Схемотехника усилителей для наушников.

[LabAT 57]

Вот здесь все расчеты:

viewtopic.php?f=1&t=1152

 

Подставляете в последнюю формулу свои значения и получаете максимальное звуковое давление, которые ваши акустические системы способны развить (в пиках) конечно, интересует, для этого и большая мощность нужна. Если звуковое давление, менее хотя бы 104dB (вообще нужно значительно больше, 114dB, но в домашних условиях, так всех соседей можно распугать), значит, мощности мало для пиков, динамика будет нарушена.

Для данного варианта получится

SPL (dB) = 89dB+10lg (15W/1W) = 100.76dB

Высокочувствительные АС это выше 94dB/W.

[LabAT 57]

Можно посчитать и на оборот. Рассчитать требуемую мощность усилителя для заданной АС, формулы прежние, все в ваттах.

114dB = 89W+10lg (x/1)

(114dB-89dB)/10 = lg (x), что значит, 10 нужно возвести в степень (114dB-89dB)/10.

Получится х=316.22W

Если SPL=94dB, то х=100W.

[2417700 1]

понятненько......

будем ждать, и экспериментировать по месту,

а не подскажете ссылочку, где можно прочитать про А-класс? как настраивать, какие зависимости между питанием-нагрузкой-током покоя? в общем хотя-бы, дальше сам нагуглю.

не могу найти от чего толкнутся. на вегалабе, рассказывают друг другу нумерованые анкдоты, если не умеешь их рассказывать ловить там нечего. :-)

[LabAT 57]

Я уже давал Вам определение «режима А».

Режим А – это такой режим, где рабочая точка расположена только и только на СЕРЕДИНЕ ВАХ (вольтамперной характеристике). Отклонение, это уже режим АВ. Вот у режима АВ вообще нет четкой границы, главное чтобы ток покоя не был равен нулю. Если рабочая точка не точно на середине, а нагрузка не требует ток больше тока покоя, то отсечки нет, но это только условно можно считать режимом А, потому что все равно происходит уход с линейного участка ВАХ, но это лучше чем работа с отсечкой, которая ведет к росту интермодуляции при переходе нуля.

Да любую книжку по схемотехнике посмотрите.

[vitamir 3]

2417700

Есть классическая книга П.Шкритек "Справочное руководство по звуковой схемотехнике". Прочтите, многое станет понятнее.

А LabAT в этом вопросе неисправимо самобытен, за что в свое время был награжден дохлой кошкой на Аудиопортале, в том числе.

[2417700 1]

наверное, пока, много непонимаю, т.к. это все теория, с практикой думаю все встанет на свои места.

после однозначных цифровых схем, всякие премудрости с аналоговыми схемами не воспринимаются до конца.

В любом случае спасибо за просвящение!

 

vitamir

Брагодарю за книжку.

 

Кстати на саундЭкс мужчина вроде как придумал некий "холодный А-класс" не мостовое-ли включение он имел ввиду, ведь в теории КПД увеличивается в 2 раза, с 25 до 50%. если конечно эта схема остается А-Классом.

[LabAT 57]

vitamir

Вы полагаете, что большинство населения планеты это вундеркинды? Так смею Вас разочаровать, как раз все наоборот. Вы себя к какой части населения причисляете? Большинством голосов такие вопросы не решаются, большинство примет то, что им докажет меньшинство со временем, если докажет. У Вас несамобытное представление на этот счет, а лишь такое о чем ведает большинство. Вы безнадежно бесплодны.

2417700

Вот книгу Шкритека, не советую в первую очередь, он ее написал, когда ему чуть больше 20-и лет было, в ней неточности, граничащие с абсурдом, ограниченным понимание самого автора, в частности его трактовкой определения как раз режима А. Вот когда будет понимание, тогда сами увидите в ней абсурд. Есть более внятные издания, очень известная книга Хоровиц П. и Хилл У. «Искусство схемотехники». Вы ее легко найдете в Интернет.

