Romekd pisze: ↑pt, 1 lutego 2019, 12:53
Jak widać poziom tych zniekształceń nie był jakoś specjalnie wysoki i dominowały w nim głownie parzyste harmoniczne, druga i czwarta.
A co z pozostałymi, wszak też one są! I nie mam tu wcale na myśli tylko trzeciej, piątej a nawet szóstej i siódmej, lecz i dużo wyższe od nich, tworzące gęsty grzebień już przy mocach 0,5W i wyższych.
gdy porówna się te wartości do zniekształceń nieliniowych wprowadzanych przez inne sprzęty audio z tamtego okresu (lata 70., początek lat 80.), to wynik uzyskany przez ten wzmacniacz można określić jako dobry.
Jak już wspomniałem wcześniej - nie dysponuję profesjonalnym sprzętem pozwalającym liczbowo zmierzyć THD oraz widmo na niego się składające. Już nie mówiąc o tym że nie dysponuję także sprzętem audio z epoki PRL, do którego miałbym porównywać sztandarowy wynalazek
Peerelowskiej Myśli Technicznej, na którym opierała się pokaźna część segmentu średniej klasy, a nawet pretendującego do kategorii Hi-Fi. Poradziłem sobie zatem w niekonwencjonalny sposób. Miałem jeszcze do niedawna dwa nabyte
na bublach oryginalne, sprawne moduły od M2405S. Zanim ostatecznie zakończyły one swój niesławny żywot pod grotem lutownicy, spreparowałem lekko jeden z nich, przekształcając go we wzmacniacz odwracający.
Etatowe wejście sygnału (I-9 na rysunku
download/file.php?id=78733&mode=view zwarłem na masę, odlutowałem natomiast od masy ujemną końcówkę C33 i ona odtąd miała służyć za wejście. Wzmocnienie zmieniło się przy tym nieznacznie (jak łatwo w przybliżeniu policzyć - dla R55=160 omów zmalało z 7,25 do -6,25). Mając na wyjściu sygnał przeciwny w fazie względem wejściowego uzyskałem możliwość wypreparowania z sygnału wyjściowego samych tylko zniekształceń, tj przepuszczenia wszystkich harmonicznych z wyjątkiem podstawowej. Prosty dzielnik oporowy spełnił to samo zadanie jakie mógł spełnić selektywny filtr zaporowy. Z jedną istotną różnicą: przy takiej metodzie eliminacji pierwszej harmonicznej ulegają skompensowaniu także
wszelkie zakłócenia zawarte w sygnale wejściowym. W tym także harmoniczne generowane przez źródło sygnału. Zatem źródłem wszystkiego co pozostało na wyjściu po wyeliminowaniu oryginalnego sygnału może być tylko sam badany wzmacniacz. Przynajmniej w pierwszym przybliżeniu, pomijającym możliwość powstawania różnych przesunięć fazowych dla różnych harmonicznych.
Schemat dla takich prób (zawierający też fragment uproszczonego schematu wzmacniacza, dla orientacji) wygląda jak poniżej:
Wieloobrotowy potencjometr montażowy 1k w dzielniku kompensacyjnym należy ustawić tak aby znikła pierwsza harmoniczna w punkcie do którego dołączony jest kanał "B" oscyloskopu (oczywiście synchronizowanego z kanału "A" tj bezpośrednio z wyjścia wzmacniacza). Ponieważ zwykle występują szczątkowe przesunięcia fazy między sygnałem wyjściowym a wejściowym - dla uzyskania idealniej kompensacji należałoby uzupełnić dzielnik o kondensator nastawny, zdecydowałem się jednak dobrać taką częstotliwość generatora dla której przesunięcie fazowe wynosi zero. W zależności od warunków plasowała się ona pomiędzy 3 a 7kHz. Te zniekształcenia mają naturę statyczną (powstają wskutek różnicy wzmocnień prądowych dla obu połówek) toteż wybór częstotliwości ma niewielki wpływ na ich wielkość.
Z oryginalną końcówką M2405S (gwoli ścisłości jednak dodam, że obydwie jakie miałem zawierały 2 X BD354B zamiast BC354B + BD254C; nie wiem czy tych drugich zabrakło podczas produkcji czy też podczas naprawy) uzyskałem co następuje:
Widać zatem że po usunieciu sinusoidalnego sygnału użytecznego pozostaje przebieg wyjątkowo paskudny, będący w istocie wyprostowaną dwupołówkowo sinusoidą. Ostre wierzchołki każą spodziewać się bogatego, wysoko sięgającego widma, co Twoje pomiary w pełni potwierdzają. Chciałby teraz kto słuchać takiego
wynalazku, mając świadomość że sygnałowi użytecznemu towarzyszy nieodłącznie takie paskudztwo (ciekawie musiałby brzmieć głośnik zasilany ze wzmacniacza przez diodowy mostek Graetza

), przy czym jego wartość międzyszczytowa sięga 0,4% wartości niezniekształconego sygnału, bowiem oprócz tego że czułość kanału dla zniekształceń w oscyloskopie jest 1000 razy wyższa od czułości kanału dla sygnału wyjściowego trzeba jeszcze pamiętać że dzielnik kompensacyjny tłumi składowe zniekształceń 7,25 razy? Do tego jeszcze przy obniżaniu poziomu sygnału zniekształcenia wcale nie znikają, raczej maleją współbieżnie wskutek czego współczynnik utrzymuje się na niemal stałym poziomie. Niestety maksymalna czułość użytego oscyloskopu (5mV/div i to bez posługiwania się sondą) nie pozwala na dokładniejsze obserwacje w tych warunkach:
Dla porównania nasze wysokiej klasy odbiorniki i amplitunery klasy HiFi, często miały znacznie gorsze parametry, np. wysokiej klasy radio Hi-Fi "Merkury DSH303A miało wzmacniacz, w którym poziom zniekształceń harmonicznych mógł osiągać do 0,7% dla częstotliwości 1 kHz. Wysoki poziom zniekształceń występował również w radiu Hi-Fi "Elizabeth DSH-102".
