Не совсем обычный взгляд на блок питания лампового усилителя

О предмете статьи. Здесь пойдет речь о классических схемах БП, на основе 50 Гц трансформаторов.  Импульсные БП пока оставим в стороне. И в основном будем обсуждать питание выходных каскадов усилителей мощности.

Казалось бы, чем таким особенным отличаются блоки питания для ламповых усилителей ?  Конечно, что первым приходит на ум, это наличие высокого напряжения, что в случае полупроводниковых усилителей не встречается. Но, оказывается, что у ламповых БП есть еще одна особенность, о которой обычно почему-то в литературе не упоминается.  Она связана с тем, что лампа в силу особенностей конструкции пропускает ток только в одном направлении – от катода к аноду. То есть, если полупроводники бывают n-  или p- типов с электронной или  дырочной проводимостью, то  электроны в вакуумной лампе могут двигаться только в одном направлении.

Давайте сначала посмотрим, как обычно устроены БП полупроводниковых усилителей.  В подавляющем большинстве случаев – это  симметричный диодный мост нагруженный на батарею конденсаторов, что-то типа этого:

tranzistornji-usilitelj1

Поставщиком энергии в этом случается является вторичная обмотка сетевого трансформатора.  Но давайте посмотрим, а как “видит” нагрузка ( то есть выходной каскад усилителя )  вторичную обмотку этого сетевого трансформатора ?   Во-первых, ни один полюс питания не связан напрямую с обмоткой. Во-вторых, если само собой, не учитывать различие в поляности подключения, узел питания симметричен – то есть, на пути электронов от вторичной обмотки трансформатора в каждом плече питания ( и в плюсовом и в минусовом ) поставлено одинаковое количество элементов – диодов и конденсаторов. В комбинации с применением в выходном каскаде полупроводникового усилителя транзисторов разной проводимости, мы получаем почти идеальную симметричность в следовании электронного потока от одного полюса БП  через выходной каскад усилителя к другому полюсу.

А теперь давайте посмотрим, а как чаще всего устроены БП ламповых усилителей ? Наиболее распостранена так называемая классическая двухполупериодная кенотронная схема

kenotron

Ее особенностью является то, что она несимметрична. Все вентильные и фильтрующие устройства размещены в анодной ветке питания, а общий, минусовой провод соединен непосредственно с катодами ламп. Получается своего рода “пробка” в  цепи анода всех ламп – электроны, свободно и  эмиттрированные катодом от обмотки трансформатора, проходят через электронную лампу, и уже только тут настигают дроссель и катод самого выпрямительного устройства –  кенотрона. Понятно, что скорость движения электронов по проводам достаточно высока, чтобы такая схема в общем была бы работоспособной. Но вот в нюансах, которые весьма и весьма важно не упускать из виду при построении ламповых усилителей звука,  такая топология выпрямителя логичной уже не выглядит. Лишенная симметрии, она содержит выпрямительный элемент там, где его быть не должно – именно с анода электронный заряд должен стекать к источнику ( вторичной обмотке трансформатора ) беспрепятственно. В подтверждение моих слов упомяну, что не мной замечено, что ламповый удвоитель напряжения

d183d0b4d0b2d0bed0b5d0bdd0b8d0b51

часто  выглядит предпочтительнее классической кенотронной схемы – мне так кажется, что именно из-за более равномерного распределения выпрямительных элементов на пути движения электронов.

Вслед за классической кенотронной схемой питания, в ламповых усилителя часто используют и диодный мостовой выпрямитель. Но по какой-то непонятной традиции последующие фильтрующие элементы ( дроссели, электронные дроссели и т.п. узлы развязки ) ставятся именно в анодную цепь.

На что я намекаю ? А на то, что учитывая конструктивные особенности электронных ламп, их несимметричность и  необходимость обеспечить эффективный отток электронов с анода, было бы логичнее выпрямительные и фильтрующие  элементы ставить в отрицательный полюс БП.  Казалось бы – а конденсатор большой емкости следующий в конце БП ( к нему уже подключаются аноды ламп )  – разве он не обеспечивает отток электронов ? До определенного момента – да. Но когда мы вспомним про неидеальность электролитических конденсаторов и наличие у них паразитной индуктивности, то окажется, что электролит большой емкости в БП   – ничего по сути изменить не может – между ним и источником энергии ( “поглотителем” электронов –  вторичной обмоткой трасформатора ) стоит очень вредная “пробка” из дросселя и кенотрона, сильно замедляющие отток электонов и тем самым вносящие пусть даже незначительные, но негативно вляющие на работу электронной лампы искажения.

Чтобы проверить на практике как это работает, я сделал такой вот БП.

psu_negativ1

Трансформатор Tr2 -Это тор для питания галогенок мощностью 100 Вт у которого перемотана вторичка – две обмотки по 5 вольт размещены в разных половинках тора и тем самым изолированы друг от друга – между ними переменное напряжение достигает 1000 вольт.  Конденсатор С1 – МБГП-1, С2 – полипропиленовый MKP для запуска двигателей. Если сглаживание пульсаций не покажется достаточным, то можно после дросселя поставить и электролит.

У этого рода топологии есть еще одно преимущество – к положительному полюсу питания можно подключать любую дополнительную нагрузку без каких либо развязывающих фильтров, например второй канал усилителя.  Выглядит, что особенно полезна будет такая схематика БП для питания экранной сетки тетродов и пентодов.