[LabAT 57]

На измененной схеме, была неточность, которую я исправил, движок подстроечного резистора нужно подключать именно так как теперь, базу транзистора с верхним по схеме выводом резистра и его движком. Тогда с потерей контакта движка, ток покоя будет минимальным через выходные транзисторы, а не максимальным.

[vitamir 3]

кстати на саундЭкс мужчина вроде как придумал некий "холодный А-класс" не мостовое-ли включение он имел ввиду, ведь в теории КПД увеличивается в 2 раза, с 25 до 50%. если конечно эта схема остается А-Классом.

Время идет, кто-то чего-то естественно придумывает периодически, но эта шелуха постепенно отсеивается под напором времени же и практики.

У Шкритека этот материал изложен с применением математики, логично и доходчиво (упорное неприятие этого LabATом только подтверждает истинность подхода в рамках общепринятых моделей усилителей и процесса усиления).

Очень хорошо этот материал изложен также у Douglas Self "Audio Power Amplifier Design Handbook", но на английском.

А чтобы понять, в чем, собственно, искусство у Хила-Хоровица, нужно быть чуточку схемотехником.

[AfArt 0]

LabAT, vitamir,

 

позвольте мне к вам ещё раз обратиться.

Я всё "воюю" на полях "постройки портативного усилителя необразованными интузиастами".

Вот, что изменилось с момента моего последнего появления:

На базе старой конструкции посторил новую, т.к. были некоторые надежды. От старой остался блок питания и канал земли, а вместо одного 2х канального ОУ для каналов, использованы два 2х канальных ОУ, по одному на канал (одна половинка усиление, вторая повторитель напряжения - для увеличения токовых характеристик), так же изменена "разводка платы": входы и выходы на максимальном удалении, питание - медными проводами из одной точки непосредственно с конденсаторов и подвода питания к схеме на ножки ОУ.

http://radikal.ru/F/s48.radikal.ru/i121 ... 1.jpg.html

И сново "провал" - "классика" не повержена (во всяком случае убедительно - по отчётам RMAA - скорей проигрыш, чем выйгрыш), на слух - некоторая разница присутствует, но очень небольшая, наверное лучше у новой.

 

Пробовал вводить в схему дополнительно конденсаторы на выход земли (по 470мкФ + по 10мкФ) - есть некоторые подвижки, но в интемодуляционных искажениях (2-3 дБ), а вот разделение недвигается. Пробовал экранировать входной провод до самой платы - эффекта нет - разделение не зависит от частоты (практически) и уменьшаеться под бОльшей нагрузкой.

 

Что можно попробовать ещё? Как мне вывести разделение каналов до уровня "без нагрузки" (или хотя бы 300 Ом)?

Вот смотрю на чужие "творения" - ну вроди бы все принципы скопированы, а у них лучше чем у меня.

Спасибо.

[LabAT 57]

Ну вот посмотрите на свое творение со стороны, это же «воронье гнездо». Вот в этом и причина. Монтаж должен быть организован логично, проводники не должны так близко распалагаться друг к другу, там и проследить-то у Вас ничего невозможно.

Все демонтируйте и сделайте по-человечески. Разведите плату как печатную, и лишь если нельзя все смонтировать на одной стороне можно сделать перемычки на другой. Сначала разведите питание с общим проводом, потом раположите детали так, чтобы длина проводников была минимальной по возможности, силовые цепи следует подальше расположить от сигнальных. Удачи.

[vitamir 3]

Как мне вывести разделение каналов до уровня "без нагрузки" ?.

Это невозможно по природе вещей.

На разделение каналов влияет качество выходного разъема, способ подключения капсюлей наушников к разъему (тремя или четырьмя проводами), качество собственно кабеля и "папы"-разъема наушников. Также влияют Ваши косички и др. прелести выбранного Вами способа монтажа.

А на разделение каналов без нагрузки еще влияет разделение каналов источника (Вы его померяйте с тем же межблочником, что подключаете усилитель, на всякий случай), межблочный кабель до усилителя и качество разъема на входе усилителя.

Также, обратите внимание, не отличается ли чем-нибудь схема Вашего центрального канала от схемы центрального канала MQube, например.

