Сверхлинейный регулятор тембра для короткого тракта
- Автор темы Rus2000
- Дата начала
Rus2000
I=U/R
Семейство АЧХ РТ усилителя Радиотехника УП-001, наложенных на АЧХ идеальной АС-30Гц:
НЧ участок подробнее:
Видно, что неравномерность вписывается в диапазон +-2дБ. Неплохо, но таких АС очень немного и далеко не всем они доступны.
Семейство АЧХ РТ усилителя Радиотехника УП-001, наложенных на АЧХ идеальной АС-50Гц:
НЧ участок подробнее:
Неравномерность +-2,5дБ. Т.е. с большинством обычных хороших АС получается условно удовлетворительный результат.
Семейство АЧХ РТ усилителя Радиотехника УП-001, наложенных на АЧХ идеальной АС-75Гц:
НЧ участок подробнее:
Неравномернось примерно +-3дБ.
ВЧ участок АЧХ подробнее:
Выводы:
В среднем положении регуляторов тембра АЧХ усилителя неравномерна.
Характер регулирования НЧ - бубнящий. Неравномерность тракта УМ+АС хуже +-3дБ.
Характер регулирования ВЧ - точнее/лучше, чем у усилителя Crown.
Слишком большой диапазон регулировки тембров. Как следствие этого - слишком большой шаг регулировки в "полезной" части диапазона при использовании дискретных регуляторов.
НЧ участок подробнее:
Видно, что неравномерность вписывается в диапазон +-2дБ. Неплохо, но таких АС очень немного и далеко не всем они доступны.
Семейство АЧХ РТ усилителя Радиотехника УП-001, наложенных на АЧХ идеальной АС-50Гц:
НЧ участок подробнее:
Неравномерность +-2,5дБ. Т.е. с большинством обычных хороших АС получается условно удовлетворительный результат.
Семейство АЧХ РТ усилителя Радиотехника УП-001, наложенных на АЧХ идеальной АС-75Гц:
НЧ участок подробнее:
Неравномернось примерно +-3дБ.
ВЧ участок АЧХ подробнее:
Выводы:
В среднем положении регуляторов тембра АЧХ усилителя неравномерна.
Характер регулирования НЧ - бубнящий. Неравномерность тракта УМ+АС хуже +-3дБ.
Характер регулирования ВЧ - точнее/лучше, чем у усилителя Crown.
Слишком большой диапазон регулировки тембров. Как следствие этого - слишком большой шаг регулировки в "полезной" части диапазона при использовании дискретных регуляторов.
Последнее редактирование:
Ну вот и дело пошло, если пригодился древний предусилитель с отличными по тем временам параметрами, то вообще хорошо, не зря значит он в далёкие времена привлёк к себе внимание, сейчас явно можно получить оптимальную комбинацию из пару схем, а вообще никогда не хотелось менять высокие, только бы бас накрутить 
Sagittarius
Витя "интеграторовед" Подлец сквернослов плагиатор
Я специально подбирал тембра АТБ по горизонтали в нулевом положении
Rus2000
I=U/R
Можно сделать лучше.Ну так надо взять НЧ от Кравна, а ВЧ от Радиотехники и соединить в одном РТ...
Rus2000
I=U/R
Спасибо за эту схему.
Она оказалась очень полезной.
Нужно взять лучшее и творчески доработать.
Были времена, когда приходилось еще и корректировать завалы на ВЧ...а вообще никогда не хотелось менять высокие, только бы бас накрутить
Rus2000
I=U/R
Это разбирался "родной" заводской темброблок Радиотехники-001.
Что-то в нем разработчики явно перемудрили.
Sagittarius
Витя "интеграторовед" Подлец сквернослов плагиатор
Я взял его за основу и творчески допилил.
Rus2000
I=U/R
Семейство АЧХ РТ Матюшкина, наложенных на АЧХ идеальной АС-30Гц:
Семейство АЧХ РТ Матюшкина, наложенных на АЧХ идеальной АС-50Гц:
Семейство АЧХ РТ Матюшкина, наложенных на АЧХ идеальной АС-75Гц:
Подробные АЧХ не требуются, все прекрасно видно и без этого.
* Примечание:
Первое положение движка регулятора ВЧ (синий график) было подобрано с тем расчетом, чтобы получить минимальную неравномерность на верхнем краю звукового диапазона.