Уже сейчас я его послушал с новой схемой  каскода на прямонакалах.  Обнадеживает !  Но подробнее результатах его испытания я сообщу позднее, потому что предмет все-таки требует более детального изучения. А сейчас только хотел поделиться как мне кажется перспективной идеей для тех, кто любит качественный звук.

img_7277_7

Может показаться, что разницы нет куда поставить выпрямитель и поставив его в отрицательный источник питания мы перенесли  проблему неидеальности БП  из одного места в другое.   На самом деле это не совсем так.  Попробуйте.

__________________________________________________________________________________________

О слуховом восприятии человека

Мы нечасто  задумываемся над вопросом – а как мы слышим или воспринимаем звуки ? Ответ на этот вопрос вроде бы очевидный – что такое звук мы знаем, а слышим ухом. Но если углубиться в тему, то окажется можно найти много для всех нас неожиданного. Другой вопрос – для чего это  нужно – углубление в вопросы восприятия человеком звука ? Лично для меня, который уже построил немало усилителей звука и собираюсь построить еще и еще, этот вопрос весьма интересен, и я думаю он будет интересен также и для многих читателей моего блога, которые занимаются аудиотехникой.

Наука, которая занимается изучением вопроса восприятия звука человеком называется психоакустика. Это молодая наука, она появилась сравнительно недавно, и поэтому мы о ней так мало знаем – часто приходится сталкиваться с тем, что многие даже очень именитые а аудиотехнике люди не знают о б этой науке ничего. Но согласитесь, создавать приборы для обработки и усиления звука, где главным потребителем и судьей является наше ухо – и не учитывать особенностей слухового восприятия –  мягко говоря – не совсем корректно.  И некорректно это именно с научной точки зрения.

Из доступной литературы на эту тему считаю очень информативной познавательной  книгу И.А.Алдошиной “Основы психоакустики”.

http://www.keklab.ru/buf/ai/psychoacoustics.pdf

Приведу цитату из этой книги:

“…..В конце 20 века именно психоакустика вышла на первый план. ……   В настоящее время достигнут принципиальный прогресс в том, как надо делать аппаратуру записи, передачи и воспроизведения звука. Однако конечным судьей этого процесса остается слуховая система, а принципы распознавания ею слухового образа еще до конца не изучены. Именно поэтому на эту науку сейчас обращены основное внимание и средства……”

и далее:

“…..Основные задачи психоакустики – понять, как слуховая система расшифровывает звуковой образ, установить основные соответствия между физическими стимулами и слуховыми ощущениями, и выявить, какие именно параметры звукового сигнала являются наиболее значимыми для передачи семантической (смысловой) и  эстетической (эмоциональной) информации. Это принципиально важно как для дальнейшего развития аудиотехники, так и для музыкального искусства в целом (исполнительского творчества, совершенствования музыкальных инструментов, развития компьютерного музыкального синтеза и т.д.) и особенно для звукорежиссеров, поскольку понимание процессов формирования субъективного “слухового пространства” является необходимой базой их творчества….”

Известно, что любой источник звука характеризуется некоторыми физическими параметрами, как интенсивность, частота, фаза и пр.   Однако наше ухо воспринимает, например, громкость и частоту пропорционально логарифму исходной физической величины – то есть нелинейно. Об этой особенности восприятия звука знают почти все. Но о нелинейности нашего уха в отношении других параметров звука уже известно далеко не всем, и об этом я бы хотел поговорить подробнее.

Как наше ухо определяет тон ? Для этого полезно посмотреть, как наше ухо устроено.

d183d185d0be

Уже поверхностного взгляда на картинку достаточно, чтобы понять, что ухо имеет очень сложное устройство. И самым на мой взгляд интересным является особенность уха определять высоту тона ( частоту как физический параметр ). Начнем с того, что чувствительность уха к разным частотам далеко неодинакова, то есть амплитудно-частотная характеристика уха неравномерна, причем эта неравномерность неодинакова на  различных уровнях громкости – чем тише звук, тем относительно хуже мы слышим низкочастоный тон. Ниже приведены кривые равной громкостия для звуков различных частот

krivye_ravnoi_gromkosti

и чувствительность уха максимальна при 2 – 3 КГц.

И теперь самое интересное – как ухо определяет ( различает)  звук по тональности – то есть по частоте ? Существует несколько теорий, однако все они сходятся в одном – процесс восприятия звуков тоже нелинеен ! Наиболее характерен такой пример –  Еще в 1714 году знаменитый скрипач Тартини заметил и описал странное явление: когда на скрипке громко проигрываются две ноты, иногда можно отчетливо слышать третий тон, которого не было у исполнителя.  Такие же дополнительные тоны можно услышать на звуках флейты при двухголосном звучании. Эти дополнительные “фантомные” тоны возникают непосредственно в слуховой системе и являются следствием ее нелинейности.

Экспериментальной  психоакустикой установлено, что  если например подать тон Fo, скажем 1 КГц без гармоник, потом добавить  к ней до 20 % убывающих по интенсивности  гармоник до ( условно ) 10-й, то испытуемые не смогут найти отличий и в обоих случаях уверенно определят тон как 1 КГц  – без призвуков ! И теперь – самое интересное !   Если из гармонического ряда во втором эксперименте вырезать основную гармонику – 1 КГц и оставить только “хвост” гармоник, то ….. внимание ! …… испытуемые все равно безошибочно определят тон как 1 КГц !!!  Этот последний эксперимент подтверждает известный из теории восприятия ухом тона звука факт, что любой звук, попадающий в ушную раковину в процессе его обработки рождает в ухе вторичный спектр гармоник ( которые отсутствуют в первичном сигнале ) но именно по этому спектру, как по своего рода шаблону головной мозг в дальнейшем идентифицирует исходный звуковой сигнал как определенный тон ( частоту ) Fo.

