynx]

Доброго вечера, Господа.
Такое дело: есть схемы усилителей и нужно объяснить как они работают (отдельные контуры и т.д. как в старой доброй советской литературе), это вроде лабораторки.
Не, я вижу токовое зеркало внизу, вижу РЦ фильтры и т.п. но я микроконтроллерщик и с аудиотехникой дела не имел, потому целосного представления не имею

Есть 2 схемы (приложил картинки и проекты в микрокапе)


автор схемы на лампах говорит что там использовались 6dj8

Или расскажите хотя бы где искать
искал по запросу slone amplifier, нашел ссылки на 2 книги, но обе за деньги:
Audio Amplifier Design Handbook - Douglas Self
High-Power Audio Amplifier Construction Manual - G. Randy Slone

Кстати схемы вроде рабочие, модели годные если кому в хозяйстве нужно))

Спасибо.

[ssc]

Таки я и не поняв, чем мы-то в состоянии помочь..?...что хоть надо-то или что ищем?

[Felis_Lynx]

ладно, по-порядку: я не знаю зачем нужны, например, D3 и C8 на входе, Q1-Q3 зачем подключены, токовое зеркало на входе - как каскад усилителя? и т.п. помочь можно описав что к чему или кинув литературу с описанием похожих контуров или сразу конструкций. Книжек где описан усилитель в один транзистор я уже начитался, а тут не очень ясно...

[ssc]

Транзисторная модель не рабочая, ламповую смотреть даже не стал...что можно описывать в нерабочей модели??...

[Felis_Lynx]

Странно, у меня работает. Не знаю как но и в микрокапе и в спайсе работает. Вы уверенны?

[ssc]

Странно, у меня работает. Не знаю как но и в микрокапе и в спайсе работает. Вы уверенны?

А в какой версии МС вы смотрели?..

Ток покоя более 2А

Спойлер

...меням источник входного сигнала на генератор синуса 20кГц видим такую картину..

Спойлер

Что тут описывать?Разбирайтесь с моделью, потом приходите....

[HariusHek]

El-Eng:
Вот вы можете мне просто и доступно объяснить, какие такие процессы происходят в выходном трансформаторе лампового УМЗЧ, что он для приверженцев "лампового звука" стал априори являться (вдруг) частотнонезависимым и линейным элементом схемы?

[просто КОТ]

Всё просто. Сам по себе усилитель сделать в звуковом диапазоне довольно одинаковоусиливающим В ПРИНЦИПЕ не трудно.
Это решается переходными емкостями, обратными связами частотнозависимыми...

А вот трансформатор не то чтоб исправить.. Он ухудшить может. Ибо он должен одинаково хорошо пропустить 20Гц синусоиду, и 20кГц меандр в идеале. А это накладывает к нему довольно жёсткие требования. Без них УМЗЧ НИКОГДА не будет высококачественным.

[HariusHek]

Вот насчёт меандра у меня есть большие сомнения...Соответственно, насчёт скорости нарастания.
ПротивоЭДС ещё не отменяли? Ну, и прочие понятия, как индукция, петля гистерезиса и т.д.?
Неужели всё это не сказывается ?

[El-Eng]

...какие такие процессы происходят в выходном трансформаторе лампового УМЗЧ, что он для приверженцев "лампового звука" стал априори являться (вдруг) частотнонезависимым и линейным элементом схемы?

Конечно, в идеале он таким и должен быть. Естественно, в реале это не так. И здесь важна степень допустимой неидеальности. В конце концов не нужно забывать, что мы работаем на динамики АС, которые, как ни прискорбно, являются самым нелинейным, самым частотозависимым и самым узкополосным узлом тракта хорошей системы звуковоспроизведения.

Неужели всё это не сказывается ?

Сказывается. Но мы можем контролировать это влияние. Индуктивность обмотки определяет нижнюю граничную частоту. Мы можем сделать ее ниже воспроизводимого АС диапазона. Индуктивность рассеяния определяет верхнюю граничную частоту но мы, опять же, можем сконструировать трансформатор с нужной верхней частотой. Внутри рабочей полосы трансформатор (если не брать во внимание нелинейность и не выходить в насыщение сердечника) мало отличается от резистора при работе на чисто активную нагрузку. Да, есть паразитные параметры, но где их нет?
Теперь о нелинейности: эта нелинейность, на самом деле, относительно мала. У правильно спроектированного трансформатора уровень гармоник меньше чем у динамика и спектр их весьма узок. К тому же, чем меньше сигнал, тем меньше уровень гармоник, что делает их еще менее заметными.
Вас никогда не смущал тот факт, что в современных усилителях борьба идет за Кг в 0.1%, 0.01%, 0.001%, а на проценты Кг динамиков никто внимания не обращает. Не есть ли это коммерческий прием, ведь уменьшить Кг в усилителе с общей ООС легко, а уменьшить Кг АС весьма непросто? Попробуйте послушать на хорошем тракте не на полной громкости заранее искаженный сигнал, с разным заданным Кг. Если вы не делали этого, думаю, результат вас удивит.
Все это сказано к тому, что не стоит бояться некоторого повышения гармоник с ограниченным спектром при воспроизведении (но не при перезаписи), это будет просто незаметно. Конечно, лучше обойтись без трансформатора, но без него трудно получить от ламп максимум.