Выводы:
На НЧ темброблок Матюшкина на позволяет получить равномерную АЧХ тракта РТ+АС при любом положении регулятора тембра.
Причем хуже всего ситуация при использовании качественных АС, имеющих изначально более ровную характеристику на НЧ.
Шаг регулировки на НЧ очень большой и самих шагов при этом мало.
На ВЧ две проблемы: 1. Подъем характеристики начинается уже с верхней середины; 2. Наблюдается провал на СЧ при добавлении ВЧ.
С хорошей акустикой этот РТ использовать бессмысленно - равномерной АЧХ на НЧ вы получить не сможете.
Справедливости ради, надо отметить, что с акустикой попроще есть единственное положение переключателя НЧ, позволяющее получить более-менее приемлемую АЧХ тракта. Тут уж кому как повезет.
Короче говоря, "это какой-то позор" (с).
Супермодератор waso приделал такой темброблок к своему не совсем устойчивому усилителю и, нисколько не стесняясь, назвал эту поделку "Высококачественный предварительный усилитель".
Думаю, теперь становится понятнее, почему регуляторы тембра не пользуются популярностью у любителей действительно качественного звучания? Видимо, потому, что даже "высококачественные" РТ настолько искажают АЧХ тракта, что слушать такое сможет далеко не каждый "златоух" (в хорошем смысле этого слова).
Не исключаю, что кому-то нравится подъем самого "долбежного" диапазона НЧ (60-80Гц), провал середины и равномерное усиление СЧ-ВЧ после 3-4кГц.
Семейство АЧХ РТ Матюшкина, наложенных на АЧХ идеальной АС-50Гц:
Семейство АЧХ РТ Матюшкина, наложенных на АЧХ идеальной АС-75Гц:
Подробные АЧХ не требуются, все прекрасно видно и без этого.
* Примечание:
Первое положение движка регулятора ВЧ (синий график) было подобрано с тем расчетом, чтобы получить минимальную неравномерность на верхнем краю звукового диапазона.
Выводы:
На НЧ темброблок Матюшкина на позволяет получить равномерную АЧХ тракта РТ+АС при любом положении регулятора тембра.
Причем хуже всего ситуация при использовании качественных АС, имеющих изначально более ровную характеристику на НЧ.
Шаг регулировки на НЧ очень большой и самих шагов при этом мало.
На ВЧ две проблемы: 1. Подъем характеристики начинается уже с верхней середины; 2. Наблюдается провал на СЧ при добавлении ВЧ.
С хорошей акустикой этот РТ использовать бессмысленно - равномерной АЧХ на НЧ вы получить не сможете.
Справедливости ради, надо отметить, что с акустикой попроще есть единственное положение переключателя НЧ, позволяющее получить более-менее приемлемую АЧХ тракта. Тут уж кому как повезет.
Короче говоря, "это какой-то позор" (с).
Супермодератор waso приделал такой темброблок к своему не совсем устойчивому усилителю и, нисколько не стесняясь, назвал эту поделку "Высококачественный предварительный усилитель".
Думаю, теперь становится понятнее, почему регуляторы тембра не пользуются популярностью у любителей действительно качественного звучания? Видимо, потому, что даже "высококачественные" РТ настолько искажают АЧХ тракта, что слушать такое сможет далеко не каждый "златоух" (в хорошем смысле этого слова).
Не исключаю, что кому-то нравится подъем самого "долбежного" диапазона НЧ (60-80Гц), провал середины и равномерное усиление СЧ-ВЧ после 3-4кГц.
Rus2000
I=U/R
Не. Это не наш вариант.
Во-первых, тут выходы двух ОУ соединяются вместе при отключении ТБ. Кто так делает?
Во-вторых, в пассивном ТБ регуляторы должны иметь показательную характеристику, а тут написано "B", т.е. линейная.
В-третьих, частоты среза секций смещены к СЧ.
Короче говоря - это обычный пассивный РТ, нуждающийся в творческом допиливании.
Минусы такого пассивного РТ:
Необходимость усиливающего буфера на входе.
Необходимость неискажающего буфера-повторителя на выходе.
Хорошо согласованные сдвоенные переменные резисторы с показательной характеристикой.
Во-первых, тут выходы двух ОУ соединяются вместе при отключении ТБ. Кто так делает?
Во-вторых, в пассивном ТБ регуляторы должны иметь показательную характеристику, а тут написано "B", т.е. линейная.