Теперь еще один интересный факт из психоакустики – маскировка. Установлено, что звуки более низкого тона эффективно маскируют более высокие тона, и для того, чтобы их( более высокие тона )  различить, уже требуется подать более интенсивный сигнал.   Обратного явления не наблюдается – низкие тона более высокими замаскировать нельзя.

d0bcd0b0d181d0bad0b8d180d0bed0b2d0bad0b0

Теперь вернемся к аудиоусилителям. после всего, что мы тут прочитали выше хочется задать вопрос – а хорошо ли это, если усилитель имеет нулевой ( в идеале ) коэффициент гармоник ?  Наверно да, это неплохо скажете вы – он не вносит в звук искажений.  Однако вам придется признать, что если реальный усилитель все-таки имеет   некоторый Кг ( а он, к сожалению, всегда имеет некоторый Кг ) ,  и спектр его гармоник будет примерно совпадать с возникающим в ухе при “обработке” спектром о котором говорилось выше, то слушатель этого НИКАК не сможет заметить.   Более того, эффект маскировки, создаваемый этими гармониками будет даже создавать более комфортное звучание, потому что этот, казалось бы излишний в усилителе “хвост” низших гармоник будет эффективно маскировать пусть в небольшом количестве имеющиеся в любом ( особенно полупроводниковом ) усилителе, но в чистом виде режущие ухо высшие гармоники.

Поэтому я для себя давно уже принял за правило – при конструировании усилителя все-таки надо учитывать реалии нашего слухового восприятия – иначе наша работа будет похожа на Сизифов труд.

********************************************************************************************************

Каскад с общей сеткой на 6Г1 и SE на его основе с Г-807




Следуя своей концепции плавного изменения импеданса аудиоканала усилителя от каскада к каскаду меня заинтересовала схема включения лампы с общей сеткой.  Конечно, несколько смущает ее низкое входное сопротивление – для того, чтобы его как-то повысить я поставил дроссель ( первичка ТВЗ )  в катод вместо резистора, а задумка есть в дальнейших опытах применить ПОС.  Применение этого рода каскадов возможно на входе лампового УНЧ после полупроводниковых устройств, которые как правило имеют весьма низкое выходное сопротивление.  К опытам меня также подвигли факты, как например 1.5К резистор в сетке каскада с общим катодом http://www.diyaudio.ru/forum/index.php?topic=40.0 причем автору звучание этой конструкции очень понравилось.  Лично я  – охотно верю.  Но почему бы тогда не сделать каскад с общей сеткой ? По поводу триода и природы ООС внутри этого электровакуумного прибора есть хорошая статья http://www.audioworld.ru/Books/Tubes/tub_02.html и там внятно объяснено, что каскад с общей сеткой, в отличие от каскада с общим катодом на триоде не имеет такой внутренней ООС. Интересно, как это отразится на звуке ?

Для первых опытов  я тоже выбрал лампу 6Г1, но просто потому, что была под рукой из ламп с низким Ri.  Собрал схему gg_6d0b31_d0b4d180d0bed181d181d0b5d0bbd18c и замерил ее параметры.

При токе анода 5 мА полоса воспроизводимых частот на уровне минус 3 дБ от 11 Гц до 185 КГц !  Входное споротивление 1,9К, выходное – 5КОм. Коэффициент усиления – 3,4 раза. Маловато, конечно, но это потому, что анодный резистор был маловат – раз, и часть входного напряжения гасится на резисторе R2 – два, однако его ( резистор R2 )  нельзя убирать совсем воизбежание возможных резонансов индуктивности дросселя с, как правило, стоящим на выходе предыдущего каскада конденсатором.  При подаче на вход 2 вольта RMS на выходе получаем 6.6 Вольта,  при этом интенсивность второй гармоники на выходе стоставила минус 43 дБ от уровня первой. Остальных гармоник я не разглядел. Пробовал ставить анодный дроссель LL1668 20мА вместо ТВЗ, с ним полоса снизу расширилась до 7 Гц, все остальное осталось  темже.

Сегодня удалось собрать полную схему усилителя с 807 лампой на выходе ( стояла в макете 807 RCA ).6g1_gg_807_se Резистор R2 по сути не нужен и его можно убрать, он у меня остался после неудачных экспериментов с введением ПОС в цепь катода для повышения входного сопротивления.  Выходной трансформатор –  TW60SE от Аудиоинструмента 5К, мотался он для ГМ-70, понятно, что по размеру великоват, но пока ничего другого под рукой небыло.  При подаче на вход сигнала с СД  тест-диска 1 КГЦ ноль дБ регулятор громкости на максимуме, на выходе получается ровно 9 Вольт на 8 Омах, то есть 10 Ватт неискаженной мощности в СЕ.   Регулятор громкости пришлось сделать необычным для того, чтобы, во-первых, избежать установки разделительного конденсатора большой емкости и, во-вторых, чтобы при минимальной громкости избежать шунтирования катодной цепи 6Г1 по постоянному току.

