Схемотехника усилителей для наушников

[ДмитрийЗл]

ВК запаздывает, тогда перезаряжается только с одной стороны (от ДК через нагрузку на землю)

высокочастотно мыслить надо.
Нагрузка на этих частотах = много килоом (провода, звук, катушка, индуктивность кондёров), там уже ничего не пролезет.
А самое главное - она уже вне петли регулирования!!
и вообще, эту байду с медленно/быстро я затеял для наглядности, думал будет понятней. оказалось нифига
Просто рисуешь диаграмму Боде (симулятор в помощь) и смотришь, что получается, если коррекцию делать с выхода ВК на ДК (с полюсом УНа где-то между).

 

[ZAQ]

ДмитрийЗл, да я думал про это... Измерил индуктивность катушки+провод три метра около 4мГн... Тогда, по-правильному, нужно спектр и отклик на осциллографе смотреть не только с резистором в нагрузке, а ещё и с эквивалентной катушкой в нагрузке.  

Нагрузка на этих частотах = много килоом (провода, звук, катушка, индуктивность кондёров), там уже ничего не пролезет.

Судя по логике, это очень хорошо, меньший ток, постоянная времени больше->ДК замедляется сильнее при односторонней переразрядке, пока с другой стороны не "придёт ответ" от ВК, и ёмкость не начнёт перезаряжаться быстрее; то есть, перед УН сигнал резко не сможет нарасти, я так понимаю, но тогда он не сможет быстро нарасти на входе ВК...  Палка о двух концах получается... Снова путаница, что должно быть быстрее...

[ZAQ]

Всю ночь носил воду в шапке, чтобы потушить костёр, к утру оказалось, что это была нефть...
В общем, перепробовал многое. Удалось получить симпатичный выброс, даже увеличить сопротивление до 2к2 и уменьшить ёмкость до 10пФ местной ОС ВК... И вот незадача: что-то дёрнуло меня проверить, как повлияет индуктивность... Требуемого номинала не нашёл, а мотать было лень. Взял старые 32 Ом наушники, завернул в одеяло (хотя оно мало помогло, было всё равно прилично слышно) и подал с осциллографа меандр от генератора... Короче, выброс уменьшился по ширине, я поначалу обрадовался, но после работы на наушники около минуты (как прогрелся ОУ) началось... С резистором в нагрузке спокойно работает сколько угодно, а с наушниками меандр выдерживает минуту, и фсё...  И дальше шаманил я с бубном над ним по 20-му кругу всю ночь напролёт. ))) И что только не делал... Устал, дай, думаю, верну, как было вначале, то есть, полюс (5)-(6) по даташиту - всё тщетно. Потом с грустью посмотрел на полюс (4)-(6), стал ставить туда разные ёмкости в порядке возрастания, и что самое интересное, когда поставил туда 68пФ, как в даташите - УРА, всё теперь работает стабильно и сколько угодно долго, хотя я и в недоумении - на характер сигнала этот полюс никак не влияет.
Вот такую картинку с наушниками в нагрузке в итоге удалось получить(проверил оба канала - на вид практически идентичны, блин, как же плохо видно на цифровом осцилле из-за помех):

[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-3379-ee19e2f796.jpg[/img]
img-3379-ee19e2f796.jpg

Звучит этот вариант очень даже... Как высплюсь, сделаю ещё картинки со спектром и THD.
Да, и схему надо будет перерисовать...

[ДмитрийЗл]

И вот незадача: что-то дёрнуло меня проверить, как повлияет индуктивность...

ты нарвался на ещё одну большую проблему - нагрузка вводит дополнительный сдвиг фазы.
Поэтому нагрузку надо "изолировать" от выхода ОУ. Обязательно!!!

Смотри схему с вегалаба  R11, L1, C10

L1 - намотать тонким проводом прям на сопротивление R11

[ZAQ]

ДмитрийЗл , я так понимаю, этот LC фильтр создаёт дополнительный фазовый сдвиг, который нивелирует влияние индуктивности нагрузки на фазу в некотором диапазоне частот (в районе где-то 150кГц-300кГц)?
Боюсь, что на частоте 20 кГц импеданс zRL ~= Rн, на 10к - Rн/2, поэтому, нагрузка окажется "заизолированной" на столько сильно, что будет большая потеря сигнала...  Если zRL уменьшить раз в десять, то ёмкость конденсатора нужно будет в 10 раз увеличить, а это уже 220nF (Xc[10kHz] ~= Rн)! Так что, с 32 Ом наушниками в нагрузке не проканает.
Меня больше смущает, почему с полюсом (4)-(6) 68 пФ характер нагрузки не влияет на стабильность? Да, и почему без этого полюса (если предположить, что индуктивность нагрузки сдвинула фазу) не свистит сразу? И почему сигнал на осциллографе поначалу ничем не отличается, всё работает, а возбуд начинает постепенно нарастать после минутного прогрева? Странно как-то всё...