В-третьих, частоты среза секций смещены к СЧ.
Короче говоря - это обычный пассивный РТ, нуждающийся в творческом допиливании.
Минусы такого пассивного РТ:
Необходимость усиливающего буфера на входе.
Необходимость неискажающего буфера-повторителя на выходе.
Хорошо согласованные сдвоенные переменные резисторы с показательной характеристикой.
Последнее редактирование:
Sagittarius
Витя "интеграторовед" Подлец сквернослов плагиатор
Душой не понимаю, зачем им четыре разделительных электролита. Не иначе, вегаляпа начитались.
Rus2000
I=U/R
Однако, можно заметно сократить этот список.
При использовании современных источников сигнала и фонограмм, АЧХ которых можно считать практически идеальными, мы не будем пытаться скомпенсировать неравномерность их АЧХ. Пусть этим занимаются разработчики ЦАП-ов и операторы студий звукозаписи.
От регулировок тембра под помещение тоже можно абстрагироваться, т.к. невозможно одним-двумя регуляторами исправить индивидуальные особенности разных помещений. Для этого требуется комплексный подход, причем начинать нужно, наверное, с капремонта помещения, с упором на правильное акустическое оформление.
Раз у нас идет речь о РТ для короткого тракта, то считаем, что со вкусом у слушателя тоже все нормально, т.е. ему не нужно ни бубнение, ни цыканье, и его практически удовлетворяет линейная характеристика тракта, но он хочет легко переключаться с короткого линейного тракта на более сложный регулируемый, и обратно.
Любители выстроить движки эквалайзера латинской буквой "V" к этой категории слушателей вряд ли относятся.
В итоге из всего списка условий, влияющих на регулировку тембра, остается только АЧХ АС, которая, в общем случае, тоже индивидуальна у всех.
Не будем пытаться отрегулировать парой простых крутилок мелкие неровности АЧХ АС, это принципиально невозможно. Для этого существуют, например, многополосные эквалайзеры и/или более сложные комплексы обработки сигнала. Но обычному пользователю это и не нужно. Мелкие неровности АЧХ АС можно считать, скорее, "характером" или индивидуальным звучанием АС.
Но основная особенность АЧХ любых АС - спад со скоростью, обычно, 6-12 дБ на октаву ниже некоторой частоты. Эта частота в большинстве случаев лежит в диапазоне от 30-50 до 80-100 герц или немногим выше. Определяется параметрами низкочастотного динамика, фильтрами и объемом АС и типом ее акустического оформления.
Не будем рассматривать неправильно рассчитанные и/или изготовленные АС, т.к. компенсация паразитных призвуков и резонансов не входит в список задач, решаемых с помощью простых регуляторов тембра.
Таким образом, назначение простого регулятора тембра сводится к одной простой, на первый взгляд, задаче - компенсировать, хотя бы частично, спад АЧХ АС на краях звукового диапазона.
На ВЧ спада может и не быть - современные, да и многие старые АС прекрасно воспроизводят высокие частоты вплоть до ультразвука. Но возможность такой регулировки, все-таки, нужна. Большая глубина регулировки тут не требуется, 4-6дБ будет вполне достаточно для возможности компенсации небольшого спада на ВЧ для практически любых нормальных АС.
На НЧ характер спада у всех АС индивидуален, но принип один - ниже некоторой частоты отдача АС относительно линейно снижается со скоростью, обычно, 6-12 дБ на октаву (скорость спада зависит от акустического оформления АС). Бывает и бОльшая скорость спада, но принципиально, это не особо влияет. Позже будет видно, почему.
В общем случае, для компенсации такого спада АЧХ АС нужно иметь возможность регулировать как величину этой компенсации, так и частоту, начиная с которой эта компенсация будет работать. Т.е. всего требуется 4 регулятора - два для НЧ и два для ВЧ.
Такие схемы в теме есть, можно сделать как пассивный, так и активный РТ с регулируемыми частотами среза. Неудобство четырех регуляторов частично компенсируется тем, что два из них (частоты среза фильтров) нужно настроить всего один раз под конкретную АС, т.е. можно вывести их под шлиц, или на заднюю панель, или спрятать под крышечкой на передней панели.
В итоге остается два обычных регулятора НЧ-ВЧ. При смене АС нужно будет снова один раз подстроить частоты среза фильтров, причем частоту среза ВЧ можно и не трогать, а отрегулировать только НЧ секцию.
