Спасти Джулию Или Предусилитель Для Измерения Ламповых Схем

[Alex-007]

Пока интересует именно питание. Подумываю сделать "искусственную" землю. Лист жести под столешницей. Все сетевые фильтры - на эту "железку". Ну, а аппаратуру - сверху.

Изменено 10 декабря, 2015 пользователем Alex-007

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Alex-007]

Собрал повторитель почти "начисто". Спектр при резисторе величиной 1,3МОм, усатновленному последовательно со входом:

До сих пор не "поборол" жуткие помехи от сети. Зря Василичь жаловался на плохую электромагнитную обстановку в Крыму. В Краматорске она, похоже, значительно хуже. Весь этот "частокол" - это наводки от сети. Аж до 6кГц. Но, надеюсь, основную гармонику (50Гц) смогу опустить до -100дБ. Да и остальные сетевые гармоники то же немного "опустить". На "пик" в районе 60 Гц и связанные с ним гармоники не обращайте внимания. Это, похоже, помеха от монитора. Не понимаю, чем вызван подъём шума в высокочастотной части спектра.

А это спектрограмма без резистора на входе.

Приступил к измерениям с использованием этого предусилителя. Будут нормальные результаты - конечно поделюсь

Изменено 18 декабря, 2015 пользователем Alex-007

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Alex-007]

Повторитель со сверхмалыми искажениями, очень маленькой входной ёмкостью (единицы пФ вместе со входным кабелем) и высоким входным сопротивлением (более 50 МОм). Перед монтажом в корпус. Схема приведена ранее.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[kdas]

Коллеги, очень хорошая тема.

А не было идеи поставить переключатели входного сопротивления (типа 4Ом, 8Ом, 16Ом, 32Ом, 300Ом, 600Ом, 3К, 10К, 50К, 100К, 500К, 1М) и делители под них, чтобы можно было сразу универсальный повторитель иметь для разного вида техники? Мне кажется, это пригодилось бы.

[I_Avals]

А не было идеи поставить переключатели входного сопротивления - конечно нет. Основная идея, коль скоро мы используем звуковую карту как измерительный прибор - сделать вход устойчивым к возможным перегрузкам, как, например , в осциллографе, при этом не сильно испортив характеристики карты. В моём понимании - это стандартный 1 МОм входного сопротивления и BNC разъём, позволяющий использовать делитель от осциллографа, доведя входное сопротивление до 10-ти МОм и допустимое входное напряжение до 20 / 200 Вольт.

Делать входное сопротивление переключаемым - а зачем? И, главное, на какую мощность? Первая половина Вашего ряда явно представляет собой нагрузку для УМ и усилителей наушников. Назначение второй половины для меня загадка. Кроме последнего значения - 1 МОм. Итак, мощность. Скажем 4 / 8 / 16 Ом - ставить их на 5 ватт, на 20 или на 100? Как понимаете, вопрос не праздный. Это и габариты и стоимость и пределы измеряемой мощности.. Уж лучше использовать предусилитель в чистом виде, превратив карту в защищённый измерительный прибор, а нагрузку иметь отдельную, сообразно конкретной задаче.

[kdas]

17 часов назад, I_Avals сказал:

Уж лучше использовать предусилитель в чистом виде, превратив карту в защищённый измерительный прибор, а нагрузку иметь отдельную, сообразно конкретной задаче.

Резонно, согласен. Спасибо.

А ещё вопрос. У Вас лампа 6Ф12П нарочно была выбрана, или под руку попалась? Можно ли такое сварганить на обычном двойном триоде? Какие критерии выбора?

Просто у меня тут под рукой валяется рассыпь каких-то ламп, но не уверен, что есть именно такая. Может даже 6ФХХП какие-то есть, но не 12-е. В выходные гляну.

[kdas]

Попробовал сэмулировать на 6Н23П. Пентод заменён на триод. В аноде 36К, в катоде 1К. Всё остальное по номиналам схемы. Питание 250В.

При входном 2р-р В и нагрузочном сопротивлении 3К искажения посчитанные 0.014400%(0.060052%). А на 1В входа вообще 0.007082%(0.058717%). Всё это даёт надежду, что в железе ещё меньше будет.

@I_Avals , Вам не видится там подводных камней? Надо попробовать собрать что-ли... 

P.S. А если во втором триоде анодный поставить 15К, а катодный 200Ом (анодный ток около 10ма, что с запасом для этой лампы), то КНИ расчётные 0.000739%(0.058818%) при 2рр В входных.

Изменено 22 сентября, 2016 пользователем kdas

[Alex-007]

5 часов назад, kdas сказал:

КНИ расчётные 0.000739%(0.058818%) при 2рр В входных.