Входное сопротивление первого каскада с общей сеткой ( без регулятора громкости ) составляет 2 КОма, что удалось достичь установкой дросселя вместо нагрузочного сопротивления, и применения цепи ООС на сетку 6Г1. С учетом регулятора громкости, входное сопротивление составляет 2 КОма на минимальной громкости и около 4 КОм на максимальной. Я замерил также выходное сопротивление моего Денона ( при помощи того же тест-диска  ) – оно оказалось 600 Ом.  Естественно, что подключение выхода СД-плейера к нагрузке в 2 КОма приводит к снижению уровня выходного сигнала, но никаких заметных искажений не возникло во всем диапазоне частот. Вообще отмечу, что я остался весьма доволен результатами работы – вначале, когда я начинал разработку темы каскада с общей сеткой, задача казалась почти безнадежной – программа TubeCAD  для аналогичной триоду 6Г1 лампы 6С4 при тех номиналах, что в схеме ( без дросселя и ООС ) давало Rin около 290 Ом…. То есть удалось увеличить входное сопротивление почти в 10 раз, при сохранении достаточного для раскачки 807 лампы усиления ( каскад дает усиление около 10 раз ) . И без применения катодного повторителя, как это сделал в своей известной схеме аудиопредусилителя Розенблит ( схема приведена ниже ). gg20orginal20schematic1

Полоса пропускания моего  усилителя на уровне минус 3 дБ  – от 8 Гц до 29 КГц. Есть небольшой провал в АЧХ в районе 15 КГц, видимо сказывается емкость обмоток, выходной трансформатор-то делался для триода… Поскольку трансформатор этот здесь,  в этой схеме  – временный, бороться с этим провалом я не стал.   Ну и очень хотелось послушать, как это звучит….   Это редкий случай, когда усилитель будучи собранным на столе в виде макета ВООБЩЕ не фонит.  img_5465_2img_5466_2И это при питании накала переменкой ( обеих ламп ) без заземления, при длинных проводах между каскадами.  Так что один плюс схемы с общей сеткой уже есть !   Колонки – к сожалению никакой другой акустики в данный момент близко к макету небыло, кроме старых добрых колонок от Симфонии выпуска 1964 года. Несмотря на почтенный возраст, они в очень хорошем косметическом и техническом состоянии, и даже шнур сохранился оригинальный.   Понятно, что никаких серьезных выводов о способностях схемы  сделать с такой акустикой было нельзя, но в общем никаких явных недостатков я не заметил. Звучит очень достойно. Пока все, но опыты продолжу. К слову сказать, ради интереса посмотрел, какие детали стоят в кроссовере Симфонии.   Небольшой дроссель, два огромных польских электролита по 80 мкф,  поставленных навстречу минусом, и, конечно, МБГО 1 мкф перед пищалкой.

В продолжение я решил все-таки переделать кроссовер Симфонии, и оставил только дроссель, а электролиты и МБГО заменил на К73-16 такой же емкости. Звук сразу приобрел детальность и прозрачность, до этого он как-бы доносился издалека. Конечно пищалка в Симфонии не блещет, но фортепьяно на новом усилителе зазвучало просто прекрасно. Пришел сосед ( не со зла ) и спросил, не принес ли я рояль в комнату ? Настолько натуральный был звук. Я с ним согласен.  Объемный энергичный звук, тембрально правильный и не теряющий четкости на малой громкости. Попса и рок звучали в общем неплохо, но басу несколько не хватало жесткости, хотя это и общая проблема однотактов. Я пробовал добавить катодный повторитель ( схема) 6g1_gg_807_se_cathode_follмежду 6Г1 и 807 ( поставил 6Н7С ) – бас сразу стал динамичным, более мощным, но…. объем пропал, звук привязан к колонке, плоский, невыразительный. Когда слушаешь такой звук все время хочется увеличить громкость, чтобы он оторвался наконец от динамиков… В который раз убедится, что катодный повторитель звук в общем  портит, улучшается только  бас.  Короче, катодный повторитель убрал. Для дальнейшего повышения входного сопротивления я ввел небольшую ПОС, теперь входное сопротивлние каскада возросло до 2.7 КОма, чего вполне достаточно для работы с СД., а также конденсатор С4 в цепь ООС для улучшения АЧХ в нижнем регистре. 6g1_gg_807_se_21

Открытый экран ( ОЯ ) на 8″ широкополосном динамике L.Cao. Open baffle speaker

“http://klimanski.com/?p=1212”>




Изготовленные ранее самодельные колонки на Висатон В200 радуют меня своим звуком и поныне http://klimanski.com/?p=263, но желание их усовершенствовать взяло верх и начал изготовление нового открытого экрана, на этот раз на широкоплоснике от известного китайского аудио-энтузиаста L.Cao.  Об этих динамиках можно почитать на ветке форума diyaudio.com: http://www.diyaudio.com/forums/vendors-bazaar/127996-new-8-full-range-speaker-l-cao.html а также http://www.onecaudio.com/lcao_eng.html . Он имеет следующие характеристики ( данные производителя ):

Rated Input Power:            30W
Rated Impedance :            8 ohms
Xmax:                               1.8mm
Sensitivity :                      94dB
Resonance frequency :     55HZ
Qts:                                  0.65
Vas:                                 70 litre

Достаточно высокое значение Qts позволяет применить его как основной драйвер в колонке открытого типа. При разработке конструкции за основу была взята публикация Мартина Дж. Кинга от 2007 года Designing a Passive Two Way Open Baffle Speaker System http://www.quarter-wave.com/OBs/OB_Design.pdf.    Если вы не питаете нежных чувств к китайскому хай-энду, и вы на распутье, то сделать свой выбор поможет большая база данных по широкополосникам: http://www.spectrumaudio.de/breit/tabelle.htm.