Но можно сделать РТ и всего с двумя регуляторами. Работать он будет не хуже, а удобство использования заметно возрастет.
Фильтров первого порядка в регуляторе тембра достаточно, чтобы практически полностью скомпенсировать спад в диапазоне 30-50Гц, и полностью или частично (в зависимости от хода АЧХ АС) скомпенсировать на частотах ниже 30Гц.
Rus2000
I=U/R
Теперь рассмотрим шесть вариантов АЧХ идеальных АС:
Повторюсь, это АЧХ идеальных АС, т.е. абстракция, но основанная на характеристиках реальных АС.
На ВЧ завал -3дБ/20кГц выбран намеренно, это имитация не очень качественного ВЧ-динамика. Хорошие современные АС работают практически линейно вплоть до ближнего ультразвука (22-30кГц). Но нам же нужно иметь возможность с помощью РТ компенсировать недостатки разных АС, вот и добавим небольшой недостаток. Выбор именно такой формы АЧХ в верхней части звукового диапазона основан на анализе АЧХ разных реальных АС.
На НЧ интереснее - здесь выбрано шесть вариантов АС: с тремя частотами среза (по уровню -3дБ) - 30, 50 и 75 Гц и с двумя скоростями спада АЧХ - 6 и 12 дб на октаву. По цветам, соответственно, зеленый, красный, фиолетовый и синий, голубой, серый.
В первом приближении считаем, что АЧХ АС монотонно падает ниже некоторой частоты.
Частота среза 50Гц приблизительно соответствует хорошим напольным АС.
Частота среза 30Гц примерно соответствует очень хорошим напольным АС высокого класса.
Частота среза 75ГЦ примерно соответствует средним полочным АС.
Еще раз напомню, это деление очень условное и принципиально ни на что не влияет.
Скорость спада 6дБ/октаву соответствует АС со звуковым оформлением "закрытый ящик", а скорость 12дБ/октаву - фазоинверторным АС. Конечно, при использовании дополнительных фильтров в АС можно дополнительно увеличить скорость спада АЧХ, но не будем пока усложнять задачу. Рассмотрим самые простые и распространенные варианты.
Для проверки правильности рассуждений наложим характеристики реальных АС на эти идеальные АЧХ.
Точность совмещения графиков может не очень большая, но характер передает достаточно хорошо.
Фазоинверторные АС
S-90:
S-90B:
75АС-001:
50АС-061:
АС с акустическим оформлением "закрытый ящик":
35АС-208:
100АС-002-1:
АС с пассивным излучателем:
35АС-015
Хорошо видно, что частота среза НЧ находится около 50Гц, а скорость спада АЧХ составляет 6дБ/октаву для закрытых ящиков и 12дБ/октаву для фазоинверторных АС и и АС с пассивным излучателем.
На ВЧ большинство АС ведут себя более-менее ровно, но у пары моделей наблюдается небольшой спад, который примерно соответствует выбранному спаду АЧХ идеальной абстрактной АС.
Таким образом, можно считать, что модели идеальных АС выбраны верно и на их основе можно попробовать выправить тракт РТ-УМ-АС до заданного уровня неравномерности.
Повторюсь, это АЧХ идеальных АС, т.е. абстракция, но основанная на характеристиках реальных АС.
На ВЧ завал -3дБ/20кГц выбран намеренно, это имитация не очень качественного ВЧ-динамика. Хорошие современные АС работают практически линейно вплоть до ближнего ультразвука (22-30кГц). Но нам же нужно иметь возможность с помощью РТ компенсировать недостатки разных АС, вот и добавим небольшой недостаток. Выбор именно такой формы АЧХ в верхней части звукового диапазона основан на анализе АЧХ разных реальных АС.
На НЧ интереснее - здесь выбрано шесть вариантов АС: с тремя частотами среза (по уровню -3дБ) - 30, 50 и 75 Гц и с двумя скоростями спада АЧХ - 6 и 12 дб на октаву. По цветам, соответственно, зеленый, красный, фиолетовый и синий, голубой, серый.
В первом приближении считаем, что АЧХ АС монотонно падает ниже некоторой частоты.
Частота среза 50Гц приблизительно соответствует хорошим напольным АС.
Частота среза 30Гц примерно соответствует очень хорошим напольным АС высокого класса.