[AfArt 0]

vitamir,

без нагрузки всё "The best". И от i7 и от моего "референса" - E-MU 0202 USB.

Всё, что подключается к усилителю в качестве нагрузки (разветвитель, наушники, линейный кабель к E-MU) не являеться "узким местом", т.к. на E-MU результаты много лучше (хоть и со своими "бяками"). Остаются: "воронье гнездо", т.е. разводка, монтаж, "косички" ну и разъёмы...

 

Канал земли, много, где немного отличаеться от моей сборки (и у МММ, тоже не так), отличия в основном в том, что везде "буферы" пременены, а так, в остальном, так же ОС ОУ берётся непосредственно с выхода земляного канала. Непонятно почему конденсаторы на выходе земли ничего не дали, поидее - должны хотябы немного компенсировать возможную "тормознутость" ОУ в земле, поэтому наверное не "земля" виновата. Я пробовал один, а не два ОУ в земле оставить, но это не на что не повлияло (видно на этих токах хватает и одного ОУ). А вообще я не знаю, поэтому и спрашиваю.

 

Вот, например у этого "тестера" получилось, что разделение практически не влияет от нагрузки: http://tangentsoft.net/audio/pimeta2/bench/rmaa.html

http://tangentsoft.net/audio/pimeta2/misc/sch-2.01.pdf - в схеме тоже чегото "этокого" нет, ёмкости в питании так даже меньше, единственное, что там напряжение питания выше, печатка, а не моя "самодеятельность" и вроде даже слой экрана для сигнальных цепей от всего остального есть, но я тоже экранировал и удалаял входные цепи.

Ну и вот у этого уилителя, тоже разделение от нагрузки не плывёт: http://www.headphoneamp.co.kr/ftp/sijos ... 120-1b.jpg

http://www.headphoneamp.co.kr/ftp/sijos ... 120-1c.jpg (схема сейчас не доступна).

 

Кстати, что значит: "voltage feedback amplifier" (это приподносят как особенность ОУ, каторые рекомендуют для земляного канала (OPA690, LMH6642), NE5532, OPA2134, JRC4558 - в описании такой оговорки не имеют, что это значит - разве OC бывает и не "по напряжению"?

 

Потом, ещё мысль есть: раз разделение не частотозависимое, то это не наводка по полю, ведь вроди чем выше частота, тем она легче "наводиться", как вы считаете?

 

Вот ещё наблюдение: характер изменнения взаимопроникновения повторяет характер изменения импеданса наушников, только в обратной зависимомти (там где импеданс ростёт - разделение повышаеться). Это может говорить о повышенном выходном сопротивлении земли? Не каналов т.к. каналы на АЧХ не проявляються? Может действительно "земля" тормознутая? А как это проверить/ликвидировать (резисторы последовательные до ОС я уже закоротил)?

[LabAT 57]

Обратная связь бывает и по току.

Что-то рекомендовать при таком монтаже, нет никакого смысла. Действуйте.

[vitamir 3]

Канал земли, много, где немного отличаеться от моей сборки (и у МММ, тоже не так), отличия в основном в том, что везде "буферы" пременены, а так, в остальном, так же ОС ОУ берётся непосредственно с выхода земляного канала.

Что я имел в виду? Обратите внимание, на рисунке

есть резисторы R1 и R4 и конденсатор С6. Ищите у себя аналогии.

Кроме того, нужны блокировочные конденсаторы между + и - питания ОУ непосредственно на выводах ОУ керамика 10нФ или пленка 100нФ. Конденсаторы в цепи формироания виртуальной земли могут опустить шумовую полку. Разница в разделения каналов от нагрузки будет зависеть также от выходного импеданса земляного канала

Вот, например у этого "тестера" получилось, что разделение практически не влияет от нагрузки

Ничего себе не влияет. А Вы хотели бОльшей разницы? Не к стати, приведите, пожалуйста, Ваши измерения. Посмотрим, что там такого ужасного.

