图解后级功放三角波、方波的形状及静态噪声与音质的关系

民主 · 发表于 2008-1-5 21:42

不错啊技术性的好帖子

抹布 · 发表于 2008-1-5 21:54

原帖由 Julien 于 2008-1-5 20:57 发表
1楼的是1541的波形？可能有些电解电容质量不太好了。另外，三角波应当观测两条边是否为直线。方波应当更关心上升沿的特性。

多谢J版，终于说三角波要看直线。
1楼的是我今天测的TDA1514A的波形，做好确实有10年了。电解也有失效的可能。难不成是100K方波露了马脚？

抹布 · 发表于 2008-1-5 21:57

谢谢，正想连接那个帖。

亦谢网友顶帖。我还在编辑。

抹布 · 发表于 2008-1-5 22:43

第一次使用示波器，这里的波形拍得就难看了，示波器都没有调整好

，但大致可以表明本帖要说明的问题。另：目前所做机机的外形都在这里http://bbs.hifidiy.net/viewthrea ... ght=%2B%C4%A8%B2%BC这里就不重发了，下面请看图。

35、LM3886方波特性
LM3886方波.jpg

36、噪声及通道平衡度
LM3886总图.jpg

37、从原来发的网上找到的方波1KHz，单LM3886，也就看看无多少意义！
LM3886方波1K.jpg

38、LM3886+NE5532的1KHz
LM3886+5532方波1K.jpg

39、三角波100Hz
LM3886三角100HZ.jpg

40、三角波1KHZ
LM3886三角1000HZ.jpg

41、三角波10KHZ
LM3886三角10KHZ.jpg

　　35图片中１００Ｈｚ前面的弯曲表示该机机的低频已有所被提升。
　　36图片中的噪声信号电平峰值，不超过半格（2.5mV），（这个我今天也试了一下，即使不调出稳定波形，大致的峰值还是可以看的,因此以前用示波器虽然测得不好，但可以说明这个问题，即使有其他干扰，其强度也远远小于前面的ＴＤＡ１５１４Ａ）因此LM3886的噪声比TDA1514少许多！单纯看LM3886的通频带，20K被衰减的可能性不大；但所做的LM3886的相移却不一致，可能导致网上流行说法中的高音“暗”！若定位恐怕难于准确，清晰亦难说了，对吧？相移或许是电路的原因，若有很多ＬＭ３８８６时可以试测一下相移的问题。或许说我用的ＬＭ３８８６可能是假的(1997年陈店邮购的，当时没做)。
由于先前的TDA1514长时间听感觉有点“吵”，所以在做LM3886时特别重视“静”的因素。静态噪声似乎弄到峰值几mV了，可是又如何搞定相移呢？可以说我是这样一步步玩过来。由于集成电路基本上是个“黑盒子”，分立可以改变的因素又太多，于是我又做了个垃圾小胆6P1，因为电子管就DIY的难易来说可能要比石机容易一些。

测试结果请看27楼。

民主 · 发表于 2008-1-5 23:02

支持哦i 希望睡觉以前能看到大结局

locky_z · 发表于 2008-1-5 23:24

根据资料总结出的一些方波测量的原理
1.方波的特征
方波可以认为是一系列奇次正弦波的总和，如下图所示

（上图中，左边是正弦波合成方波的局部结构，右边是理想方波的谐波幅度，其中1的C是1、3次谐波合成，2中的E是1、3、5次谐波合成，3中的G是1、3、5、7次谐波合成）
从上面可以得到一些结论
一、方波拐角越陡，需要的谐波越多，因此要实现方波响应的陡直的拐点反映的是放大器的高频响应。
二、如果再现过程中基波被衰减，则再现方波的顶部便会出现凹陷，基波是测试信号中的最低的正弦波，因此方波顶部反映的是放大器的低频响应。
三、从上面图可以看到，上面图中基波和各项谐波具有相同的相位，这对于显示顶部平坦的方波是必不可少的。换句话说，如再现的方波低频分量超前于高频分量，显示的波形顶部斜率向右倾斜；另一方面，如果再现的方波低频分量滞后于高频分量，显示的波形顶部斜率向右上升。

下面是列举一些方波失真的基本类型

a)理想带宽                               b)有限带宽
c)冲击截止                               d)非线性相位
e)频率失真(低频幅度衰减)          f)低频提升(基波加重)
g)高频衰减，无相移                   h)超前低频相移
i)超前低频相移及低频衰减          j)高频衰减及滞后相移
k)高频衰减及相移                      l)阻尼震荡
m)超前低频相移，交流声使迹线加粗
n)寄生现象

