Архив Форума Hi-Fi.ru
По 23-5-2020
Портал Hi-Fi.ru более не предоставляет возможностей и сервисов по общению пользователей


Страницы: 1 2 3 4 5 ... 12 След.

Учение Н.Пасса о правильном усилителе

 
 
Блуждая по сети в поисках схемы "правильного" усилителя я набрел на "Руководство пользователя" одного из усилителей серии ALEPH мистера Нельсона Пасса (PassLab).
От скуки я его пробежал глазами, общеизвестные истины о том, что твердый лучше мягкого и т.п., но, когда я добрался до "воздушной модели" усилителя, я решил донести это откровение до масс.
Возможно, это уже обсуждалось и читалось, но, темне менее я убил целый вечер на набивку перевода - не выбрасывать же...
Итак:


Опыт, соотносящий звучание и конструкцию усилителя, определяет некоторую "генеральную линию" того, что будет звучать хорошо, а что нет:
1. Простота и минимальное число компонентов является ключевым элементом, что хорошо видно на примере Ламповых конструкциях. Чем меньше элементов в цепи сигнала, тем лучше. Это зачастую справедливо даже, если добавление еще всего одного усилительного каскада приводит к улучшению измеренных характеристик.
2. Характеристики усилительных элементов и их конкретное применение являются важными условиями. Индивидуальные вариации характеристик определяют разницу в применяемой схемотехнике. Все приборы, через которые проходит сигнал, приводят к его деградации, но, разные характеристики приборов в разной степени. Низкий уровень нелинейности в большей степени  сказывается на качестве, привнося фальшивую теплоту и окраску звука, в то время как непредвиденно высокий уровень нелинейности является как слагаемым, так и вычитаемым, добавляя резкость вследствие потери информации.
3. Максимальная собственная линейность усилительного каскада желательна до того, как применена обратная связь. Опыт показывает, что обратная связь является вычитательным процессом: она удаляет информацию из сигнала. Во многих старых конструциях низкая собственная линейность корректировалась широким применением обратных связей, приводившим к потери "теплоты", "пространства" и "детальности". (про Саундстейдж автор не читал - прим. переводчика)
Высокий ток покоя (или смещения) очень желателен для максимальной линеаризации и дает эффект, который не только легко измерить, но и легко продемонстрировать: Возьмите усилитель класса А или другой усилитель с большим током покоя и сравните звук с полным током покоя и уменьшенным. Регулировка тока покоя легкоосуществима, т.к. обычно каждый усилитель имеет потенциометр регулировки, но это нужно делать очень осторожно. В качестве эксперимента, можно просто изменить ток покоя и выслушать ощущения экспериментирующих.
Когда ток покоя уменьшен, общее ощущение "глубины" и "окружения" звука будет  в целом уменьшаться. Если же вы будете увеличивать ток покоя далеко за пределы рабочей точки, то оказывается, что улучшения происходят при токе покоя, много больше, чем требуемом для данного уровеня сигнала. Обычно, уровень наиболее критического прослушивания составляет всего несколько Ватт, но, усилитель с током покоя в десять раз больше, чем требуется для сигнала такой величины, в целом звучит лучше, чем усилитель с током покоя, установленным для нескольких Ватт.
По этой причине, конструкции, в которых применяют т.н. "чистый класс А", предпочтительнее, т.к. ток покоя много больше требуемого сигнального тока большинство времени. Как упоминалось ранее, усилительный каскад и первая ступень выходного каскада обычно выполняются однотактными в чистом классе А, но, т.к. уровень сигнала составляет малые доли Ватта, то К.П.Д. каскада не имеет значения.
4. Принимая во внимание, что любой процесс, который мы производим с сигналом, будет услышан, лучшие усилители должны использовать те процессы, которые являются наиболее натуральными. В этой цепочке есть один элемент, который не может быть улучшен и этим элементом является ВОЗДУХ. Воздух определяет звук и служит естественным бенчмарком.
Обычно, все усилители, представленные на рынке, базируются на двухтактной симметричной модели, но двухтактная симметричная топология не имеет аналогии в природе.
Правомочно ли использовать характеристики воздуха  в качестве модели для разработки усилителя? Если вы согласны с тем, что все процессы воздействия на сигнал оставляют свои характерные черты на музыке, то ответ только ДА!
Одной из самых интересных характеристик воздуха является его однотактная природа. Распространение звука посредством воздуха есть результат газового уравнения
PV(в степени 1,4)=1,26 х 10 (в степени 4)
где P - давление, V - объем, и эта кривая показана на рис 1. (*приводится соответствующая кривая - прим. переводчика)
Небольшая нелинейность,  являющаяся результатом характеристик воздуха, обычно несущественна при обычных уровнях звука и сопоставима с искажениями целого ряда усилителей. Эта нелинейность начинает ощущуться, например, в раструбе сирены, где интенсивность уровня давления  в "горле" в несколько раз выше чем "во рту" и, где гармоническая составляющая может достичь нескольких процентов.
Рис.1 показывает однотактную природу воздуха. Мы можем толкать его и повышать давление на произвольную величину, но мы не можем "тянуть" воздух. Мы можем только преддоставить ему возможность самому заполнить предоставленное ему пространство, как он того пожелает: давление его никогда не будет ниже ноля. Когда мы толкаем воздух, увеличение давление будет больше, чем соответствующее уменьшение, после того, как мы позволим воздуху расшириться.  Это означает, что для заданного движения диафрагмы в воздухе, положительное возмущение давления будет слегка больше, чем отрицательное. Из этого следует, что воздух является фазочуствительным.
