Нелинейность транзисторов и качество звука

[ale144]

Здравствуй Сергей! «Yamasaki»

Давай попробую изложить проблему, как понимаю ее я, возможно и не факт что правильно, просто хочу разобраться. Как все мы знаем, звуковой сигнал состоит из фазы нарастания (атаки), стационарного сигнала (некая неизменяемая во времени по амплитуде часть) и фазы затухания. Фазы атаки и затухания это уже изменяемые во времени по амплитуде части сигнала, скажем условно от нуля до некоторого стационарного значения сигнала и наоборот соответственно, т.е. динамические изменение амплитуды сигнала во времени. Фазы атаки и затухания в наибольшей степени отвечают за достоверность воспроизведения звукового сигнала.

Вот Пахомов А.И.(автор) и предлагает оценку нелинейности амплитудной характеристики УМЗЧ проводить именно в фазе нарастания сигнала во времени, т.е. в динамике. Далее свои рассуждения провожу только для этой части сигнала. В своих работах по моделированию оценки нелинейности амплитудной характеристики выходного каскада УМЗЧ (см. р/а 2006 №2,3,4) в Micro-Cap 7.0 в качестве входного сигнала он использовал линейно нарастающий во времени синусоидальный, т.е. огибающая верхушек изменяющихся во времени полуволн (как положительных относительно оси времени, так и отрицательных) синусоиды есть ни что иное, как прямая линия (т.е прямая это закон амплитудного изменения для всего гармонического спектра, включая и первую гармонику, при прохождении последних через исследуемый тракт) . Далее, как пишет автор, любой музыкальный инструмент создает гармоники (обертоны) которые не воспринимаются искажениями именно по причине одного и того же закона изменения амплитудной динамики (огибающей) для всего гармонического ряда, сколько- бы много инструмент их не создавал это отразится только на окраске звука и не более того. Кстати в этих работах показаны искажения огибающей не только малосигнальной части, но и первой гармоники, причем с другим знаком кривизны. Оценка коэффициентов гармоник и интермодуляционных искажений по стандартным методикам предполагает наличия только стационарного входного сигнала (не изменяемого во времени по амплитуде), т.е. как говорит автор только в одной точке передаточной характеристики тракта. И именно поэтому, как говорит автор, плохая корреляция между измеренными по стандартным методикам коэффициентами гармоник и интермодуляционных искажений и слуховыми экспертизами. Далее, как мне представляется, при подаче на вход исследуемого тракта стационарного сигнала, например синусоиды, на выходе вследствие нелинейной передаточной характеристики выходного каскада (как наиболее значимого звена в привнесении искажений в исследуемый тракт) кроме первой гармоники (основного сигнала) появятся и более высокие, количество последних будет определено степенью нелинейности тракта в целом. Первая и высшие гармоники на выходе тракта также будут стационарными (не изменяемые во времени по амплитуде).

При подаче на вход тракта линейно-нарастающего сигнала (т.е. в динамике) на выходе, при той же нелинейности, получим так же первую и более высокие гармоники, но уже в динамике нарастающего сигнала, причем нелинейно. Степень этой кривизны, как показал автор, различна для первой гармоники и более высоких частот, и полностью определяется «кривизной» статического коэффициента передачи тока выходных транзисторов для малых и больших амплитуд.

Несомненно, большую роль играет выбор рабочей точки (тока покоя выходного каскада). В третьей части (см. р/а 2006 №4, рис.12,13) показано что при выводе рабочей точки выходного каскада в область , где не происходит изменение значения «кривизны» (в том числе, и знака) статического коэффициента передачи тока выходных транзисторов происходит линеаризация огибающей гармоник за счет роста ее амплитуды на среднем участке динамической АХ.

И последнее, цитата автора на протяжении всех ранее указанных работ, что ООС представляет собой линейную систему регулирования, воздействующую на нелинейное звено передачи. Как следствие, она линеаризует амплитудную характеристику только масштабированием существующих отклонений. В работах (см. р/л 2006 №9, рис.4,5,6, стр.25) в Micro-Cap 7.0 показаны нелинейности амплитудной динамики гармонического спектра УМЗЧ до и после введения ООС. Причем на рис.6 показаны совмещенные масштабы (15В; 50мВ) огибающих для положительных полуволн синусоид первой и высших гармоник, и сказано что первая гармоника (из выпуклой огибающей до введения ООС) при введении ООС, линеаризовалась, а высшие гармоники получили дополнительный прогиб. Все это говорит именно о том, что при воздействии линейной системы ООС на гармоники (включая первую) с разной «кривизной» невозможна линеаризация всех гармоник одновременно. Более того, разность огибающих первой и высших гармоник после введения ООС показанная на рис.6 как дельта гамма, была бы абсолютно такой-же как и до введения ООС на рис.4, только с другим совмещением масштабов (20В; 4В) огибающих для положительных полуволн синусоид первой и высших гармоник, что только подтверждает слова автора.