Частота среза 75ГЦ примерно соответствует средним полочным АС.
Еще раз напомню, это деление очень условное и принципиально ни на что не влияет.
Скорость спада 6дБ/октаву соответствует АС со звуковым оформлением "закрытый ящик", а скорость 12дБ/октаву - фазоинверторным АС. Конечно, при использовании дополнительных фильтров в АС можно дополнительно увеличить скорость спада АЧХ, но не будем пока усложнять задачу. Рассмотрим самые простые и распространенные варианты.
Для проверки правильности рассуждений наложим характеристики реальных АС на эти идеальные АЧХ.
Точность совмещения графиков может не очень большая, но характер передает достаточно хорошо.
Фазоинверторные АС
S-90:
S-90B:
75АС-001:
50АС-061:
АС с акустическим оформлением "закрытый ящик":
35АС-208:
100АС-002-1:
АС с пассивным излучателем:
35АС-015
Хорошо видно, что частота среза НЧ находится около 50Гц, а скорость спада АЧХ составляет 6дБ/октаву для закрытых ящиков и 12дБ/октаву для фазоинверторных АС и и АС с пассивным излучателем.
На ВЧ большинство АС ведут себя более-менее ровно, но у пары моделей наблюдается небольшой спад, который примерно соответствует выбранному спаду АЧХ идеальной абстрактной АС.
Таким образом, можно считать, что модели идеальных АС выбраны верно и на их основе можно попробовать выправить тракт РТ-УМ-АС до заданного уровня неравномерности.
Rus2000
I=U/R
При использовании короткого тракта (Источник-РГ-УМ-АС) у пользователя есть единственная возможность улучшить АЧХ тракта - замена АС на более качественные, т.е. имеющие лучшую характеристику на НЧ (ну и, иногда, на ВЧ).
Если добавить в короткий тракт правильно рассчитанный сверхлинейный РТ, то можно получить хорошую/приемлемую АЧХ тракта и при использовании более широкого спектра акустических систем.
Если добавить в короткий тракт правильно рассчитанный сверхлинейный РТ, то можно получить хорошую/приемлемую АЧХ тракта и при использовании более широкого спектра акустических систем.
Последнее редактирование:
Rus2000
I=U/R
Мне неоднократно рекомендовали использовать качественные современные ОУ, такие, как OPA627, например.
Их можно применить и в буфере, и в РТ.
Согласен, что это быстрое, хотя и не самое дешевое решение.
Давайте рассмотрим внимательно, что мы можем получить при использовании такого ОУ.
Вот даташитный график гармонических искажений OPA627:
Хорошо видно, что при Ку=1 гармонические искажения в звуковом диапазоне не превышают 0,0005%.
На первый взгляд, неплохой результат за $25.
Но это повторитель.
Если же Ку схемы будет равен хотя бы двум, то всё - сверхлинейность закончилась.
Получается, что дорогущий ОУ может сверхлинейно работать только повторителем. Причем на самой границе этой сверхлинейности.
А с помощью простого композита из двух обычных ОУ можно получить результат, превосходящий OPA627 на порядок или даже два.
Если применить для такого композита сдвоенный ОУ, то даже место на плате не сильно увеличится по сравнению с одиночным OPA627.
Вывод: если не включать мозг, то доллары не помогут достигнуть сверхлинейности.
Их можно применить и в буфере, и в РТ.
Согласен, что это быстрое, хотя и не самое дешевое решение.
Давайте рассмотрим внимательно, что мы можем получить при использовании такого ОУ.
Вот даташитный график гармонических искажений OPA627:
Хорошо видно, что при Ку=1 гармонические искажения в звуковом диапазоне не превышают 0,0005%.
На первый взгляд, неплохой результат за $25.
Но это повторитель.
Если же Ку схемы будет равен хотя бы двум, то всё - сверхлинейность закончилась.
Получается, что дорогущий ОУ может сверхлинейно работать только повторителем. Причем на самой границе этой сверхлинейности.
А с помощью простого композита из двух обычных ОУ можно получить результат, превосходящий OPA627 на порядок или даже два.
Если применить для такого композита сдвоенный ОУ, то даже место на плате не сильно увеличится по сравнению с одиночным OPA627.
Вывод: если не включать мозг, то доллары не помогут достигнуть сверхлинейности.
Последнее редактирование: