無大環負反饋功放電路的實驗

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hsiehwm 发表于 2023-10-1 10:13
借用电路在仿真上做了一些分析,若有冒犯,见谅,

按原图零件值,末级电流约 170mA,若实际电路热机后,电流 ...

杰夫乐林公司最早的产品是从单声道放大器Model 7开始的，基本型的设计是在1982年，到1984年才完成设计，同年在拉斯维加斯CES大展上展出，设计的思想是追求当时晶体管放大器难以表达的音场空间的流畅再现能力，输出为双极晶体管，输入级则选择和电子管有类似特性的FET，采用无负反馈设计也是一大特点。由于输出高达350瓦，使得很多人一下注意到这家公司，Model 7的面版为金色阳极氧化处理。 Model 7在1985年作了小改进，为Model 7的2号改进型，1986年又出品涣然一新的改进3号。

jeff rowland Model 7.part1.rar (298 KB, 下载次数: 12)

2023-12-21 11:24 上传

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hsiehwm

新设置了四个合成声音,用在电路仿真,比先前的1000Hz及100Hz合成音更容易区别电路的"声音"差异
选择的频率约略是钢琴的中央Do (264Hz),上方两个八度(四倍频率 1056H)以及下方两个八度(1/4频率 66Hz,大提琴的空弦最低音)

pwl500ms_6.txt
0m        0
3m        2
8m        1
50m        0.3
410m        0
500m        0

pwl500ms_7.txt
0m        0
10m        2
20m        1
100m        0.3
410m        0
500m        0

pwl500ms_8.txt
0m        0
3m        1.6
8m        1
30m        0.2
410m        0
500m        0

tone_66_3,tone_264_3,tone_1056_3 三个声音近似弦乐器拨弦的声音,听觉比对的重点是音头拨奏的速度和重量,以及音尾的音高和音长,
通常会先比对 264_3,再来比较 66_3和1056_3,
tone_66_2像是低沉鼓声,比较低音区敲击速度和共鸣

比对功放电路,使用FOSTEX FE103E的电路模型当负载,理想电压源(不增加任何参数)前端设置和功放电路相同的输入电路
Res1 的节点电压 x1对应的是喇叭振膜速度,录音时调整准位使得最大峰值在650mV,(音量必须一致,音量不同会影响听觉判断)
存成WAV档,500ms的WAV档事后编辑成每秒一次,共4秒连续播放,便于听觉判断

以理想电压源得到的声音档当做比对的标准,比的是哪个更接近标准音,而不是好不好听,是比较客观的比对方式

仿真的 idt() 功能把振膜速度积分成振膜位移,便于图形判断差异
附图是输出电容10000uF的OTL功放的振膜位移差异图,时间轴前端的大幅差异主要是输出电容造成的,会使低音弱些

hsiehwm

试做了几个电感负载的OTL电路,底下是仿真的电路特性,

第一个电路是两级电压放大加跨级负返馈,
第二个电路是仿照Aries Cerat "TriodeFet"的想法,把电压放大和电流放大合成一个单级电路
第三个电路增加一组稳压的辅助电源,变成单独的电压放大加源极随耦


2 stage with feedback
Inductor Load OTL_1
输出静态电流 : 1.5A
频率响应 : +2.2 度 @ 100Hz, -3.7 度 @ 10kHz /8 欧姆负载
输出阻抗 : 0.196 欧姆 @100Hz (DF : 40.7 / 8 欧姆负载)
谐波失真 : 0.029% @ 1kHz 1W /8 欧姆负载
最大输出 : 11V峰值 /8 欧姆负载

Aries Cerat "TriodeFet"
Inductor Load OTL_2 (反相放大)
输出静态电流 : 1.5A
频率响应 : +3.7 度 @ 100Hz, -4.7 度 @ 10kHz /8 欧姆负载
输出阻抗 : 0.583 欧姆 @100Hz (DF : 13.7 / 8 欧姆负载)
谐波失真 : 0.22% @ 1kHz 1W /8 欧姆负载
最大输出 : 8V峰值 /8 欧姆负载

Single Stage with Source Follower
Inductor Load OTL_3 (反相放大)
输出静态电流 : 1.5A
频率响应 : +2.8 度 @ 100Hz, -4.2 度 @ 10kHz /8 欧姆负载
输出阻抗 : 0.239 欧姆 @100Hz (DF : 33.4 / 8 欧姆负载)
谐波失真 : 0.0695% @ 1kHz 1W /8 欧姆负载
最大输出 : 7.2V峰值 /8 欧姆负载


试做第一个电路是看到电路的仿真特性好,而且不削峰最大输出多一些,
实际的声音还算自然,但是和我原有的OTL功放比,声音"拖,慢,混",当然这样的声音也可以被说是"温暖"
只是我的唱放等化是对着原有的功放设置的,用这个OTL电路,唱片几乎没法听,只好放弃

第二个电路不削峰最大输出比第一个电路少了许多,但是声音比第一个电路"快",只是输出阻抗高,谐波失真大,约略听得出来的

第三个电路麻烦的是要另外一组电源,开机瞬间,辅助电源电压上升慢,输出级涌浪电流会到2.5A,而且不削峰最大输出又少了一些
但是除了输出功率小,已经可以和原有的功放换着听

Inductor Load OTL_264_3_1.WAV 是用理想电压源得到的参照声音,
比较三个电路仿真得到的声音,第一个电路"拨弦"速度明显慢,而且声音收尾拖长,
第二个电路"拨弦"速度快,但是声音收尾短,而且稍微下沉,声音听起来"紧"
第三个电路的声音比较起来最接近参照声音