[Гость s237]

Не, нет не влезу, хотя.... Здесь, наверное не все, которые институты заканчивали. Здесь, скорее практики, которые эту теорию понимают, но вот как ее исправить, точнее - применитть, знают не все. И я не знаю. И многие. То что постом выше, практически курс лекции, и кто что понял? Теоретически, оно может и так, а здесь, наверняка, те кто хочет это своими руками. Конечно знания нужны. Но Вы почитайте форум, сколько здесь говорят о таких вещах как Вы? Мало. А почему? А вот почему, на мой взгляд, я хочу себе сделать что то и (если у меня не сильно получается) спросить у таких же людей, но с гораздо бОльшим опытом. Они мне помогают сегодня в этой теме, а я им помогу завтра в той, которую я хорошо знаю. А так мы можем здесь и научные труды начать писать. Я абсолютно не против того, даже "за", что бы теорию сюда выкладывать, но Вы подумайте о тех, кто это будет читать. Вы им донесли то, что хотели сказать, и, Вы то это сами понимаете, а а другим еще учиться для этого надо. Я вот как пример, прочитал, вроде понял, пошел покурил, и теперь Вы меня спросите о чем была речь - я не вспомню. И другие не очень. Не зря были книжки про собачку Лушу. Там хоть на пальцах, но понятно. Это все лично мое, но думаю, что многие со мной согласятся. Здесь люди фанеру и доски пилят для СВОЕГО звука..... И микрофонами потом снимают то, что получилось. Ищут методом подбора и тыка. Я уважаю мнение этих мастеров и ПРАКТИЧЕСКИХ теоретиков. А с Вами, ну не согласен.......... Без ссор, и без обид... Может я и не прав... Всякое мнение имеет право на существование. Может мы у Вас еще учиться потом будем. А может и так сойдет, и не будем... Еще раз, не обижайтесь, это лично мое.

Сергей.

Изменено 31 Августа, 2014 в 18:43 пользователем s237

[ale144]

Да, конечно же, без обид Сергей!

Может быть вы и правы.

[Yamazaki]

Александр ale144, рассуждения о стационарном и нестационарном сигнале считаю 100% спекулятивными. Усилитель это не колебательный контур (более того, в любом нормальном усилителе добиваются отсутствия всяческих колебаний на переходной характеристике), для него синусоида есть не более стационарный сигнал, чем любой другой. Ни в какой момент времени усилитель не знает, какой сигнал будет на его входе в следующее мгновение! Реальный музыкальный сигнал менее удобен для усилителя, поскольку там присутствуют бОльшие скорости нарастания сигнала, чем, скажем, в 1кГц синусоиде, но в остальном разницы (для усилителя) никакой.

Далее, все эти опыты показывают только то, что более линейные транзисторы более линейны. А мужики-то не знают...

 

Ок, у нас есть синусоида, амплитуда которой нарастает линейно. Следовательно, огибающая должна быть прямой наклонной линией. Если коэффициент передачи не постоянен (есть нелинейность), огибающая будет искривляться, потому что сигнал на выходе не будет пропорционален сигналу на входе. И зачем приплетать понятие стационарного и нестационарного сигнала, если опыт демонстрирует только нелинейность коэф. передачи? Он мог просто линейно увеличивать напряжение на входе, записывать напряжение на выходе по точкам и получить похожие результаты.

 

Далее, вопрос, раз уж вы всё это не поленились прочитать... Как он смотрит огибающие для гармоник? Отдельно от основного сигнала? Если нет, то как?

[Chugunov]

Разных гениальных гипотез было множество, их адепты утверждали, что нашли решение всех проблем, но...

Так что время покажет насколько данная гипотеза верна, а пока вдаваться в теоретические споры большого смысла не вижу.

Большое количество наукообразных слов не говорит о ясности идеи.