[ZAQ]

Снова снял спектр в один график (вариант по последней картинке с меандром), усилитель - чёрный цвет, карта - контрастный цвет, максимальная мощность, около -1дБ на входе усилителя и столько же на входе карты с делителя, 4кГц:

[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-3380-9f2b320843.jpg[/img]
img-3380-9f2b320843.jpg

[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-3381-b4f027a6be.jpg[/img]
img-3381-b4f027a6be.jpg

Правда, в качестве нагрузки резистор, а не сами наушники (долго отлавливать неподдающийся уровень, слушать писк невыносимо, может позже, ради интереса подберу катушку на 4мГн и попробую повторить тесты вместе с ней)

Искажения, карта, 1кГц:

[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-3382-1d565b9e53.jpg[/img]
img-3382-1d565b9e53.jpg

Искажения карта+амп, максимальная мощность на нагрузке 33 Ом, 1кГц:

[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-3383-3a9f1543ed.jpg[/img]
img-3383-3a9f1543ed.jpg

Судя по разности, THD около 0.0047%. Не знаю, на сколько это точно, ведь искажения карты получаются почти в 3,5 раза выше...
Показания IMD меня смущают, почему-то суммарные меньше получились, не знаю, с чем это связано, видимо, погрешность. Старался тестировать максимально честно, лучшей возможности пока не имею, так что, не судите меня строго, как уж вышло - опыта пока мало... Старый вопрос остался: сгодится ли для мониторинга, или искажения всё равно велики? Сколько допускается?

Схема, конечный вариант (думаю оставить, даже если для мониторинга не пойдёт, звучит хорошо, подумываю теперь про корпус ; хочу попробовать ещё пару схем, первый раз трудно, дальше, думаю, полегче пойдёт):

[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-3386-2cbef34c4f.GIF[/img]
img-3386-2cbef34c4f.GIF

Лейка платы, кому нужно:

[real64]

ZAQ, а можно точно такой же, но с перламутровыми пуговицами. То есть провести измерения усилителя с нагрузкой резистором 30-33 Ом и напряжением на выходе 2,16 V rms программой  RMAA,  сохранить результаты в файл SAV и выложить. Интересно будет сравнить, хотя бы оценочно.
  Вот измерения при указанном напряжении моего усилителя. Нагрузка - наушники 32 Ома.
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-3385-9640f0afd1.jpg[/img]
img-3385-9640f0afd1.jpg    

[ZAQ]

real64 , без проблем, как немного освобожусь, в ближайшее время сделаю.
Только у моей звуковухи выше собственные искажения, так что, я не знаю, корректным ли будет такое сравнение...
Как я понял, нужно сделать на 44кНz, 24bit, 33 Ом, 6.11Vp-p, -1dB?
_________________________________
PS но тогда можно будет подсмотреть схему устройства внутри металлического ящичка?

[Юрий Сергеевич]

ZAQ , вот еще вариант усилителя для ушей;)
http://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=68918  

[ZAQ]

Юрий Сергеевич, хочется без излишнего фанатизма, простой разумный достойный копеечный ушник домой для мониторинга. На выдающиеся разработки не претендую, да мне и рановато пока такие вещи...