что значит: "voltage feedback amplifier" (это приподносят как особенность ОУ, каторые рекомендуют для земляного канала (OPA690, LMH6642), NE5532, OPA2134, JRC4558 - в описании такой оговорки не имеют, что это значит - разве OC бывает и не "по напряжению"?

Вы, конечно, будете смеяться, но "Voltage feedback amplifier" это таки особенность ОУ. Такие ОУ получили наибольшее распространение, исторически так сложилось. В противовес им существуют Current feedback amplifier -разновидность ОУ с токовой ОС (это внутренняя схемотехника такая).

Эти разновидности в общем не взаимозаменяемы, т.е. тупо одни вместо других в схему тыкать нельзя.

Вот ещё наблюдение: характер изменнения взаимопроникновения повторяет характер изменения импеданса наушников, только в обратной зависимомти (там где импеданс ростёт - разделение повышаеться). Это может говорить о повышенном выходном сопротивлении земли?

Однако, да. Это говорит об относительно высоком выходном сопротивлении земляного канала.

Может действительно "земля" тормознутая?

А это только в том случае, если выходное сопротивление земляного канала растет с частотой.

[AfArt 0]

LabAT,

Я попробую другую разводку, но попозже. Печаток я пока не разу не делал, поэтому пока отложу.

 

vitamir,

У меня есть R4 (10k) и С6 (10pF) - вместе это фильтр низких частот от возбуждения на кило и мегогерцах, у меня получаеться на 1.5 мГц (или я неправ?) , R3 нет, а зачем он тут?, в каналах, мне так объяснили, ставят для защиты от переварота фазы на ОУ при мин. входном сигнале, а здесь непонятно, можно попробовать. Хотя наверное тоже для этого (когда входная земля окажеться ниже выходной), но на этот аргумент, тоже есть ответ: opa2134, по даташиту устойчив к "перевароту" со смещением до 10В.

Блокировочные это с питания на землю? - "их есть у меня" по 0.1 мкф на каждой ноге питания (керамика). Между + и - только возле основных конденсаторов - керамика на 1 мкф.

 

в качестве нагрузки наушники: Koss ksc55 (ном. импеданс 60 ом, с резонансом на 50-80 гц до ~80 ом), Senn eh350 (ном. имп. 32 ом, с резонансом ~36 ом на 80-100 Гц), UE Triple.Fi (арматурные трёх-драйверные, ном. имп. 32, в "натуре": ~24 на низких, 80 на 1 кГц, 12 на 10кГц, собственно подних и "улучшается усилитель", да, ещё они обмерялись на меньшем уровне сигнала от усилителя ~-7 дБ), Senn HD650 (ном. имп. 300 ом, с резонансом - ресурс с данными не доступен, но нелинейный на частотах до 100Гц).

Хочу разделение на Tripl-ах более 70-75 во всём диапазоне.

 

Если в даташите нет упоминания о "типе" ОС усилителя - это значит, что он "по напряжению"?

 

Как бороться с "относительно высоким сопротивлением"? Если ёмкость на выходе поставить "побольше" она должна помочь? Моя 470мкф+10мкф (low ESR) дала не много ~ 2 Дб.

 

И ещё один вопрос из разряда "это основы, каторые должен знать каждый" - что такое "Open-Loop Output" и "Closed-Loop Output" (в даташитах пишут, и для них характеристики разные) - типа "без нагрузки" и "с нагрузкой", или подругому?

[StaS 16 3 Тракты]

Возможно меня сейчас кто нибудь и высмеет, но расскажу о своём наблюдении. Результаты замеров в RMAA проникновения каналов, координально различались при использовании двух одинаковых потециометров ALPS27 50K. С одним из них получаются хорошие результат, а вот с другим всё выглядит совсем иначе, почти как у вас с нагрузкой. Позже выложу картинки для лечшего понимания о чём я говорю.

[vitamir 3]

У меня есть R4 (10k) и С6 (10pF) - вместе это фильтр низких частот от возбуждения на кило и мегогерцах, у меня получаеться на 1.5 мГц (или я неправ?) , R3 нет, а зачем он тут?,

А Вы поставьте на всякий случай . Обратите внимание, что резисторы с допуском 1%. Если найдете точнее, - будет лучше. В основные каналы тоже.