Кто ясно мыслит, ясно излагает.

Изменено 31 Августа, 2014 в 21:00 пользователем chugunov

[ale144]

Спасибо всем за отзывы!

[Гость Radiocaster]

Не стал создавать новую тему, задам вопрос здесь. Меняю транзисторы на студийном усилителе art sla-1 на toshiba 2Sc5200/2sa1943. Транзисторы брал в чипе-дипе, насколько знаю пары там не подбирают, но они оригинальные, с одной партии, и разбросы у них, говорят, в допустимых нормах - не более 30 %. Не нарушится ли линейность усилителя такой заменой? Не хотелось бы получить приукрашенный звук.

[Гость WP_]

Не стал создавать новую тему, задам вопрос здесь. Меняю транзисторы на студийном усилителе art sla-1 на toshiba 2Sc5200/2sa1943. Транзисторы брал в чипе-дипе, насколько знаю пары там не подбирают, но они оригинальные, с одной партии, и разбросы у них, говорят, в допустимых нормах - не более 30 %. Не нарушится ли линейность усилителя такой заменой? Не хотелось бы получить приукрашенный звук.

А что там изначально стояло?

[Гость Radiocaster]

А что там изначально стояло?

Китайские транзюки, по 2 пары на канал, какие именно не знаю. По-поводу совместимости замены - все в норме, лица из области проф. звука производили замену - результаты хорошие. Не знаю подбирали ли они пары по проводимости, но у меня не подобраны, разброс около 30%, впрочем результат можно узнать только заменой.

[Chugunov]

Смело менять транзисторы, не зная какие стояли...

По крайней мере есть точно такой же усилитель, в котором "лица из области проф. звука" ставили ваши новые транзисторы? Можно вскрыть тот усилитель, посмотреть как их поставили?

Цифры ±30% взяты с потолка. Скорее всего не надо заморачиваться данной проблемой.

Подбор всегда желателен (обычно необходимости нет), но надо иметь два кучки транзисторов и УМЕТЬ измерять их параметры. Дырочки в китайских тестерах для этого не годятся.

P.S. Надо посмотреть - изолированы транзисторы от теплоотвода и т. п.

Короче, надо иметь минимальные навыки и знания.

Изменено 8 Января, 2015 в 16:15 пользователем chugunov

[Гость WP_]

Можно спокойно менять. Транзисторы 5200/1943 очень близкие к тому что там стояло.

[Гость koman]

Знатокам можно не читать. Проблема зависимости свойств транзисторов и устройств на них собраных,за исключением узких областей применения, раздута. Были времена когда качество всего кассетника за 1000 долл определялось шумами пары транзистроров на входе.В спутниковой связи без малошумящих транзисторов вообще нечего делать. Отсутствие быстрых ключевых транзисторов заставляло мотать пудовые силовики вместо небольшого преоразователя и т.д. Отсутствие наших транзисторов с высокой линейностью передачи 50 лет назад ,большое несчастье, но в 100 странах из 110 их вообще не было.Никаких. А при Попове и света не было,одни молнии.Некорректные сравнения. Практическая востребованность единственное что заставляет промышленность меняться. Транзисторы с требованиями аудиофилов это 0.001 процента от обшего потребления. Так кт805 будет работать в любом устройстве наравне с 5200 по своим ограничениям и разница в линейности усилителя будет не в разы как кажется а в проценты.. Критически важным в транзисторных делах была и будет схемотехника. Схема малочувствительная к замене торанзиторов всегда изначально устойчива и обладает эксплуатационными и производственными запасами прочности. Совершенно другое дело что сегодня выпускать барахольные по карактеристикам транзисторы просто неприлично и оскорбительно для самой фирмы. Ведб делать плохие и хорошие стоит одинаково.Это не фрески Рафаэля а безлюдное призводство где все в наших руках. Когда уже есть нормальный транзистор или при подборе есть 3 не. Не выходить за пределы самого линейного участка.Это обычно до 1-2 ампер.Если больше ставить еще пару. Не ставить транзисторы под обрез. Транзисторы на выходе при номинальной мощности должны работать на 40-50 процентов номинала. Не жалеть начальных токов и напряжения питания.Всегда лучше лишние 5-10 вольт даже на слабом трансформаторе и начальный ток заведомо достаточный. Нет абсолютных транзисторов фирм и схем. Без фанатизма.