Чувствительность наушников, требования к усилителю.

Модератор: mike@in-russia

СГ
Сообщения: 76
Зарегистрирован: Ср июл 02, 2008 22:52
Откуда: Москва
Контактная информация:

Номер сообщения:#16   СГ » Сб июл 05, 2008 15:27

Уважаемый LabAT, да, я имел в виду, что база подключается прямо к аноду, а транзистор питается от того же напряжения. Собственно, это и оптимально с точки зрения динамического диапазона.
Конечно, придется отводить от транзисторов солидную мощность (~10 Вт). Но усилители, так построенные, неизбежно имеют крайне низкий КПД...
Я, хоть и не отношу себя к аудиофилам, задумал тоже собрать ламповый усилитель для наушников. Но ориентируюсь на трансформаторный выход, это все-таки проще. И трансформаторы подходящие как раз есть.

LabAT
Сообщения: 75
Зарегистрирован: Чт мар 13, 2008 2:26
Откуда: Moscow

Номер сообщения:#17   LabAT » Сб июл 05, 2008 15:49

Тогда лучше делать на 6С45П-Е (8-85000 Гц, -3dB) с многосекционным выходным трансформатором, схема получится сверх короткая. Только резистор в катоде и емкость если надо. В аноде выходной трансформатор и все, но анодное напряжение уже должно быть в районе 150В. Схема очень хорошо работает и дает отменный звук, если этой лампы нет, можно использовать 6Ж51П (12-82000 Гц, -3dB) в триоде. Будет тоже хорошо, но отмечают что все же уступает первому варианту. В качестве выходного трансформатора можно использовать трансформатор от ламповых телевизоров ТВК (40-35000 Гц, -3dB), или лучше намотать многосекционный.
Истине нужно несколько слов, демагогия требует библиотек.
A.Tutoshkin.

СГ
Сообщения: 76
Зарегистрирован: Ср июл 02, 2008 22:52
Откуда: Москва
Контактная информация:

Номер сообщения:#18   СГ » Сб июл 05, 2008 17:02

Знаю, вы имеете в виду схему Торопкина. Верю, что она неплохая, но я не приветствую его субъективных, вкусовых подходов. Все-таки надеюсь, что схема, разработанная мной, будет тоже хорошей.
Где бы только взять время на эти глупости...

LabAT
Сообщения: 75
Зарегистрирован: Чт мар 13, 2008 2:26
Откуда: Moscow

Номер сообщения:#19   LabAT » Сб ноя 01, 2008 1:49

Сложность оценки работы усилителя заключается не в его технических характеристиках, которые принято для любых подобных измерений производить на эквиваленте нагрузки. Этому есть важные причины, иначе сравнить разные усилители будет просто невозможно. Почему? Сейчас будет понятно.
Значительно информативней выглядит работа усилителя на конкретной реактивной нагрузке, то есть с той, с которой предполагается использовать усилитель. Акустические системы в основном не меняют часто, поэтому достаточно подобрать всего один раз АС под усилитель. Можно подобрать и усилитель под АС, что реже бывает, вероятно, потому что в жилом доме акустическая система, это часть интерьера. Ну, это как кому нравится дело не в этом. Применительно к наушникам, дела обстоят несколько по-другому. Усилитель выбирают чаще всего один, а вот наушников может быть достаточно много моделей, тем более, если их коллекционировать.
Что может получиться и вероятно обязательно получится в сочетании конкретного усилителя и разных моделей наушников?
Как известно, электродинамические преобразователи и наушники в том числе, имеют реактивное сопротивление, импеданс носящий индуктивный характер. Поэтому для усилителя это переменная нагрузка в зависимости от частоты, и с ее ростом увеличивается, причем имеется и резонансный горб, характеризующий механический резонанс подвижной системы. Усилитель к такой нагрузке обычно оказывается не готов, и если с техническими характеристиками на эквиваленте нагрузке у него может быть все отлично, то на реальной реактивной нагрузке все характеристики могут измениться, и всегда только в худшую сторону.
Надо заметить, что существуют два типа усилителей, это генераторы тока (ламповые усилители, как правило) и генераторы напряжения (обычно это полупроводниковые усилители). Генератор тока поддерживает постоянный ток выходной цепи, поэтому от импеданса нагрузки меняется выходное напряжение. У генератора напряжения все наоборот, то есть выходное напряжение поддерживается постоянным, а меняется выходной ток, в зависимости от индуктивного сопротивления, и значит частоты.
Схемотехники ламповые усилители называют усилителями напряжения, поскольку меняется напряжение, а полупроводниковые усилители усилителями тока. Это сленг, поэтому с позиций электротехники правильно называть и рассматривать усилители как генераторы.
Вот для примера график АЧХ (амплитудно-частотной характеристики) усилителя нагруженного индуктивным сопротивлением, в данном случае наушниками.
Изображение
На графике видно, что все характеристики в точности повторяют реактивное сопротивление нагрузки. Назвать это АЧХ усилителя неправильно, на постоянном резисторе, то есть на эквиваленте нагрузке, на которое и рассчитывается сам усилитель, АЧХ усилителя выглядела бы прямой линией. Другое дело, что такая неодинаковость и сам принцип построения и работы усилителя сильно зависит от характера и величины такой неравномерности сопротивления нагрузки. Все детали усилителя предусмотреть и измерить невозможно, нельзя заранее знать с какой нагрузкой будет использоваться усилитель.
Что получится, и нелинейными искажениями на индуктивной нагрузке, показывает другой график.
Изображение
Этот график уже дает представление о неодинаковости выходных сигналов на разных типах нагрузки, на резисторе вообще все чисто, нет даже этих всего трех гармоник.
Отличия довольно значительные, ламповый усилитель дает все три гармоники и достаточно большой амплитуды до -65dB (вторая гармоника 0,056%), но спектр короткий, только до четвертой гармоники. Транзисторный усилитель ведет себя неплохо, амплитуда всех гармоник лежит ниже -95dB (вторая гармоника 0,0018%), но только на нагрузке, которая не имеет большого разброса импеданса по частоте, а спектр удлиняется до восьмой гармоники. На сложной для усилителя нагрузке, амплитуда гармоник увеличивается до уровня лампового усилителя, причем самая большая оказывается третья гармоника уровнем -70dB (0,03%), оставляя широкий спектр до восьмой гармоники. В общем не все так плохо выглядит даже для транзисторного усилителя.
Что же происходит с интермодуляционными искажениями, которые непременно дадут окраску звучания.
Изображение
Как видно, картина для лампового и транзисторного усилителей резко поменялась. Ламповый усилитель мало реагирует на импеданс нагрузки, транзисторный усилитель просто зашкаливает эмоциями, точнее гармониками на сложной нагрузке. Даже самая удачная нагрузка для транзисторного усилителя почти в десять раз увеличивает амплитуду второй гармоники на низкой частоте, то есть на 20dB. Сложная нагрузка увеличивает амплитуду второй гармоники более чем в тридцать раз, то есть более чем на 30dB. Это уже в районе 3%, это ведь для транзисторного усилителя! Обычно для транзисторных усилителей привычны искажения на уровне десятых и сотых долей процента, а здесь целых три, суммарный уровень еще больше. Самое худшее в таком сочетании усилителя и нагрузки, это очень широкий спектр, до двадцать первой гармоники.
Осталось только выяснить что там на самом деле у вашего усилителя. :roll:
Истине нужно несколько слов, демагогия требует библиотек.
A.Tutoshkin.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 29276
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Номер сообщения:#20   morozov » Ср ноя 05, 2008 15:05

Этот график уже дает представление о неодинаковости выходных сигналов на разных типах нагрузки, на резисторе вообще все чисто, нет даже этих всего трех гармоник.
Если помните я Вам говорил. что идеальный выход - токовый источник.

Ламповый (не ваш, а настоящий с нагрузкой в аноде) близок к идеальному токовому... однако совсем не обязательно городить эту фигню... по крайней мере под наушник можно соорудить простенький, но практически идеальный усилитель...
все руки не доходят... я помню свое обещание.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

LabAT
Сообщения: 75
Зарегистрирован: Чт мар 13, 2008 2:26
Откуда: Moscow

Номер сообщения:#21   LabAT » Чт июл 02, 2009 23:21

Усилитель для наушников Vigro, встречается только как КИТ, но не в России. Схема достаточно сложная, но и ОЧЕНЬ качественная, работает практически с любыми наушниками на современном рынке.
Изображение
Изображение

Изображение
Истине нужно несколько слов, демагогия требует библиотек.
A.Tutoshkin.

LabAT
Сообщения: 75
Зарегистрирован: Чт мар 13, 2008 2:26
Откуда: Moscow

Номер сообщения:#22   LabAT » Чт июл 02, 2009 23:34

Headphone Protector.
Защита наушников, особенно актуальна для усилителей с двуполярным питанием и непосредственной связью с нагрузкой. В результате, при аварийной ситуации, при выходе из строя одного выходного транзистора на наушники будет поступать постоянное напряжение 15 вольт!!! Касается в первую очередь таких известных и хороших усилителей, как Lehmann Audio Black Cube Linear. Наушники такого казуса естественно не перенесут, а их стоимость может быть и выше стоимости усилителя. Тем более что ремонт самого усилителя несложный, а наушники придется выбросить, скорее всего.
Изображение
Схема работает следующим образом. Каналы полностью независимые. Каждый канал состоит из двух компараторов для положительного и отрицательного напряжения отдельно, опорное напряжение подается на инвертирующие входы, поэтому появление постоянного напряжения любой полярности на неинвертирующих входах приведет к переключению одного из компараторов, что в свою очередь приведет к срабатыванию реле и размыканию цепи нагрузки.
Постоянная времени цепи t=C2*(R12+R14) равна приблизительно 6 секундам, что определяет время до срабатывания реле при включении.
Истине нужно несколько слов, демагогия требует библиотек.
A.Tutoshkin.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 29276
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Номер сообщения:#23   morozov » Вс июл 05, 2009 10:42