Блокировочные это с питания на землю? - "их есть у меня" по 0.1 мкф на каждой ноге питания (керамика)..

Я русским языком написАл: между + и - питания каждого ОУ один конденсатор непосредственно на выводы. Оставьте землю в покое. Нет ее у Вас.

 

С графиками у Вас все в порядке, не вижу проблемы.

 

Хочу разделение на Tripl-ах более 70-75 во всём диапазоне.?

Прийдется использовать ОУ с более мощным выходом, например AD8397, или любой буфер, способный на бОльший ток.

 

Если в даташите нет упоминания о "типе" ОС усилителя - это значит, что он "по напряжению"?

Да. Но Вы не совсем грамотно сформулировали. Дословно это не переводится. Имеется в виду конкретная внутренняя схемотехника ОУ. Это не имеет отношения к типу ОС, примененному в конкретной схеме усилителя на этом ОУ. Если "нет упоминания о типе" по-русски "просто ОУ". Иначе "ОУ с ТОС" (в англоязычных CF=current feedback).

Как бороться с "относительно высоким сопротивлением?

Только умощнять выход. Любым известным способом.

Если ёмкость на выходе поставить "побольше" она должна помочь? Моя 470мкф+10мкф (low ESR) дала не много ~ 2 Дб.?

Я не понял, на каком выходе емкость?

Емкости (две возможно более одинаковых) должны стоять параллельно резисторам формирователя виртуальной земли. Конденсаторы разных типов и разных емкостей будут давать разную картину. Для выравнивания разделения по частоте используют "бутерброд" из электролитического и пленочного конденсаторов,

И ещё один вопрос из разряда "это основы, каторые должен знать каждый" - что такое "Open-Loop Output" и "Closed-Loop Output" (в даташитах пишут, и для них характеристики разные) - типа "без нагрузки" и "с нагрузкой", или подругому?

Осмысленный перевод, с английского в том числе, имеют фразы, а не слова или их сочетания. В приведенных Вами словосочетаниях речь может идти о чем-то по отношению к выходу без и с обратной связью. Точнее только в контексте.

[vitamir 3]

Результаты замеров в RMAA проникновения каналов, координально различались при использовании двух одинаковых потециометров ALPS27 50K. С одним из них получаются хорошие результат, а вот с другим всё выглядит совсем иначе, почти как у вас с нагрузкой.

Очень даже возможный вариант. Резисторы из одной партии?

Где-то недомыли, где-то грязь попала в резистивный слой или керамику.

В розницу часто торгуют отбраковкой.

[AfArt 0]

StaS,

к сожалению это не мой случай, т.к. у меня уровни на line-in подаються в карту через отдельные предусилитили с отдельными моно-потенциометрами в самой E-MU.

 

vitamir,

Понял.

 

Понял. Но ведь два последовательно по 0.1мкФ это, тоже самое, что один на 0.05мкФ, правда мои ещё и на землю завязаны серединкой, ладно попробую, если конденсаторы найду.

 

Вот с этим как раз проблема. На нашем радиорынке о таких весчах не слышали (tle2426 (формирователь земли), njm2114, njm4556, njm4580, ad8397, opa551, opa690, lmh6642, tpa6120, Buf 640, lme49600, нашёл только opa(2)134, opa2132, ne5532, njm4558 (из тех, что искал)), похоже можно только через фирмы, а там партиями (((.

 

Ёмкость добавлялась между питанием и вЫходной землёй, типа поддержать выход ОУ - по два электролита (низкоимпедансных) на 470 и 10 мкФ относительно каждого полюса.

 

Понял, у меня эти словосочитания присутствуют в таблице с тех. характеристиками ОУ:

- т.е. есть/нет обратная связь? У меня есть, как в схеме выше, через 10К, значит, для меня "Closed-Loop Output"?