Как результат его однотактной природы, гармоническая составляющая воздуха преимуществнно 2-го порядка, скажем так: в искаженияч синусоидального сигнала будет преобладать 2-я гармоника. Фаза этих искажений отражает более высокое позитивное давление, чем негативное.
Передаточная характеристика воздуха также показывает, что искажения, кроме всего прочего, являются монотомными, т.е. продукты искажений слегка уменьшаются при уменьшении акустического давления. Это важный элемент зачастую остается невыявленным в аудиодизайне и проявляется в плохом звучании ранних транзисторных усилителей, ДАКов и ЦАПов. Они не монотонны: искажения увеличиваются при уменьшении уровня.
Обычная общепринятая "электрическая" картинка аудиосигнала - синусоида без постоянной составляющей. Звучание представляется, как переменный ток или напряжение, в котором положительная полуволна тока и напряжения дублирует отрицательную эквивалентно и симметрично. Этот вымысел удобен, т.к. оправдывает использование высокоэффективной схемотехники выходных каскадов усилителей по двухтактной схеме, в которой управление положительной полуволной обратно управлению отрицатльной.
Каждое плечо двухтактного усилителя управляет аудиосигналом в противофазе: положительное плечо питает громкоговоритель положительным током и  напряжением, а отрицательное, соответственно, отрицательным.
Проблемы с двухтактными усилителями связаны с возникновении переходных искажений, которые кем только не обсуждались и их главный результат: они не монотонны. Конструкции класса В и множество класса АВ имеют гармоники, продукты которых драматически увеличиваются при уменьшении сигнала. Они кардинально уменьшаются  с переходом в класс А, но переходные искажения остаются в виде небольших изломов на переходной характеристике.
Для воспроизведения музыки с высокой натуральностью двухтактная схема не является лучшим решением. Воздух несимметричен и не имеет двухтактной характеристики. Звук в воздухе является возмущением вокруг периода положтельного давления. Существует только положительное давление, более сильное положтельное давление или менее сильное положительное давление.
Двухтактные схемы способствуют возникновению нечетных гармоник, когда фазовое выравнивание отражает процесс сжатия как на положительных, так и отрицательных пиках и переходная нелинейность находится вблизи нулевой точки.
Работу двухтактного усилителя можно проилюстрировать на примере спиливания дерева с помощью двуручной пилы двумя джентльменами. Конечно, если мы вручную пилим деревья, мы предпочтем этот метод, как более эффективный. Но, т.к. мы не валим деревья, то я бы предпочел образ виолончелиста, держащего смычок одной рукой за один конец. Только таким способом музыкант может достичь полного контроля над инструментом и точности, требуемой для воспроизведения требуемого диапазона и деликатности, требуемых в музыке. Тоже самое мы имеем с однотактными усилителями.
Только однотактная топология имеет соответствующие характеристики. Однотактное усиление может быть только в чистом классе А, и, минимальная эффективность,  которую вы можете разумно использовать для достижения наилучших результатов, - это потребление мощности в режиме покоя вдвое больше, чем при полной выходной мощности усилителя.
(*Далее автор ударяется в историю класса А и описывает свои заслуги перед человечеством в виде патентов на "чисто класс А",- я это опустил и перешел к следующей части, показавшейся мне более интересной - прим. переводчика)
Очень важно, при попытке построить усилитель с натуральными характеристиками, правильно выбрать усилительный прибор. Усилитель в однотактном классе А  нами уже выбран, и мы хотим иметь такие характеристики прибора, у которых положительная амплитуда чуть-чуть больше, чем отрицательная. Для приборов, управляемых током, это означает, что усиление должно слегка увеличивается с током, а для ламповых или полевых приборов - крутизна характеристики должна слегка увеличивается с током.
Триоды и МОСФЕТы имеют сходные характеристики: их крутизна увеличивается с током (*что-то тут мутно-прим.переводчика). Биполярные мощные транзисторы имеют слабое увеличение усиления, пока они пропускают ампер или около того, затем усиление идет на спад при более высоком токе. В общем случае, применение биполярных транзисторов в однотактных "чисто класс А" усилителях - плохое решение.
Другое преимущество, объединяющее Лампы и ФЕТы - это хорошие характеристики, которые они обеспечивают в простых каскадах класса А. Биполярная схемотехника, представленная на рынке, имеет обычно от пяти до семи каскадов транзисторов, включенными в путь сигнала. Лампы и МОСФЕТы, в тоже время, имеют 2 или 3 каскада в пути сигнала.
И третье преимущество Ламп и МОСФЕТов над биполярными приборами - это их большая надежность при повышенных температурах. Как упоминалось, однотактные усилители рассеивают большую мощность и сильно нагреваются. Биполярные приборы же более склонны к отказам при высоких температурах.
При выборе между Триодами и МОСФЕТами, преимущество МОСФЕТов в естественном питании громкоговорителя токами и напряжениями, необходимыми для его работы. Попытки создать прямоподключаемый триодный усилитель мощности строго ограничен высоким напряжением и слабым анодным током, присущим Лампам. Мощность таких усилителей не превышает 8 Ватт или около того, несмотря на сотни рассеиваемых Ватт.
Трансформаторные однотактные усилители на Триодах являются альтернативой при использовании очень большого трансформатора с воздушным зазором для предотвращения подмагничивания сердечника сильным постоянным током, но они также страдают ухудшением характеристик от применения трансформаторов.
Среди усилителей мощности, обеспечивающих реалистичное воспроизведение музыки, только MOSFETы в однотактном классе А удовлетворяют всем требованиям.