Схема достаточно сложная, но и ОЧЕНЬ качественная, работает практически с любыми наушниками на современном рынке.
За версту пахнет радиолюбительством...
Это называется создай себе трудности и работы тебе хватит на год... именно так создаются подобные "шедевры"...
В результате, при аварийной ситуации, при выходе из строя одного выходного транзистора на наушники будет поступать постоянное напряжение 15 вольт!!!
Решается просто. Разделительный конденсатор. при достаточно большой емкости искажения не в носятся.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

LabAT
Сообщения: 75
Зарегистрирован: Чт мар 13, 2008 2:26
Откуда: Moscow

Номер сообщения:#24   LabAT » Сб июл 18, 2009 11:45

Валерий Борисович, здравствуйте. Какие трудности? Когда есть интерес, это удовольствие. Хобби, куда от него?
В устройствах с двуполярным питанием емкость на выходе нет возможности поставить, потому что на выходе усилителя ?почти нуль вольт?, но только почти, потому что в реальных устройствах всегда есть что-то неизвестной полярности. В однополярных схемах, разумеется, требуется отделить постоянную составляющую от переменной и без электролита не обойтись. Есть правило, чем меньше разделительных емкостей, тем лучше. Поэтому вариант с разделительной емкостью, неудовлетворительный для высококачественного звуковоспроизведения.
Но! Всегда можно найти рациональное решение, которое удовлетворяет оптимальным требованиям.
Истине нужно несколько слов, демагогия требует библиотек.
A.Tutoshkin.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 29276
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Номер сообщения:#25   morozov » Сб июл 18, 2009 13:08

В устройствах с двуполярным питанием емкость на выходе нет возможности поставить, потому что на выходе усилителя ?почти нуль вольт?
при работе на низкоомную нагрузку экономия емкости имеет смысл ... но постоянна на емкости должна быть нулевой
иначе это действительно опасно для нагрузки. Схемотехника это решает... ну а емкости можно брать неполярные или лучше пара емкостей ...вообще-то это уже неконкретный разговор...

Вообще-то проблемы нет ...нужно сильно постараться, что б схема стала опасна для 32 Омных наушников.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 29276
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Старая работа

Номер сообщения:#26   morozov » Сб июл 18, 2009 13:13

Диапазон частот, необходимый для хорошей передачи речи и музыки

Л.Д. Розенберг
В результате работ ряда авторов давно было известно, что для высококачественной, так называемой ?натуральной? передачи речи и музыки необходима передача частот в диапазоне от 30 до 15 тысяч герц. Однако в 1945 г. была опубликована довольно тщательно выполненная работа Чинна и Айзенберга, из которой следует, что в случае одноканального (моноаурального) воспроизведения звука большинство слушателей предпочитает ?укороченный? диапазон, ограниченный сверху частотой 5000 гц. Для объяснения этОго результата можно высказать три предположения.
http://ufn.ru/ufn49/ufn49_5/Russian/r495f.pdf
С уважением, Морозов Валерий Борисович