[AfArt 0]

Оцените такой "выход из положения", предположительно именно относительно высокое выходное сопротивление ОУ в земле всему веной:

В качестве источника питания берём 2а элемента li-pol, подключаем их последовательно, а среднюю точку между ними заводим на выход земли. Конденсаторы в системе питания тоже переносим на выходную землю. Таким образом получиться, что ОУ земли будет только поддерживать среднюю точку на необходимом уровне (засчёт доразрядки более ёмкой батареи) и разделять слаботочные и сильно точные цепи. А "низкое сопротивление земли" будут обеспечивать максимальные ёмкости и сами батареи. Две кроны неподходит, т.к. ёмкость недостаточна и напряжение большое не нужно.

[vitamir 3]

правда мои ещё и на землю завязаны серединкой

Вот то-то же.

 

Вот с этим как раз проблема. На нашем радиорынке о таких весчах не слышали

Параллелить то, что есть. 4580 к стати, не так и плохо. Есть конструкции, где по два-три десятка ОУ в параллель включают, и ничего.

 

 

Ёмкость добавлялась между питанием и вЫходной землёй, типа поддержать выход ОУ - по два электролита (низкоимпедансных) на 470 и 10 мкФ относительно каждого полюса.

Это лишнее.

 

"?

Closed loop - охваченный обратной связью и в сноске какой именно.

Open loop - не охваченный обратной связью.

В Вашей схеме надо значение для Open-loop разделть на глубину обратной связи

[vitamir 3]

Оцените такой "выход из положения".

Низачот

Два-четыре ОУ в параллель и делов-то.

В каждый канал.

Нет, в земляной в два раза больше, чем в основной.

[AfArt 0]

vitamir,

 

каждый ОУ берёт 4-7мА тока, только на простой. В имеющейся схеме их 6, по-два в каналах, чисто для эксперимента, планировал переделать на одиночные, если разделение выйграет, и два в земле - итог 22 мА в простое - одна алколайновая крона (580 мВч) не протянула и 2х недель (правда много экспериментов было), Chumoy с двумя ОУ ходил - 1.5 месяца. Если ОУ и дальше наращивать, придёться "чемоданы" за собой носить.

Я вот тут пытался "прикидывать": При уровне сигнала в пике 0.3В (для меня больше не надо) получается мгновенный ток в канале на импедансе в 10 Ом - 30 мА - рабочий ток для большенства одиночных ОУ, но наверное мои "эксперименты" показывают, что выходное сопротивление при таких режимах сильно влияет на результат. Кстати на АЧХ амплитуда для Tripl-ов выше 10кГц (там импеданс около 12 Ом) проседает до -0.5 дБ, но смех в том, что она также проседает и на одинарных ОУ и с землёй в виде делителя с 4.7кОм и ёмкостями 220 мкф.

В общем можно эксперементировать дальше.

[2417700 1]

AfArt

начните с првильной разводки, не в обиду, но этот клубок соплей не будет работать стабильно.

даже если вы не умеете делать печатки, посмотрите какие бывают схемы на макетках, иная печатная плата оттдыхает. Электроника - это наука о контактах, а у вас их там столько что хватит не на одно "необъяснимое явление". И рано или поздно там что-то замкнет и все.

 

Понятно ваше стремление сделать конструкцию портативной и поскорее начать пользоваться ей.

Но,поймите и Вы, качество монтажа ОЧЕНЬ важно. и его сложно сделать аккуратно, на сильно ограниченном пространстве, поэтому или увеличьте макетку, или делайте печтную плату.

я-бы сделал так: сделал разводку под печ.плату, и попробовал сымитировать ее на макетке, т.е. вместо дорожек кусочки проводов, НО не по прямой, с клубком середине, а соблюдением геометрии тех самых дорожек.

 

Я спалил и испортил не одно устройство и потратил не один день на поиски "того, чего не может быть", прежде чем понял - что есть вещи которые не терпят колхоза, и построение электронных устройств, одна из них, а аналоговых устройств - тем более.

Иногда приходтся приводить свою самооценку в соответствие с действительностью, как это не грустно