Ура, товарищи!  


 
 
 
Если бы Нельсон тратил больше времени на посещение концертов приличной музыки, чем на написание статей с претензией, может быть его усилители и стали бы покупать любители музыки. А так - только ценители параметров...
 
 
А какие там нафиг параметры? Коэффициент гармоник <1% и все... Чем тут хвастаться?
 
 
Я тут сравнивал как то усилитель Пасса "Threshold" со своим однотактником на 300В. Справедливости ради надо отметить что характер звукоизвлечения действительно напоминает ламповый только имеет характерный для тразисторов синтетический окрас. Мой его сделал по всем параметрам кроме скорости (торопится куда-то). А в целом не взял бы даром, жалкое подобие лампового аналога, при полном отсутствии преимуществ транзисторных схем. ИМХО.
 
 
на 4

Ну и сравнения у тебя, нечто одно с чем-то другим.

Предлагаю писать так. Слушал какой-то мерзкий транзисторник с очень нравящимся мне ламповиком. Справедливости ради надо отметить, что некоторые звуки были изданы и транзисторным усилителем. Ламповик подтвердил свое право продолжать нравиться. Все аплодируют, аплодируют. Занавес.

А какой был Threshold? Их много разных всяких, и большая часть вообще к Пассу никакого отношения не имеет.
 
 
лучший усил на ЛАМПЕ АЛАДИНА, ктоб спорил... а законы физики всем пох....
 
 
Действительно, как то я не по делу выступил, пардон хуйню спорол, сначала написал а потом прочитал п.1.
 
 
Цитата
лучший усил на ЛАМПЕ АЛАДИНА,
С джином или без джина? А если с джином, то с тоником или без?
 
 

Цитата
Действительно, как то я не по делу выступил, пардон хуйню спорол, сначала написал а потом прочитал п.1.
Юрий, а после прочтения п.1 Threshold зазвучал лучше твоего ламповика? Что ты такое вычитал, что изменило твое мнение
 
 
Gennady Semisalov - спасибо за труд (п.1).




Страницы: 1 2 3 4 5 ... 12 След.
Архив Форума Hi-Fi.ru
По 23-5-2020
Портал Hi-Fi.ru более не предоставляет возможностей и сервисов по общению пользователей

1997—2024 © Hi-Fi.ru (Лицензионное соглашение)