К тому же у меня появилось неозвученное пространство в загородном доме и вот что уже готово и звучит:

img_5409

Басовый динамик – Eminence Alpha 15А с полной добротностью 1.2 – как раз для открытого ящика. На этот раз я отказался от идеи улучшить отдачу в нижнем регистре путем создания фазоинверторов, TQWT, труб Войта и тому подобных ухищрений и попробовал сделать чистый, “кошерный”  ОЯ.  Передняя панель склеена  из двух купленных в магазине стройматериалов клееных 28мм щитов размером 40х100 см, то есть размер лицевого щита – 1 м в высоту и 80 см в ширину. Боковые откосы сделаны из распиленной по диагонали панели размером 30 х 100 см( толщина тоже 28 мм). Все это установлено на панель толщиной 40мм и размером 40 х 88 см. Все соединения – 10мм деревянные шпунты на клею ПВА.  Обратная сторона  вертикальной части щитов покрыта слоем пробкового покрытия, которое иногда используется для подстилки под ламинатный пол и которое можно купить в строительных магазинах.
Согласно рекомендациям приведенной вначале статьи, предпочтительно, чтобы среднее звуковое давление басового динамика превышало таковое для широкополосника на 6 – 10 дБ, что в данном случае не соблюдается ( 94 дБ у Cao  и 95,6 дБ Eminence Alpha 15А http://www.lean-business.co.uk/eshop/eminence-alpha-15-8ohm-15-200watt-speaker-p-759.html?zenid=2c92169351e860a50d4ada8a2ed5298c ), что и явилось главной сложностью в стыковке их в одном корпусе, без активного управление басовым динамиком тут не обойтись. Предварительное прослушивание колонок с подключением только широкополосников показало наличие у них той же проблемы, которая есть у Вистона В200 ( и которая по имеющейся в интренете информации присуща практически всем широкополосным динамикам ) – выпяченная середина в районе 1 – 2 кГц. Поэтому для выравнивания АЧХ широкополосника было решено изготовить фильтр по схеме примененной Бокаревым для Висатона В200 http://tubeaudi.ucoz.ru/index/0-16 .  Вот его схема ( лишь немного изменены номиналы исходя из того, что было под рукой ):filter_ob_chao

Потенциометром можно регулировать глубину среза середины. Кроме выравнивания АЧХ этот фильтр также снижает средний уровень звукового давления широкополосника, что в данном случае даже очень полезно. Потенциометр – проволочный ППБ-15,  индуктивность без сердечника, намотана медным лакированным проводом сечением 1 мм на пластмассовом каркасе, резистор R1 – проволочный ПЭВ-15, конденсатор – полипропиленовый Monacor.  Пробы показали заметное преимущество указанного фильтра перед стандартным режекторным RC фильтром.img_5453_2

Продолжая сравнение Висатона и L.Cao отмечу более чистую середину и верха китайского динамика, в тоже время, Висатон имеет несколько более богатый басовый регистр. От этого на китайском динамике прекрасно звучит вокал. В общем – плюсы китайского динамика – высокая датальность и прозрачность в среднем и верхнем регистре, и нет ощущения недостатка или низкого разрешения на ВЧ, как это имеет место быть у Висатона.

Для управления НЧ динамиком были выбраны транзисторные платы известного усилителя Quad405, quad405_pictureкупленные на е-Вае, и для того, чтобы обрезать верхний регистр, платы были немного доработаны. Перед входом поставлен однозвенный RC фильтр из 22К и 0,47мкф, и в схеме Quad’a конденсатор С6 увеличен до 1 мкф, что в общем привело к нужной АЧХ c крутизной среза 12 дБ на октаву и заодно решило извечную проблему шумов Quad405, теперь колонки мертвенно тихие.quad405_schematic

Блок питания Quad”а самодельный, но в принципе – стандартный,  сетевой трансформатор ТПП 323, мне посчастливилось найти экземпляр, который не гудит. Подойдет также ТПП307.  На выпрямитель подано 2 по 20 ( фактически 22 )вольта, выпрямленное получается +-30Вольт.  Выпрямитель на четырех диодах Шоттки, в фильтре по два конденсатора 10 000 мкф на 50В в плече. img_5471_2
Схема соединений блоков. ob_chao_quad

Потенциометром VR2 устанавливается уровень баса, потенциометром Р3 – частота среза за счет изменения постоянной времени цепочки P3-R2-C2.  Вот как это выглядит с внутренней стороны по завершении работы:img_5476_1_2

Предварительное прослушивание  очень и очень порадовало.  Бас стал настоящий, естественный, ненавязчивый но богатый и мощный. Оно и понятно, теперь нет резонансных явлений и послезвучия как это имеет место быть в фазоинверторах  и  TQWT и от которых бас часто бывает монотонным или гулким, аморфным.  Мощность баса настолько велика, что пришлось дорабатывать приборную полку и все помещение ( около 25 кв метров ) для устранения механических резонансов.  Еще не снята кривая отдачи на разных частотах, но 31.5 герца по тест-диску воспроизводятся очень уверенно. Проект еще не закончен, по его окончании я планирую организовать открытое прослушивание, следите за блогом – будет приглашение.