Ponieważ jak przyznałem wyżej nie dysponuję takimi urządzeniami, a i zapewne do niejednego z nich mógbym żywić różne zastrzeżenia - postanowiłem porównać zebrane wyżej wyniki ze zniekształceniami - tego samego modułu po niezbędnej przebudowie. Opisałem ją już poprzednio, a teraz na wszelki wypadek pokażę schemat:
Jak widać - starałem się wykorzystać możliwie dużo oryginalnych elementów, w tym większość kondensatorów, przy czym przestrzegałem aby każdy z kondensatorów 1mF 25V trafił na swoje stare miejsce. Jak się bowiem przekonałem - ten w zasilaniu zdążył się już przeformować na wyższe napięcie gdy pracował jeszcze w oryginalnej końcówce, i przy napięciu 26-27V takim jakie uzyskuje się z typowego tutaj transformatora TS40/43 wykazuje wyraźnie mniejszą upływność niż ten głośnikowy. Wybór tranzystora BC211 zamiast BC 313 dla stopnia sterującego, co wymusiło zastosowanie zewnętrznego bootstrapu (podejrzewam że brak takiego
osobnego członu miał na myśli youtuber gdy użył skrótu myślowego mówiąc o braku bootstrapu w M531S) podyktowany był tym, że tranzystory pnp typu BD355 tracą wzmocnienie przy dużych prądach jeszcze szybciej niż BD354. Przekonałem się o tym osobiście, badając kilkadziesiąt sztuk jednych i drugich. W praktyce, aby móc wykorzystać z zadawalającą wydajnością partię BD355 należałoby dla 1,5A prądu w obciążeniu przyjąć prąd z bootstrapu na poziomie 40mA, a wówczas BC313 przy napięciu zasilającym 26V grzałby się już mocno choć jeszcze w dopuszczalnych granicach. Gdy takiego prądu do obciążenia ma dostarczyć BD354 - w zupełności wystarczy 25mA w bootstrapie. Gdy zmontowałem i uruchomiłem wzmacniacz - oczywiście i jego dodatkowo spreparowałem na potrzeby obserwacji zniekształceń, w sposób opisany wyżej. Tym razem wyniki były znacząco inne:
P1060808.JPG
Jak widać - przy wysterowaniu na granicy obcinania występuje głównie harmoniczna trzecia, przy czym należy oczekiwać że jej zawartość jest dużo mniejsza niż drugiej harmonicznej w poprzednim eksperymencie. Gładkość zafalowań znamionuje niewielką tylko zawartość harmonicznych wysokiego rzędu. Przy mniejszym wysterowaniu zniekształcenia są już praktycznie niedostrzegalne:
Dopiero po spowolnieniu podstawy czasu drobne zafalowania stają się widoczne, dzięki właściwością naszego wzroku, mimo że czułość na osi Y nie uległa zmianie:
I dla porównania, żeby nie było podejrzeń o przypadkowość wyników: odpowiednie oscylogramy dla drugiego egzemplarza zmodyfikowanej końcówki. Więcej już ich nie mam - ale może znajdę naśladowców? Gdyby znalazł się wśród nich także Autor tematu - mógłby zweryfikować trafność moich sądów na podstawie przetłumaczalnych na konkretne liczby pomiarów.
Krajowe układy scalone dekoderów stereo wprowadzały bardzo duże zniekształcenia nieliniowe. UL1601 mógł generować do 1% zniekształceń dla sygnałów stereofonicznych, UL1611 nawet 1,5%, a domyślam się, że niebyły to zniekształcenia ograniczające się głównie do drugiej i czwartej harmonicznej. Dopiero nowocześniejsze układy oparte o pętle PLL typu UL1621, miał zagwarantowany poziom zniekształceń do 0,3% i to już było niezłe osiągnięcie.
A wiesz cokolwiek więcej o naturze tych zniekształceń?
Stawiam dolary przeciw orzechom że odpowiadają one "łagodnym" zniekształceniom pełnokomplementarnego układu przebadanego wyżej. Tego samego spodziewam się po zniekształceniach toru FM wynikającym z nieliniowości charakterystyki demodulatora, jak również z nierównomierności charakterystyki opóźnienia grupowego w paśmie sygnału modulowanego częstotliwościowo. Takiej
sieczki jaką widać było na wyjściu
bida-komplementarnej końcówki mocy nie biorę natomiast pod uwagę.