Так сколько? То, что перед скобками, или что внутри?  Проблема в том, что искажения ниже 0,001%, посчитанные симулятором, абсолютно не соответствуют действительности. Они могут быть как на порядок выше, так и в два раза ниже в конкретном изделии.

Теперь о конкретике. Мои исследования показывают, что получить низкие искажения при действительно высоких входных сопротивлениях весьма непросто. Операционные усилители, показывающие непобедимые результаты, нормально работают при входных сопротивлениях не более единиц килоом. Усилители с ООС, даже на лампах, как показали исследования I_Avals, так же значительно "сдают" при попытке поднять входное сопротивление хотя бы до 1 МОм-а. Вот и пришлось разработать этого "монстра". Кстати, даже неудачный конструктив изделия может на порядок ухудшить параметры. На фото выше виден экранчик, параллельно "внутренностям" входного триода. Так вот, он в несколько раз снижает шум и наводки.

Изменено 22 сентября, 2016 пользователем Alex-007

[kdas]

Цитата

Harmonic    Frequency     Fourier     Normalized     Phase      Normalized
 Number       [Hz]       Component     Component    [degree]    Phase [deg]
    1       1.000e+03    1.917e+00    1.000e+00        0.09°        0.00°
    2       2.000e+03    5.142e-06    2.682e-06       76.82°       76.73°
    3       3.000e+03    1.770e-06    9.232e-07      -11.00°      -11.09°
    4       4.000e+03    3.111e-07    1.623e-07      -72.93°      -73.02°
    5       5.000e+03    2.596e-07    1.354e-07      -68.72°      -68.81°
    6       6.000e+03    2.729e-07    1.424e-07      -64.26°      -64.36°
    7       7.000e+03    2.762e-07    1.441e-07      -57.97°      -58.06°
    8       8.000e+03    2.864e-07    1.494e-07      -54.75°      -54.84°
    9       9.000e+03    2.993e-07    1.561e-07      -50.66°      -50.75°
Total Harmonic Distortion: 0.000286%(0.012521%)

Похоже, что первое число правильное. Не знаю, что такое в скобках.

Тимвал? Случайно не знаете, ведь Вы пользуетесь это программой (LTSpice)?

А насчёт искажений-то понятно всё. Мне вот хотя бы 500кОм входного получить с меньше чем -100дб искажений и шума. - за глаза хватило-бы для моих дел.

Изменено 23 сентября, 2016 пользователем kdas

[I_Avals]

У Вас лампа 6Ф12П нарочно была выбрана, или под руку попалась? - 6Ф12П, как тип - нарочно была выбрана. Как экземпляр - та, что под руку попалась. Критерий выбора - высокое усиление в содружестве с большим током. Всё таки, на сравнительно низкое сопротивление работать.

Результаты симулирования THD программами рассматриваю исключительно как справочную информацию в смысле больше / меньше. У Валерия Сергеевича, на бумажке, просто волшебные результаты. В жизни - увы, скромнее. К стати, тут, в теме, он, как то, выкладывал результат симуляции моей схемы. "Бумажная" модель откровенно стратила.

[тимвал]

14 часа назад, I_Avals сказал:

У Валерия Сергеевича, на бумажке, просто волшебные результаты. В жизни - увы, скромнее. К стати, тут, в теме, он, как то, выкладывал результат симуляции моей схемы. "Бумажная" модель откровенно стратила.

Да нет при правильном подходе вполне румяный результат: 

 

 

[I_Avals]

при правильном подходе.вполне румяный результат. - при правильном подходе, Валерий Сергеевич, результат должен быть таким. Или таким. Такой тоже приветствуется.А что до "смешных рисовок" с вполне румяным результатом - так они на "бумажке". А та, как известно, всё стерпит.

  

[тимвал]

 И кем приветствуется?  Напомните кому кроме вас ещё пригодился такой буфер? А ведь прошёл почти год!  

Я повторил его хотя бы "на бумажке".....

[I_Avals]

Валерий Сергеевич! Приветствуется изготовленное и измеренное. Расчётов "на бумажке" можно наплодить бездну. Чем Вы, собственно, и занимаетесь.

кому кроме вас ещё пригодился такой буфер - как минимум, Alex-007. И  kdas проявил определённый интерес.  То, что эта конструкция не будет массовой, мне было понятно изначально. Прежде всего потому что это усилитель, предназначенный для измерений. Т.е, из области, стоящей немного в стороне. Нужен ли он? Нужен, если Вы серьёзно занимаетесь вопросом и не просто паяете по готовым схемам, а что то исследуете. Кроме того, нередки "звоночки" типа такого

В 09.09.2016 в 08:49, Aligarson сказал:

Было интересно замерить Marantz он тоже 50ти ваттный, повернул регулятор громкости больше 20ти вольт на нагрузке и спалил канал вместе с аудио картой в компьютере.

Моя карта стоит сотни полторы "енотов". Убить её, случайно что то коротнув или крутнув - одно мгновение. Что дешевле - новая карта или входной усилитель с защитой? И не забудьте об ограничениях из за низкого входного сопротивления. Все эти резоны и побудили меня заняться проектом. Будет кто то его повторять - зависит от серьёзности намерений человека. Для однажды сделать усилитель - вряд ли. Тем более, Василичь уже засрал мозги людям своим делителем 1:10 и калибровкой программы.

Приборы, которые используются для измерений, диктуются областью Ваших интересов и уровнем подготовки. Скажем, цифровой осциллограф у Вас появился сравнительно недавно. У многих лампостроителей его просто нет. А у меня только цифровых 2. Один из них 8-ми канальный, 12-ти битный. Вряд ли такой прибор можно назвать широко применяемым как, например, тестер. Есть, к стати, ГКЧ до 900-т мГц. Но, это из другой области увлечений.

Я повторил его хотя бы "на бумажке"  - это Вы, типа, похвалились? Обозначили предел Ваших возможностей? Вы многие замечательные вещи строите только "на бумажке"...

[тимвал]

29 минут назад, I_Avals сказал:

 - это Вы, типа, похвалились? Обозначили предел Ваших возможностей? Вы многие замечательные вещи строите только "на бумажке"...

Нет это я обозначил предел востребованности Ваших "проектов".  Похоже что они только моим повторением " на бумажке" и ограничиваются. Не считая собственно Вашей реализации разумеется. 

 

 

[I_Avals]

Валерий Сергеевич! Вам напомнить "предел востребованности" Вашего "простого качественного"? Который Вы сами то до ума довести не смогли? Впрочем, для сварщика, собрать хоть как то работающий усилитель из того, что наскреблось "по сусекам" - уже достижение. Почему как то? Да, потому что на 5-й странице обсуждения неожиданно всплыла информация - выходные лампы идут в разнос самопроизвольно и без причинно.

Проекты в интернете, реально массово повторяемые, можно посчитать по пальцам одной руки. И то, повторяются они весьма малочисленными группами "по интересам". Просто обсуждение растягивается на 100500 страниц. Это и создаёт видимость массовости. В данном случае, цель - не массовость, как ГТО в СССР, а поделится идеей и наработками по её практической реализации. Как видите - есть и идея, есть и наработки. И есть ещё момент - повторив найденную в интернете схему, вовсе не обязательно сообщать об этом всему миру. Или Вам лично.

Посмотрите, якобы "массовую" тему Василича. Сколько людей "отчиталось" о постройке? Единицы. И посмотрите Фотогалерею - страниц чуть меньше, чем в теме Василича, но, на каждой - 5 - 10 сделанных конструкций. Самых разнообразных. Это и есть массовость. Но, если говорить о повторении какой то конкретной схемы - снова считаем "по пальцам". 

[kdas]

@I_Avals , доброй ночи,

Хочу попробовать смакетировать на двойном триоде (6Н23П). Но, как говорят мои индийские коллеги на работе: "I have a doubt" 

В первой Вашей схеме на ОУ присутствует защита от перенапряжения, как я понимаю. Чтоб карту не спалить. Да и питание упирается в +/- 15 В. А вот что мешает в ламповой схеме подать на вход +/- 50В (как в упомянутом инциденте с Maranz) и на выходе получить тоже самое, то есть спалить мать до самого моста? Может всё-таки надо какой-то дополнительный элемент прикрутить, чтобы выход уходил в ограничение?

[I_Avals]

Надо, конечно. Две последних ламповых схемы - это, скорее, проверка идеи. Первая - работает, но имеет чувствительность к сопротивлению источника. Сейчас тружусь над очередной реинкарнацией.

[I_Avals]

В личке появлвются вопросы от людей, повторяющих, либо намеренных повторить конструкцию. Часть вопросов имее достаточно общий характер, поэтому решил ответить на них здесь.

Можно ли заменить микросхему LM4562? Можно, конечно. Из возможных замен - LM833, NE5532. Судя по результатам измерений, сделанных для другого проекта, неплохой альтернативой может быть TL072. Главное требование - минимум собственных шумов и искажений. Именно эти факторы ограничивают нижний диапазон измеряемых величин. Чтобы резкультат измерений считался достоверным, неободимо, чтобы параметры прибора минимум на 10 дБ превосходили минимальную измеряемую величину. В этом случае погрешность, вносимая самим прибором в измерение шумов и искажений, не превысит 5%.  Для примера, моя карта вмете с платой на LM4562 имеет КНИ 0,0041% и уровень шума -105 дБ. Соответственно, я могу перенбречь влиянием измерительного тракта на результат, до уровня искажений в 0,013% и шумов до -95 дБ. Этого более чем достаточно для измерения любых ламповых схем. В любом случае, стоит протеститровать Вашу карту вместе с предусилителем для чёткого понимания возможностей именно Вашего измерительного комплекса. И, в заключение, небольшая сравнительная табличка некоторых параметров упомянутых ОУ

В общем, видно, что LM4562 не зря стоит в 10 - 15 раз дороже своих собратьев. Но, для начала, никто не мешает собрать предусилитель на более дешёвых микросхемах. В любом случае, это не создаст особых проблем для большинства измерений.