很明显，再现方波的形状不仅仅取决于被测放大器的频率响应特性，而且还取决于它的相位特性。一般放大器的相位特性都能保持在一个线性的相位特性，但在接近响应频带范围上、下限附近的相位特性不能维持在一个固定的相位差，明显的例子如下面的OPA2134的开环增益/相位特性图

上面的(h)所描述的再现方波之所以是一个顶部下降的方波，其原因就是方波的基频恰好落在放大器频响曲线非线性相位区之内，又如(k)所描述的再现方波是斜对角呈圆形的方波，这是因为构成方波的重要高频成分恰好落在放大器频响曲线的高频非线性相位区内。

例如一个放大器1db带宽为20Hz到20KHz，这样再现2KHz重复频率的方波就会相应受到影响，换句话说，这样只能再现起始5次衰减不大于1db的谐波和将近10次衰减不大于3db的谐波。从而使得主要的高频成分落在频响曲线的高频非线性相位区。这种情况下，对角线圆形拐点变得更为突出。

抹布 · 发表于 2008-1-5 23:38

这个是０７年做的，已发到坛上，为了看帖方便，这里就多发几张充充数。

　其他的已“精简最精简”，这样总数图片反而少了许多。

42、方波１００Ｈｚ

４３、方波１ＫＨｚ

４４、方波１０ＫＨｚ

４５、噪声每格５mV，上面这个大是由于电源变压器的干扰。
6p1噪声.jpg

４６、三角波１００Ｈｚ
6p1三角100.jpg

４７、三角波１ＫＨｚ
6p1三角1000.jpg

４８、三角波１０ＫＨｚ
6p1三角10K.jpg

　　１ＫＨＺ上有振铃，谁能解释一下？我偏向于电路中的大电感造成的，虽然波形都非常难看，但这个机子通道之间的相移小(输入输出相移还是有的)，静态噪声也相对较低，没有前二者各自的不足之处，通频带保持在１８Ｋ左右（用示波器测频点、描图，大致为-1dB/70~18K），低频截止对于ＨＩＦＩ来说可能有些高，除了这些不足，还有就是功率小，玻璃泡总是很脆弱的样子。
　　三个小机机的输出静态电压偏移：前两个是集成，ＴＤＡ１５１４静态噪声太大，根本就没法测（正弦波还可以估计一下），除非使用更好的示波器；ＬＭ３８８６当时没有测；总体集成的静态飘移电压不会太离谱。6P1有输出变压器，因此没有漂移，但开机可能有冲击；我则用软启动减小冲击声。
对比表格如下:
对比.JPG

　　综上所述，个人推荐在频带差不多已经满足的条件下，更应注重双通道相移的一致性与静态噪声的波形。在电源不稳压（Ｃ滤波）的情况下,静态噪声波形可能应为小幅度的波形；为了获得更小的静态噪声，甲类小机可以考虑使用稳压电源，因为其供电电流是恒定的。
不好意思，这个结论老掉牙了！

觉得相移的一致性也是考人的，我是换了一种器件相移与静态噪声的问题才有点样子，下次可能的话，会弄个分立的玩玩，不过时间总是过得那么快，看看又过年了，先来个很早很早拜年吧！

由LM3886的相移对玩并联网友提个醒,3886可要配对使用,否则肯定会导致发热量增加,换来的效果是相移的"平均值",理论上对瞬态特性可能会有所影响！
发这个帖是分享结果，也就是至少可以用示波器测量，通频带，平衡度，相移，静态噪声（80K噪声不知毫伏表能不能测，我觉得在音频DIY中有个20M的示波器是超值的）。以上是我个人看法也不一定对，供大家参考！可以发现上面我做的几个放大器都不是很好，打算继续慢慢玩，争取做得更好。
　　注：测量中TDA1514，LM3886使用的是“标准线路”，三台小机大约花了２００＋２００＋３００左右，胆机稍贵一些（除了工时的所有成本，算上工时我的小机也是天价,就当我做了两年好了，工钱也不得了^-^）；同时花了大约这么多钱购置DIY工具，还有这么多钱的元件与垃圾——正在学习中，一般不用高价品味的元器件，还没到那个程度；今年是“重出江湖”DIY的第三年，明年可能要暂时“收手”——暂停一下。

以上是本帖的主要内容。