Re: Stopnie mocy w polskich magnetofonach w czasach PRL-u - pomiary i ocena
: śr, 10 lutego 2021, 11:41
Romku daj spokój nieszczęsnemu Otali! Nieszczęsnemu, bo gdyby przewracał się w grobie za każdym razem, gdy ktoś opowiada głupoty o zniekształceniach TIM, kręciłby się z prędkością turbiny w rozpędzonym Subaru WRX. A już szczególnie lubuje się w takich opowieściach Reduktor Szumu.Romekd pisze: ↑wt, 9 lutego 2021, 22:47
Jeszcze gorszy wpływ na brzmienie urządzenia wywierały zniekształcenia transientowe typu TIM, których wpływ na brzmienie (było ono ostre, metaliczne, nieprzyjemne) przedstawił w swojej pracy Matti Otala już na początku lat 70. Nawet ułamek procenta tych zniekształceń da się wykryć na słuch w brzmieniu muzyki. Tak ich poziom kształtował się w quasi-komplementarnej końcówce mocy magnetofonów szpulowych typu M-2404 i ZK-246, które były produkowane przed wprowadzeniem wzmacniaczy "bida-komplementarnych".
Zniekształcenia te powoduje opóźnienie sygnału wprowadzane przez tor wzmacniacza o bardzo dużym wzmocnieniu i głębokim ujemnym sprzężeniu zwrotnym, stosowanym dla obniżenia zniekształceń THD. W przypadku badań wykonywanych programem ARTA, generowane są dwa sygnały. Pierwszy o większej amplitudzie i przebiegu prostokątnym ma częstotliwość 3,18 kHz, a drugi sinusoidalny o małej amplitudzie ma częstotliwość 15 kHz. Program analizuje tylko te zniekształcenia, które leżą w odpowiednio okrojonym paśmie akustycznym i wynikają ze zbyt dużego opóźnienia sygnału przez badany wzmacniacz audio z zamkniętą pętlą USZ. Tak wyglądają zniekształcenia TIM wprowadzane przez dobry wzmacniacz w paśmie 800 Hz...20 kHz i całym paśmie analizowanym przez kartę pomiarową.
Pozdrawiam
Romek
Otala opisał specyficzny efekt, który zachodzi we wzmacniaczach z parą różnicową na wejściu bez rezystorów emiterowych. Jeśli połączymy to z głębokim (kilkadziesiąt dB) sprzężeniem zwrotnym, skompensowanym "ciężką ręką", otrzymujemy wzmacniacz z niedostatecznie dużą szybkością narastania napięcia wyjściowego i łatwo przesterowującym się różnicowym stopniem wejściowym. Jeśli teraz na wejściu wzmacniacza pojawi się szybko narastający sygnał, sygnał wyjściowy nie nadąży za wejściowym, rosnąca różnica pomiędzy nimi przesterowuje różnicowy stopień wejściowy, wskutek czego staje się on "głuchy" na inne sygnały nałożone na ten szybko narastający.
Teraz powiedz mi, Romku, gdzie na schemacie ZK-246 jest para różnicowa? Skąd miałoby się tam wziąć kilkadziesiąt dB głębokości sprzężenia zawrotnego? Pomijam już to czy ze względu na ograniczenia samego źródła sygnału do powstania takich zniekształceń byłyby w ogóle warunki.
Niedostatki wzmacniacza ZK-246 objawią się w podobny sposób, co widzimy w pomiarach, ale o żadnym przesterowywaniu nie ma mowy, USZ tutaj też właściwie wiele nie zmienia. Dajmy więc spokój Otali i zobaczmy czego brakuje omawianemu wzmacniaczowi. Jak porównamy jego schemat ze schematem jego następcy to pierwsze na co powinniśmy zwrócić uwagę to stopnie wejściowe. W "bida komplementarnej" wersji mamy dwa tranzystory i sprzężenie zwrotne na emiter pierwszego z nich, a więc klasyczną już dziś konfigurację z prądowym sprzężeniem zwrotnym, w której pierwszy tranzystor jest określany jak stopień transimpedancyjny (napięcie->prąd) a drugi jako stopień wzmocnienia napięciowego. Między bazę a kolektor drugiego tranzystora włącza się zwykle kondensator, który powoduje spadek wzmocnienia w otwartej pętli wraz częstotliwością (kompensacja dominującym biegunem). Haczyk jest taki, że aby uzyskać pożądaną szybkość narastania napięcia potrzeba odpowiednio dużego prądu (i=C*du/dt). W konfiguracji ze sprzężeniem prądowym to akurat nie stanowi problemu, natomiast w pierwszej wersji mamy "goły" stopień wzmocnienia napięciowego i równoległe sprzężenie zwrotne na jego bazę. Nie było to zresztą niespotykane w tamtych czasach rozwiązanie. Pomijając już mniejsze wzmocnienie w otwartej pętli, skutek tego jest taki, że prąd jaki może zostać dostarczony do kondensatora kompensacji (jego pojemność jest powielana przez efekt Millera!) jest mocno ograniczony przez rezystancje w obwodzie bazy. Stąd bierze się ograniczone od góry pasmo i ograniczona szybkość narastania napięcia wyjściowego.
Mam wrażenie, że dyskusja mocno skupiła się na samym stopniu wzmocnienia prądowego (quasi komplementarny vs "bida komplementarny") a zupełne pominięcie innych aspektów może wprowadzać w błąd. Z prezentowanych tu pomiarów (bardzo cennych, bo faktycznie pokazujących jak z tymi wzmacniaczami było) wydaje się płynąć wniosek, że "bida komplementarna" końcówka jest lepsza od pełnej quasi komplementarnej. Jest taki dowcip z czasów PRL: "Jakie jest największe osiągnięcie polskiej chirurgii? Członek z ramienia wysunięty na czoło." Tym członkiem z ramienia był tutaj jeden z tranzystorów sterujących, który "wysunięty na czoło", czyli do stopnia wejściowego poprawił parametry wzmacniacza, szkoda tylko, że końcówka została okaleczona. Nie zmienia to faktu, że owa okaleczona końcówka ma z kulturą techniczną ma tyle wspólnego co przyzwoite auto z jednym kołem od furmanki, dobranym tak, żeby jakoś pasowało.
A co tymi zniekształceniami TIM? Najlepsze co można zrobić to o nich zapomnieć, a zamiast tego skupić się na tym, czy wzmacniacz zapewnia dostateczną szybkość narastania napięcia wyjściowego. I tyle.