比较三个电路的喇叭振膜位移差异,第一个电路虽然最大偏移少,但是回复慢
第二个电路回复最快,但是最大偏移最大,而且264Hz的误差大

仿真合成音的比对差异,和实际电路的听感差异约略是类似的

最后提供比较的是LM1875功放,用的是官网提供的元件仿真模型和基本放大电路,
lm1875_264_3_2.WAV 声音扭曲不自然,而且振膜位移差异和前三个OTL电路一样在时间轴初期有较大的偏移和快速的回复

牛哥

hsiehwm 发表于 2024-2-3 15:04
试做了几个电感负载的OTL电路,底下是仿真的电路特性,

第一个电路是两级电压放大加跨级负返馈,

    建议使用胆结石电路，用电子管一级共阴电压放大，一级缓冲与输出管电容耦合，输出级使用MOS管源出驱动电感负载，电容耦合输出。
    因为电子管的供电电压高，输出电压范围大，适当选择电子管型号并使其工作状态合适，可以获得较小的失真和较大的输出幅度。使用MOS管源极输出具有很低的输出电阻和较小的失真，可以使电路的阻尼系数比较合适。这个架构虽然失真会比较大，但是应该还不会影响到听感，而且符合您的“无大环路负反馈”的设计初衷。
   

hsiehwm

牛哥 发表于 2024-2-4 11:36
建议使用胆结石电路，用电子管一级共阴电压放大，一级缓冲与输出管电容耦合，输出级使用MOS管源出驱 ...

感谢建议,只是我想的是不要交连电容的直耦

原来4瓦的电路,如果改用36V的适配器,辅助电源调高到48V,
输出级改两组并联,总电流调高到2A,最大输出应该有16W/8欧姆,
而且仿真的声音会比原来电路"亮"一些,只是并联输出级电流分配,实作才知道可不可行
(因为不加源极电阻)

牛哥

hsiehwm 发表于 2024-2-8 15:02
感谢建议,只是我想的是不要交连电容的直耦

原来4瓦的电路,如果改用36V的适配器,辅助电源调高到48V,

嗯，明白了。
输入端有电容，输出端有电容，唯独中间不能有电容。

cgpad

https://zhuanli.tianyancha.com/44a3e2bd252341749dfb60a8406c90c9

公开了单级的平衡电压放大器，单级包含了用于放大两个输入信号(+INPUT，-INPUT)并产生两个输出信号(+OUTPUT，-OUTPUT)而配置的三对三极真空管。该平衡电压放大器提供高电压增益、宽带宽以及低输出阻抗。可在输出和第二对三极真空管之间施加局部反馈。可在输出和第一对三极真空管之间施加全局反馈。如果使用局部或全局反馈，将进一步扩宽带宽，降低输出阻抗并提高总平衡。



http://static.tianyancha.com/pat ... /CN101098128B_1.png

hsiehwm

电感负载OTL电路小修改

仿真暂态分析,输入弦波 50uv 观察微小信号时电路状态
8欧姆电阻负载,输出端有不规则脉冲,遮盖了弦波信号,
在仿真电路上加电容试,输出电容之前加 100p以上的小电容能消除不规则脉冲
实际电路装的是470p的云母电容,声音确实比较"滑顺"

另外,那部4级射极随耦的OTL没有这现象
不清楚发生的原因,先留修改纪录

牛哥

楼主跑题了，看似一番仿真数据，只为了掩盖真像而已。
1、231楼的原理图已经是个环路负反馈的电路了，看看R15=885K这个电阻的作用是什么？别管这个电阻的阻值为什么这么奇怪。
2、总共是两部分电路，输出级已经是源极跟随了，没有环路负反馈，失真基本也就是那样了，楼主还想减低到多少？
3、前面的驱动级，采用的供电电压就偏低，如果没有跨级负反馈的支持，很难达到较小的失真。

看似很唬人的数据，其实都是没有意义的，因为数据的取得是在没有正常获得实际的工作状况下得到的，没有参考价值。

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http://bbs.hifidiy.net/thread-1504175-1-1.html







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https://file03.ixueshu.com/api/p ... 007407643811/p1.img

https://file03.ixueshu.com/api/p ... 003247798311/p1.img

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                                                      无环路反馈全平衡放大电路


                    https://elektrotanya.com/pathos- ... h.pdf/download.html

hsiehwm

牛哥 发表于 2024-2-18 20:44
楼主跑题了，看似一番仿真数据，只为了掩盖真像而已。
1、231楼的原理图已经是个环路负反馈的电路了，看看 ...

感谢关注

个人经验,LTspice是可靠的电路设计工具,因为有数量多而且可信的元件模型
例如那个885k欧姆电阻,是用来设定输出级静止电流,对应的是在仿真模型上输出电流1.5A
和实际电路比,电阻值差距不到50k欧姆,
为何不从直流电源接,却从输出端接,是为了减少室温变化对输出级静止电流的影响
引入的负反馈量,如果输入信号内阻远低于1k欧姆,根据仿真模型负反馈量仅0.16dB
影响比较大的反而是输入阻抗降低到约66k欧姆,

LTspice另一个好用的功能,".wave" 把分析波形直接存成声音档(44.1k CD 等级取样)
用我设置的合成乐器音当范本,可以在仿真模型上比较电路修改前后的声音变化,
和实际电路的听感变化是一致的

很多"铭机"电路我不会去仿制是因为先在仿真模型比较过声音,
当然我所说的好坏不是指好听或不好听,而是准不准确,器材播放声音首先必须准确
这是我看了一些2023年音响展真实录音报导(尤其是东京音响展和慕尼黑音响展)得到的想法

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