[HariusHek]

Конечно, по поводу Кг динамиков я соглашусь.
Однако! Прослушивания УМЗЧ, т.е., их субъективная экспертиза, если таковая проводилась, происходила на одних и тех же АС, тем не менее, искажения колонок не мешают проводить такие экспертизы.
И целью таких экспертиз является субъективное сравнение звучания именно усилителей.
Так сразу и не вспомню, кто и когда с четверть века назад высказал предположение о том, что именно усилители мощности вносят в музыкальный сигнал те искажения, которые наиболее заметны на слух.
Так же позволю заметить, что сравнение звучания ламповых и транзисторных УМЗЧ поводят на на тех же динамиках, и это не мешает адептам "лампового звука" утверждать, что "ламповый звук" приятнее для слуха.
Но что интересно, таковые экспертизы - дело довольно хлопотное и затратное, Результаты такого мероприятия обычно публикуются инициаторами. И отнюдь не факт, что транзисторные УМЗЧ по результатам прослушивания проигрывают в звучании ламповым.
О статье Пикерсгиля и Беспалова "Феномен транзисторного звучания" ("Радио" № 12, 1981 г. стр. 36) как-то принято умалчивать. А там сделаны интересные выводы именно на основе субъективных экспертиз, но подкреплённых глубокими инструментальными исследованиями.

[El-Eng]

Дело здесь в ширине спектра гармоник, производимых нелинейным элементом. Причем, составляющие более высокого порядка оказывают весьма пагубный эффект несмотря на малость их величины. Это, кстати, отмечают и Пикерсгиль с Беспаловым. Не будем забывать и об интермодуляционных искажениях, компонентов которых тем больше, чем нелинейнее исходный тракт (без общей ООС).
Здесь следует упомянуть дипломную работу Даниэля Х. Чивера, посвященную обсуждаемому вопросу. Перевод ее можно взять отсюда.
Любопытно, что вопрос о необходимости учета порядка гармоники для более объективной оценки звучания усилителя поднимался еще в начале 50-х годов прошлого века (см., например, библию электронщиков того времени "Radiotron Designer's Handbook", издание 4, 1953, стр. 610) но потом был как-то затушеван, не иначе в угоду коммерции.

[HariusHek]

Благодарю, буду изучать.

[diman_d]

Вас никогда не смущал тот факт, что в современных усилителях борьба идет за Кг в 0.1%, 0.01%, 0.001%, а на проценты Кг динамиков никто внимания не обращает.

Вообще-то обращают. При выборе динамиков в АС, и при выборе раздела между динамиками. К сожалению, не все фирмы предоставляют графики THD, что затрудняет выбор.

[El-Eng]

Но согласитесь, что для усилителей этот параметр больше отдает коммерцией, нежели реальным вкладом в суммарный характер звучания.

[As]

У меня создаётся впечатление, что магия цифр совершенно скрыла суть явления, ими измеряемого... Измеряя искажения вольтметром, мы никоим образом не можем оценить степень искажения амплитудной характеристики усилителя, которую, собственно, эти цифры и характеризуют! Ухо же реагирует именно на нелинейность, оно в цифрах ничего не понимает, т.к. аналоговое... Поясню свою мысль: цифра получится одинаковая при большом искажении амплитудной характеристики на малом её участке - и при много меньшем искажении на большом участке. Понятно, что для уха в первом случае искажения будут заметнее...
Далее, про зависимость искажений в усилителе от частоты знают все. А вот о зависимости частотных свойств от амплитуды сигнала на выходе хоть кто-нибудь думал? Вот, взять "классическую" схемотехнику УМ. Основное усиление по напряжению несёт второй каскад, обычно - это транзистор, включенный по схеме ОЭ. Кто-нибудь пытался промоделировать, как влияет на искажения динамическое изменение ёмкости его коллекторного перехода? А оно немалое... (по крайней мере, достаточно велико, что бы скорость нарастания была заметно зависима от напряжения на коллекторе УН!) В лампе этот эффект много меньше проявляется...

[HariusHek]

Вот я поверхностно ознакомился ...
Но выводы рано делать. Чивер сам упоминает, что одним из методов снижения искажений сигнала является увеличение быстродействие транзисторного УМЗЧ.
Кстати, не будучи знаком с этой работой, я утверждал то же самое, только с позиций человека далёкого от математики.
Мне уважаемые оппоненты "объяснили", в чём я не прав (в теме о скорости нарастания). Хотя тема до сих пор не закончилась.

Тут, намедни (анадысь), загрузил в свою ТИНУ LME49710, оказалось, что с ней простой параллельный ВК УМЗЧ при питании 2х12 В выдаёт Ватт 10 при Кг не более 0,06% на 20000 Гц. До того использовал при моделировании LM318 - "самый-самый", что был в скудной библиотеке ТИНЫ. С ним Кг был гооораздо выше!