LabAT
Сообщения: 75
Зарегистрирован: Чт мар 13, 2008 2:26
Откуда: Moscow

Номер сообщения:#27   LabAT » Ср окт 07, 2009 14:12

У ламповых бестрансформаторных усилителей есть один серьезный недостаток, они плохо работают на низкоомную нагрузку. Выход. Сделать гибридный усилитель.
Задача гибридного усилителя, простыми средствами раскачать входной сигнал до требуемой величины, и усилить его по току, с тем, чтобы в качестве нагрузки можно было бы использовать любые наушники, с любым импедансом и чувствительностью.
Лампа легко усиливает входной сигнал, при этом достаточно всего одного каскада усиления, спектр его будет коротким и линейным, а все гармоники не будут вылезать за рамки огибающей ?субъективных? гармоник. Транзисторный выходной каскад по усилению тока, если он работает в режиме А, тоже не будет слабым местом, его спектр так же короткий и даже будет ниже, чем у каскада усиления напряжения на лампе. Общая ООС для такого усилителя оказывается совершенно лишней, а это значит, что и динамических искажений совершенно не будет. Суммарный спектр всего усилителя будет ?ламповым?, лампа поглотит спектр транзистора, но он не выйдет за рамки спектра ?субъективных? гармоник и на слух не будет выделяться, как будто гармоник усилителя вообще нет.
Прототипом схемы были многие известные решения, в том числе и показанные здесь в теме, но всем им не хватало что-нибудь, единственным приближением был усилитель MELO (Архипов А.И), но предлагаемый вариант значительно превосходит его по всем параметрам, имеет большее выходное напряжение на 8 Ом, что нужно таким наушникам как ТДС-7, и имеет совсем незначительные искажения. На частоте 20 кГц уровень 2-й гармоники около 1% на максимальной амплитуде (зависит только от лампы), при номинальном выходном напряжении ее уровень резко снижается, а все остальные гармоники отсутствуют как класс, то есть их уровень лежит ниже 0,003%. Фазовые отклонения минимальны и не выходят за рамки принятых для высококачественного звукоусиления норм. Полоса частот по уровню -3dB не менее 1 Гц ? 1 МГц и совершенно линейна до 250 кГц. Коэффициент передачи всего усилителя около 24dB. Амплитуда выходного напряжения на нагрузке 32 Ома более 6,5V, а график искажений показан для частоты сигнала 20 кГц при выходном напряжении 3,2V.

Изображение
Изображение
Усилитель собран на лампе 6Н23П (можно и любой ее аналог применить). Другие лампы при таком низком (для ламп) анодном напряжении все же работают неуверенно, надо подбирать специально, что только затруднит конструкцию. Выходной каскад собран на составном транзисторе по схеме Шиклаи на транзисторах КТ3102 и 2SA1301, генератор тока собран на 2SC3280. Можно легко использовать любые транзисторы, которые подходят по мощности и частоте, можно и КТ8101 ? КТ8102. Диоды можно применить КД522 или N4148. Уделять специальное внимание транзисторам, как это делают многие, это неверно, нельзя конечно ставить что попало, надо просто оценить транзисторы по мощности и частоте. Выбор достаточно большой. Весь успех не в деталях, а в концепции схемы, в режимах и в полученном спектре. Ток покоя выходных транзисторов выбран Iп=320mA, при питании 45-50V.
Универсальный усилитель довольно противоречивая ?штука?, поэтому для наушников с импедансом до 32 Ом, лучшим будет резистор в аноде, показанный на схеме, а выше 32 Ом лучше поставить до 27-30 кОм. Ток покоя лампы лучше не менять и оставить резистор в катоде, как показано на схеме.
Еще при обсуждении ?Семигора?, Игорь Семынин говорил, что проверял и на Шиклаи, но ему понравился больше Дарлингтон. Проверка обоих вариантов показала, что Шиклаи имеет вдвое меньшие искажения, при том же характере всего спектра. Вероятно, просто большее подкрашивание звучания может привлечь большее, и привлекает большее внимание с недостаточно качественными наушниками, но это не лучше. К тому же, надо понимать, что сама модель наушников, как и любой акустики, очень сильно влияет на само качество, разумеется, и низкокачественные или недостаточно высокого качества наушники, только разочаруют. Чтобы оценить качество усилителя, наушники должны быть самыми высококачественными, а качество начинается не менее чем от 100$. Все модели наушников сегодня точно известны и по достоинству оценены, поэтому это тот минимум, от которого можно вообще отталкиваться, менее качественный наушники вообще не дадут оценить правильно усилитель.
Истине нужно несколько слов, демагогия требует библиотек.
A.Tutoshkin.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 29276
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Номер сообщения:#28   morozov » Пт окт 09, 2009 23:41

Прибарахлился

Изображение

ну а усилитель нелеп...
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Bioton
Сообщения: 51
Зарегистрирован: Пн окт 15, 2007 17:40
Откуда: Ростов на Дону

Номер сообщения:#29   Bioton » Ср окт 21, 2009 23:38

Виват А. Тутошкину!!!
Линейность ламповых контрукций - пока недостижима, в транзисторах даже "Моторолле".
Просто потому, что h11 у транзисторов комплексный. (Вычисляется через ТФКП.)
В этом свои плюсы и минусы - извесные доперестроечным радиоинженерам 0701.

LabAT
Сообщения: 75
Зарегистрирован: Чт мар 13, 2008 2:26
Откуда: Moscow

Номер сообщения:#30   LabAT » Ср ноя 11, 2009 20:02

:hello:
Истине нужно несколько слов, демагогия требует библиотек.
A.Tutoshkin.

Ответить

Вернуться в «Техника эксперимента, технология, схемотехника, комплектующие / Experimental Gear, Technology, Circuit Technique, Componentry»