Правильно ли понимаю то, что калибровка в программе имеет субъективное значение? Давайте разберёмся, зачем делается калибровка программы и действительно ли она так уж необходима.

Измерения бывают абсолютные и относительные. В первом случае мы получаем результат, выраженный непосредственно в физических величинах, во втором - сравниваем две величины, приняв одну из них за эталон. Итак, что мы измеряем Спектралабом или любой другой подобной программой? Чаще всего АЧХ и КНИ. Иногда IMD.

АЧХ - это график изменения Ку в зависимости от частоты. Для удобства наблюдения и сравнения он приводится к относительному виду, путём вычисления отношения усиления на некоторой частоте к усилению на частоте, принятой за опорную. Чаще всего это 1 кГц. Поскольку Ку - это тоношение выходного напряжения ко входному, то абсолютные величины этих напряжений нас могут интересовать только в том смысле, что усилитель не перегружен. Но, это хорошо видно по спектрограмме или индикатору уровня входа в программе. На сам вид АЧХ они не влияют. В скобках замечу, что из за изменения магнитной проницаемости железв выходного трансформатора в зависимости от индукции, АЧХ лампового усилителя немного меняется на НЧ, в зависимости от выходной мощности. Но, даже этот эффект не делает калибровку программы необходимой для данного измерения.

КНИ - вычисляется через отношение уровней гармонических составляющих к уровню первой гармоники.  Опять же, абсолютный уровень сигнала, при этом, нас может интересовать только в смысле привязки результата измерения к выходной мощности или напряжению, если нам захочется построить такую зависимость. Сама же программа не требует какого либо специального уровня для измерения THD. Я показывал, что изменение входного уровня карты в диапазоне более 30 дБ практически не влияет на измеренное значение THD. Только на уровнях ниже -40 дБ наблюдается некоторое занижение показаний. Чаще нас интересует максимальная выходная мощность или напряжение усилителя при заданном уровне искажений. В этом случае мы просто увеличиваем входной сигнал до получения требуемого значения искажений, после чего измеряем его уровень. Лучше для этого использовать специально обученный прибор - милливольтметр переменного тока или, на худой конец, тестер. Почему? Как правило, усилители мощности при таких измерениях имеют уровни сигнала, превышающие допустимый для карты. В этом случае требуется входной делитель. И тут во весь рост встаёт вопрос точности и воспроизводимости результатов калибровки. Любая карта имеет как регулятор уровня выхода, так и регулятор уровня записи. Для того, чтобы исключить их влияние, желательно при измерениях всегда устанавливать их в одно и то же положение. Прще всего - максимально вверх. Но, как правило, карта не используется исключительно для измерений - мы слушаем музыку, смотрим кино, общаемся по Скайпу. Все эти вещи вмешиваются в регулировки карты и заставляют постоянно, ручками, возвращать настройки обратно перед измерениями. Иначе, грош цена нашей калибровке. Следующий момент - входной делитель. Он точен только будучи откалиброван вместе с картой. И, поскольку он не переключается, снова ограничивает диапазон входных напряжений, только на более высоком уровне. Немаловажное значение имеет входное сопротивление. Если вы намерены измерять только выходную мощномть УМ, то это не важно. Но, попытка измерить сигнал хотя бы на сетке выходной лампы обречена на неудачу. Согласен, это не самый типичный случай измерений, но, иногда бывает полезно.

Более 20-ти лет работая со Спектралабом, ни разу не ощутил практической потребности в калибровке программы. На входе стоял обычный логарифмический потенциометр в 47 Ком, решавший большинство вопросов согласования уровня. Просто надо было не забывать, для безопасности, перед началом измерений вывести его в ноль и потом установить требуемое ослабление, сообразно уровню входного сигнала. При этом небольшая перегрузка входа карты легко контролируется по спектру сигнала - все нечётные гармоники дружно и резко лезут вверх. Отступите от этого уровня 6 - 10 дБ и спокойно измеряйте. Правда потенциометр не в полной мере защищает карту от возможных случайностей.

Преимущество использования отдельного прибора для измерения уровня сигнала в том, что мы можем не заморачиваться с калибровкой программы (к стати, используя для этого всё тот же внешний прибор) и прменять в делителе предусилителя резисторы обычной точности. Использование Спектралаба исключительно для относительных измерений никак не сказывается ни на их точности, ни на их информативности.