[real64]

ZAQ Да, если можно измерения

сделать на 44кНz, 24bit, 33 Ом, 6.11Vp-p

Я не знаю Вашей карты (ЗК),  но попробовал бы так:
1.  С выхода ЗК подал бы на вход усилителя (Ус) сигнал таким уровнем, чтобы на выходе Ус получить  6.11 Vp-p.  
2. С делителя, подключенного к выходу Ус., подал бы сигнал на линейный вход ЗК максимально возможным уровнем, при котором по спектроанализатору RMAA наблюдались бы минимальные искажения (т.е не перегрузили входной каскад линейного входа ЗК), а уровень тестового сигнала 1 кгц был близок к номинальному (0 Дб). Подвигал бы регуляторы Линейного входа ЗК, и, опять изменил входной  уровень делителем. Цель - найти максимальный входной уровень на входе ЗК, при котором - искажения линейного входа минимальны.
3. Собственно измерения.      
   Схема усилителя будет несколько позже. На домашнем ПК похерил во время перестановки системы. Посмотрю на рабочем, или номиналы возьму с действующего. Собирался несколько лет назад как макет, да в таком виде и остался. [img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-3387-372e18296b.jpg[/img] [img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-3388-373e77bdbc.JPG[/img]

[ДмитрийЗл]

ZAQ , вот еще вариант усилителя для ушей

.....

коррекция там правильная, и 80мА тока покоя выходников правильно.
----------------------------------------------------------------------------------------------
спектры вроде хорошие, на сколько с такой картой можно увидеть.

LC на выходе - отрезает влияние нагрузки на ОУ. В основном влияние неизвестных ёмкостей (провода) и инд., заменив их на точную, известную нагрузку, под которую потом деляется коррекция.

Почему ОУ свистел на наушниках : параметры транзисторов при прогреве плывут, видать запас был почти никакой и при прогреве "кончился"

[ZAQ]

real64, в архиве .sav'ы и html-отчёт RMAA.
Кто-нибудь всё-таки ответит на вопрос: приемлемый ли амп для моей цели вышел? Я не инженер, а всего лишь бедный гитарист-энтузиаст...так что.., помогайте!

[Юрий Сергеевич]

Кхм... помогаю. Я так понимаю, что для контроля не пойдет. Объясню.
-0,02 гармоник это много для таких целей
-неясно, что будет на 20 кГц
-неясно, что будет при двухтональном сигнале 19 и 20 кГц
-неясно, что там происходит выше 20 кГц
Так что для музыки - пожалуйста, ту вообще не важны измерения, главное чтоб нравился звук. Для контроля (настоящего), ИМ, не пойдет.

[real64]

ZAQ Похоже в ваши измерения где-то вкралась ошибка. [img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-3389-a91a14a442.jpg[/img]
img-3389-a91a14a442.jpg
  И что-то мне подсказывает, если её устранить - все будет не так уж и плохо. Обратите внимание на уровни амплитуды верхнего и нижнего тона. У меня так как должно быть. У Вас почему-то Дб на 30 выше.

[ZAQ]

что-то мне подсказывает, если её устранить - все будет не так уж и плохо. Обратите внимание на уровни амплитуды верхнего и нижнего тона. У меня так как должно быть. У Вас почему-то Дб на 30 выше.

А как это сделать? Что может быть? Баг программы? У меня стоит версия 6.4.0... Странно, по цифрам приблизительно также, как и в Спектраплюс, а на графике лажа какая-то, действительно...

[ZAQ]

Кхм... помогаю. Я так понимаю, что для контроля не пойдет. Объясню.
-0,02 гармоник это много для таких целей
-неясно, что будет на 20 кГц
-неясно, что будет при двухтональном сигнале 19 и 20 кГц
-неясно, что там происходит выше 20 кГц
Так что для музыки - пожалуйста, ту вообще не важны измерения, главное чтоб нравился звук. Для контроля (настоящего), ИМ, не пойдет.

Вот ё-мoё, у осцилла на спектроанализаторе низкое разрешение, USB звуковухой, которая имеется, не измерить; спрашивал же уже: нужна профессиональная/измерительная ЗК?

[real64]

ZAQ, а при настройке входные уровни примерно так выглядят?
[img width=\\\'500\\\' src=\\\'http://diyfactory.ru/forum/uploads/img-3390-10f19fab9e.jpg[/img]
img-3390-10f19fab9e.jpg

[ZAQ]

real64, естественно, так и выглядят, - при других уровнях программа выдаст сообщение об отказе в тестировании...
________________________
Как буду дома, переустановлю другую версию и попробую снова...

[real64]

Я имел в виду не только окно настройка уровня, но и спектроанализатор. Каков уровень шумовой полки в его окне? Может быть все-таки движком микшера линейного входа можно понизить входной уровень (при этом опускается и шумовая полка) ?  А делителем на выходе усилителя вернуть его на место?