Дополнено 12 октября 2012 года.  Наконец в премежутке между командировками удалось снять характеристики колонки. В качестве генератора и спектроанализатора использовалась USB-приставка Villeman  PCSGU250 к компьютеру,  также понадобился микрофон на штативе и ламповый предусилитель TUBE ULTRAGAIN MIC200 от Behringer – все это у меня осталось от записей концертов. Сигнал с микрофонного предусилителя подавался на вход приставки PSGU250.  Вначале при собранной на слух схеме фильтров колонки оказалось, что неравномерность характеристики все еще велика – более 25 дБ, причем был очень велик подъем на 40 Гц и два горба на 3 и 5 КГц. Полное введение в действие резистора фильтра перед широкополосным динамиком не решало проблемы в полной мере и я попробовал еще добавить рекомендованый автором широкополосника L.Chao фильтр. ob_filter_chao_2

Горб на 40 Гц убрать было легко потенциометром на входе платы Quad.  После этого картинка приняла нормальный вид, да и звучание стало мягче. Вот диаграмма отдачи полученной колонки ОЯ :ob_filterПо оси ординат отложены условные дБ, абсолютное значение не измерялось. Как видно, неравномерность характеристики не превышает +-7 дБ от 15 Гц до 10 кГц.  На слух  в комнате площадью 25 кв. метров в стереоварианте – бас просто сокрушительный.  Вибрирует, резонирует и звенит все, что плохо закреплено. Прослушивание фуг Баха для органа доставило колоссальное удовольствие, бас просто великолепен, ощущение зала – полное. Колонки также легко справляются с попсой, великолепно звучит классика и джаз. Но серьезное прослушивание пока впереди, колонки еще не доработаны до конца – не решен вопрос с обратным излучением – позднее сообщу и об этих улучшениях.  Да и честно говоря, хотя АЧХ теперь в норме и звук причесанный,  но что-то ушло – ушло наверно то, за что так люблю пентоды и так скучными иногда  кажутся триоды…. Нет драйва.  Явно перемудрил я с фильтром. Надо дорабатывать….

Хочу поблагодарить Андрея Чинарева за идеи и ссылки, которые помогли мне в создании этой звуковой колонки.


Дополнено 4 февраля 2013 года. Доработка свелась к тому, что конденсатор С1 я все-таки выкинул,  и оставил только немного ввденный переменник VR1 ( примерно на 1/5 его номинала ). В таком виде колонка звучит отлично, АЧХ меня не очень волнует ( говорят, что у Спендоров АЧХ вообще жуткая, а ведь колонка на мое ухо невероятно хороша ). Кроме того, заднюю часть колонки я задрапировал тканью ( фото загружается ) и вот мое изделие наконец приобрело тот вид и качество звука,  которыми я остался вполне доволен. Слушаю это сейчас с однотакником на 6С33С http://klimanski.com/?p=1253. Глубина баса потрясает –  в прямом и переносном…

Что такое хай-энд ?




Этой статьей я бы хотел поделиться тем небольшим опытом в построении систем звуковоспроизведения который уже имеется и попытаться выяснить что же такое этот преславутый хай-энд о котором так много говорится и пишется, но тень  которого постоянно исчезает, как только вы пытаетесь к нему приблизиться.  Не исчезают только отдельные многочисленные красивые аппарты в магазинах или красочно описанные на форумах схемы претендующие на это звание, но… когда вы пытаетесь создать у себя дома именно СИСТЕМУ из этих отдельных кристаллов хай-энда, то часто оказывается, что ваши усилия похожи на погоню за своей тенью – она отдвигается все дальше и дальше от вас. То оказывается, что этот великолепный усилитель не подходит для таких же великолепных колонок ( или наоборот ), то вам говорят, что комната ваша не такого размера и формы, то стенки, к сожалению, бетонные ( а других у вас нет !!! ). Или знающие люди ( как правило, это инженеры-электронщики ) говорят вам, что у вашего самодельного усилителя, например,  слишком узкая полоса пропускания или слишком высокий КНИ из-за “неправильной” схематики и играя из себя аудио-гуру, отсылают вас в дебри теории цепей поучиться…  ( а если вы поинтересуетесь у него, что он слушает сам, то как правило, оказывается, что его система уже лет 5 как в проекте, а сейчас пока довольствуется доведенной до 100 Ватт Радотехникой-101 с колонками S-90, поставленными на конические шипы ). И так далее и тому подобное. А силы, время и деньги уходят… Кто не знаком с такой вот грустной картиной ? А может хай-энда вообще нет ??  Моя точка зрения проста – хай-энд конечно,  еще жив, только надо правильно подойти к формулировке этого понятия и тогда станет проще в построении аудиосистемы, отвечающей этим требованиям. Конечно, есть простой выход – пойти в фирму и купить готовую систему.  Но надо подчеркнуть,  что в этом случае серьезная фирма должна продать вам комплект аппаратуры с установкой и подключением на месте, где она будет работать – а не отдельные ее части. И стоить такое удовольствие будет примерно от  10 000 Евро  ( проигрыватель СД и винила, усилитель и колонки ).  Но всегда окажется, что эта, во всех отношениях хорошо звучащая система, через какой-то промежуток времени вам надоест и вам захочется чего-то нового. И пожалуйста,  не пытайтесь разобраться в параметрах составных частей, и тем более, не пытайтесь открывать крышку приборов и смотреть, из каких деталей собрана эта прекрасно звучащая система или колонки  – вы будете скорее всего разочарованы- как правило, оказывается, что все узлы собраны из обычных деталей по стандартной схематике и никаких следов того хай-энда, о котором пишут в журналах и, особенно много, на аудио-форумах  – там нет. В колонках вы, например, сможете найти обычные серийные китайские динамики… Выходит,  вас обманули ?  Вовсе нет !   Просто большая часть тех денег, что вы заплатили фирма взяла себе только за то, что она умеет грамотно стыковать отдельные узлы в качественную систему. Поэтому эта статья больше поможет тем читателям, которые сами захотят попробовать собрать хорошую аудиосистему из простых деталей и узлов и тем самым сэкономив значительную сумму денег.  А попытки изучать “кишки” фирменных аппаратов с целью выяснить где секрет их хорошего звука похожи на попытки патологоанатома путем вскрытия выяснить, отчего это тело при жизни было таким прекрасным человеком…

Вначале надо признать, что строго говоря, нет абсолютно идеальной аудиосистемы, которая бы удовлетворила бы всех аудиофилов своим звучанием. В значительной мере мы подходим к оценке звучания субъективно и всегда найдется человек с особыми предпочтениями, который негативно оценит продукт высочайшего качества исполнения. Отсюда следует определение хай-энда –  это продукт, предназначенный для СРЕДНЕСТАТИСТИЧЕСКОГО слушателя, который ценит в звучании аудиосистемы ее способность максимально точно передавать музыкальную атмосферу помещения, в котором сделана запись ( разумеется, в тех пределах, которые позволяет качество самой записи ). То есть в дальнейших своих рассуждениях я буду исходить  из этого определения хай-энда.  Здесь, правда, надо сделать небольшое отступление касающееся электронной музыки. Такие мощные программы как, например, Cubase от Steinberg позволяют создавать треки совсем без студии и микрофона.  Или минус один и потом добавить соло.  Даже при грамотном создании таких трэков при их прослушивании создается впечатление диффузности сцены, хотя музыка часто бывает весьма интересной  и богатой эффектами.  Что-ж, мы живем в интересное время – нам кругом предлагается красивый и привлекатыльный эрзац вместо реалий – и выбор каждого что предпочесть. С учетом реалий электронной музыки к моему определению хай-энда надо добавить – передать замысел и настроение создателя трэка. Если таковой вообще был… может скоро появятся полностью процессорные трэки….  но тогда никакой хай-энд, также как и скрипач, уже  не будет нужен и сбудется грустное пророчество фильма “Кин-дза-дза” – но  давайте пока забудем об этих кошмарах  и  вернемся к теме.  Одно из часто встречающихся заблуждений в определении хай-энда  – это определение как системы “с минимальными искажениями”.  Такое определение страдает двумя серьезными недостатками – 1. трудно конкретизировать какие именно искажения имеются ввиду и каковы должны быть их численные значения, и, 2. философски некорректно в качестве основы чего-либо  ставить негатив ( в данном случае – борьбу  с  искажениями )  – такой подход неизбежно приводит в тупик из-за отсутствия креатива.  И о другой крайности в подходе к созданию хай-энда – это доведение дизайна передней панели электронных блоков и, особенно, внешнего вида акустических систем до небывалых высот – т.е. создание аудиокомплексов с увязкой их внешнего вида с дизайном помещения ( офиса, гостинной и т.п. ), возможно, с последующим расширением до формата 5.1 для кинотеатра.  По отзывам продавцов магазинов такой вид “хай-энда” продается лучше всего и приносит неплохие прибыли, однако о качестве звука здесь вообще говорить затруднительно, так как потребителей такого вида “хай-энда” это качество,  как правило, вообще не интресует – звучит нормально – и нормально.  Единственный вопрос касаемый звука, который задают покупатели такого вида продукции – это будет ли достаточна мощность баса для озвучивания фильмов-катастроф.

С другой стороны, я противник полной аморфности в определении качества аудиосистемы – часто сейчас можно слышать довольно модное, “европеизированное” выражение, что “надо пробовать, слушать и выбрать для себя лучшее решение”.  Такой подход конечно очень толерантен, но может быть полезен только когда мы говорим о малопрофессиональном изготовлении  самодельной аппаратуры личного использования, как правило, для не очень прихотливых слушателей или для фанатов, для которого своя самоделка ( или дорого купленная “мечта”  ) всегда звучит приятнее.  Но когда мы подходим к конструированию аппаратуры высокого класса, такой подход нельзя считать правильным по той причине, что понятие “свой звук” или “мне нравится звучание” страдают неопределенностью и как правило, являются результатом прослушивания, проведенного без какой-либо четкой  методики и соответствующей подготовки.

То есть   для дальнейшего обсуждения вопроса критериев оценки хай-энда важное значение будут иметь три момента –    это описание требований к АППАРАТУРЕ (1) , ПОМЕЩЕНИЮ (2) и  МЕТОДИКЕ ПРОСЛУШИВАНИЯ (3).  Причем очень важным моментом является тот факт, что на мой взгляд, бессмысленно говорить о прослушивании отдельных частей аудиосистемы – ИГРАЕТ ВЕСЬ АУДИОКОМПЛЕКС, причем он играет в конкретном помещении !  Надо очень осторожно читать в красивых дорогих журналах описания прослушиваний, например, колонок – сколько много эпитетов,  восторгов и оценок – но если вам случится купить эти колонки,  то очень велика вероятность того, что вы не услышите и половины того, что было описано в журнале. И вовсе не потому, что авторы статьи были неискренни или ваша остальная аппаратура плоха – а просто потому, что вряд-ли у вас в комнате по случаю окажутся точно теже остальные компоненты аудиотракта, которыми пользовались при прослушивании авторы журнальной статьи. И уже совершенно точно, что у вас не будет такой же комнаты прослушивания.  То есть не стоит доверять тем продавцам аудиотехники , которые утверждают, что вот этот, например, усилитель класса хай-энд будет изумительно играть с любыми колонками того же класса ( или наоборот ) только потому, что это – хай-энд.  И совсем смешно видеть на еВае конденсаторы или трансформаторы или другие радиодетали с пометкой “хай-энд” – это вовсе абсурд. Конечно, есть радиодетали с лучшими параметрами и есть похуже, но покупка ( или самодельное изготовление – ох уж этот handmade !  ) суперкачественных деталей еще вовсе не гарантирует суперзвучание собранных из этих деталей узлов аудиотракта в целом. Важна грамотная СТЫКОВКА всех деталей в рамках прибора(а) ,  всех приборов  в рамках ауодиосистемы (б), и, наконец, последнее – но вовсе не наименее важное  и что часто упускается из виду – стыковка аудиосистемы с помещением(в).  Коротко говоря, простой арифметический закон сложения в хай-энде не работает – там 1+1+1 ( если говорить о проигрывателе, усилителе и колонках ) может быть как 3, так и 2, 1 или даже 0. Но есть и хорошая новость –  вполне может оказаться, что эту систему можно собрать из недорогих узлов или обычных, рядовых деталей.  Безусловно, приведенное выше деление несколько условно, но оно поможет хотя бы как-то провести анализ причин  влияющих на конечный результат. Теперь постараемся дать более подробное описание обозначенных  в этом абзаце узловых моментов.

1. Вообще говоря,  начинать надо с помещения.  Понятно, что собирая аудиосистему ( АС ), вы планируете вполне конкретное место, где она будет находиться.  Чаще всего, это своя личная комната ( спальня ) или гостинная.  Для определения выходной мощности, необходимой для АС, важен объем комнаты. Как правило, редко объем спальни превышает 50 куб метров, а гостинной 70 – 80 куб. метров и для таких помещений при прослушивании на нормальной громкости редко нужна мощность более 10 – 15 ватт. Большинство любителей аудио признают, что чаще всего они в свой комнате слушают музыку на громкости, отвечающей примерно 0,5 – 1 Ватта. При дальнейшем увеличении кубатуры соответственно растет необходимая для озвучивания мощность, но в любом случае бытовых помещений она не нужна более 50 ватт. Если стена комнаты из бетона – желательно местами их покрыть коврами, особенно если имеются параллельные стены с большой поверхностью без окон и дверей. Регипсовые и деревянные стены чаще всего не надо чем-то закрывать. Однако избыточное количество поглотителей звука в комнате тоже нежелательно – тогда звук потеряет живость и может стать плоским – наличие некоторого количества отражений даже весьма желательно.

2. Колонки.   К сожалению, большинство коммерческой акустики, продаваемой сегодня – это многополосные системы с низкой ( менее 90 дБ ) чувствительностью и сложным импедансом из-за наличия разделительных фильтров.  То есть, фактически, это акустика для транзисторных усилителей, основной особенностью которых является очень низкое выходное сопротивление.  Практически все ламповые УНЧ, даже сделанные на триоде ( не говоря уже о пентодах ), имеют более высокие значения выходного сопротивления и заметно меньшую выходную мощность. Я подвожу читателя к тому, что большинство продаваемой сегодня акустики для лампового хай-энда не годится.  Если они еще как-то могут звучать на средней и выскокой громкости, то на малой громкости ламповый хай-энд не в состоянии пробить кроссоверы и раскачать мембраны низкочувствительных динамиков  – и звук рассыпается – становится бесформенным, скучным.  Выход на мой взгляд один – для ламп, чтобы услышать всю прелесть их тонкого детального звука на малой громкости, нужна акустика на базе высокочувствительных широкополосных динамиков ( типа Фостекс FE206, Visaton B200 и т.п. ). Желательно, чтобы колонки не стояли прямо около стены, и чтобы за слушателем также небыла близко расположена стена – поэтому хорошо бы разместить АС вдоль короткой стены, чтобы ось от колонок к слушателю была направлена вдоль комнаты.  Желательно, чтобы стенка за слушателем была закрыта ковром, особенно если эта стена бетонная. Если в комнате есть место для того, чтобы поставить колонку примерно в 1 – 1,5 метра от стены, то очень желательно приобрести или изготовить ( см мой более ранний пост http://klimanski.com/?p=263 ) акустическую систему типа открытый экран ( открытый ящик, ОЯ ) с широкополосным динамиком в виде основного звукоизлучателя. Особенно это рекомендуется, если у вас уже есть  пентодный/тетродный усилитель на лампах или триодный/транзисторный с токовой ООС.  В этом случае такого типа акустическая система обеспечивает наиболее простое ( и наиболее эффективное ! ) достижение объемного звучания в помещении. Если же у вас нет места, чтобы разместить ОЯ, то придется перейти к рассмотрению других акустических оформлений – таких как закрытый ящик ( ЗЯ ), фазоинвертор ( ФИ ), труба Войта. Подавляющее большинство коммерческой акустики представлены в виде ФИ.

продолжение следует. Если у вас есть замечания или дополнения, пожалуйста пишите наsergei@klimanski.com

Полезные ссылки на эту тему  http://avlux.ru/articles.html?id_art=12.

Добавлено 26 июля 2012 года. Сегодня с интересом прочитал статеечку  http://muz-mics.ru/polezno-znat/chto-takoe-hi-end-na-samom-dele.html . Конечно очень радует, что автору сайта понравилось мое творение. Грустно, что он забыл сделать ссылочку на оригинал.  Но Бог ему судья, и пусть мой труд поработает на коммерцию. Тоже приятно. Успехов тебе, Костя.