Искажения винила

[Владимир R-V-A]

Это эффекты высшего порядка. Они могут иметь значение в измерительной, высокоточной технике, где важно зарегистрировать сверхмалые или динамично изменяющие, широкополосные сигналы сигналы. А в обычной бытовой технике искажения конденсаторов на порядки меньше, чем, например искажения ламп или трансформаторов в ламповых усилителях. Поэтому, на мой взгляд, этими эффектами можно пренебречь. Кроме того, вообще без конденсаторов не обойтись, если делаем, например корректор для винила. И тут тоже вопрос весьма спорный, какие конденсаторы использовать. Их искажения могут давать интересную окраску звуку типа спектра ламповых усилителей. Конечно, формально, конденсаторы лучше ставить в цепь ООС ОУ. Там их искажения будут частично компенсироваться ООС. Но не факт, что корректор с конденсаторами в обратной связи ОУ понравится слушателям больше, чем корректор собранный на ОУ и коррекцией между каскадами. Многие меломаны, как ни странно, любят именно искаженный по спектру звук, когда гармоники напоминают спектр триодного или пентодного усилителя на лампах. А чистый звук без гармоник они считают пресным, не интересным, нет мяса, вовлеченности и т.д.

Вывод: в измерительной и профессиональной технике влияние конденсаторов необходимо учитывать, а в бытовой технике, влияние искажений конденсаторов уже не так важно. Или даже эти искажения могут давать эффекты 'улучшайзинга' звука. И такой звук может понравиться большому проценту слушателей. Многие из этой группы потребителей так откровенно и говорят - нам все равно какие графики и искажения. Нам главное, чтобы звук нам нравился.

[Мусатов Константин]

Мы все же говорим не о простой бытовой технике, а о хайэнде. Тут если даже на пределе удалось услышать влияние компонента на результат, значит влияние есть. Каждый волен останавливаться на своем уровне компромисса или радоваться, что разницы не слышит.

[Владимир R-V-A]

Есть и такие, но 90% вообще игнорируют все эти искажения и предпочитают высокоточным усилителям ламповые усилители с 3% нелинейных искажений на фоне которых, 0,01% искажений за счет конденсаторов, вообще ни о чём.

[Мусатов Константин]

Ситуация в том, что характер искажений у многих элементов тракта разный. Что бы замаскировать одни другими, часто нужны очень большие искажения. Характерный пример, что искажения недостаточно хорошо спроектированного ЦАПа, с казалось бы тысячными долями процента искажений, слышны за ламповым усилителем с 0,3% искажений и нужно иметь более 1% что бы замаскировать. Просто маскировать приходится не эти 0,001% нелинейных искажений, а достаточно большие инерциально-нелинейные искажения. Характер звука - это на 80% не нелинейные искажения, это инерциально-нелинейные и кумулятивный спектр.

[Владимир R-V-A]

В предыдущем последнему видео от Сталкера был же пример уловить эти инерциально нелинейные искажения, которые по существу являются упрощенной версией моего способа регистрации интегральных искажений (всех - вообще,всех!!!) на ОУ высокой верности с собственными шумами и искажениями на уровне 0,00008%. И как видно из видео он там делал двумя способами. Первый способ на ОУ - схема вы читателя на двух ОУ. И второй способ - просто тупо писал две реализации, например по сквозному каналу и через те или иные искажающие конденсаторы (если я не путаю - там было еще и видео про исследование разных ОУ на искажения примерно теми же способами). И там вывод был примерно такой, - даже по динамично меняющемуся сигналу разностный сигнал получался на уровне - 50 дБ. И это возможно завышенный сигнал ошибки. Потому, что на звуковом редакторе есть ограничения по времени при сдвиге одной реализации относительно другой и точности подгонки уровней - все делается на глаз. А в моей методике расчета минимума СКО там все делает комп с высокой точностью по оцифрованным сигналам, а не на глаз или слух.

Сейчас посмотрю, если это не то же самое видео скину видео про сравнение ОУ.

Да, другое было видео.

[Владимир R-V-A]

Ситуация в том, что характер искажений у многих элементов тракта разный. Что бы замаскировать одни другими, часто нужны очень большие искажения. Характерный пример, что искажения недостаточно хорошо спроектированного ЦАПа, с казалось бы тысячными долями процента искажений, слышны за ламповым усилителем с 0,3% искажений и нужно иметь более 1% что бы замаскировать. Просто маскировать приходится не эти 0,001% нелинейных искажений, а достаточно большие инерциально-нелинейные искажения. Характер звука - это на 80% не нелинейные искажения, это инерциально-нелинейные и кумулятивный спектр.

Итак. А не проще ли просто не использовать те схемы и элементы, которые всегда дают большой вклад в ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ИСКАЖЕНИЯ усилителя или фильтра?

Типа мы составляем списки - вот эти конденсаторы или микросхемы нельзя использовать в фонокорректорах, УНЧ и так далее ?

[Мусатов Константин]

Я уже не раз писал, что нет никакого физического смысла в измерении среднеквадратичных искажений. Причина в том, что слух очень по разному реагирует на разные виды искажений. Линейные он вообще может компенсировать в широком диапазоне. Даже если вы получили -50 дБ на вычитателе, это не говорит о качестве звучания. Можно только сказать, что хрипеть не будет. А вот будет это слушать приятно или противно нельзя.

[Владимир R-V-A]

Сегодня более детально исследовал вариант фонокорректора с переключаемой АЧХ и выяснил ряд интересных моментов.




Схема по первому варианту. После изменения номиналов резисторов и конденсаторов в фильтрах в 10 раз уровень шумов и помех снизился примерно на на 20-25 дБ. И сейчас при усилении в 42 дБ составляет порядка -80 дБ.


1. При изменении АЧХ за счет суммирования сигналов основного фильтра и дополнительного фильтра на входе второго каскада на ОУ не имеет смысла делать глубину предыскажений выше определенной величины. В противном случае начинают расти шумы, а форма АЧХ изменяется незначительно. Например, шумы могут увеличиться на СЧ-ВЧ на 5- 10 дБ, а прирост в изменении АЧХ незначительный 1-3 дБ.

Вот тут картинки из которых это дело явно видно (смотреть лучше в обратном порядке).



2. Собственные шумы микросхем 4556 и корректора практически не видно на уровне шумов моей звуковой карты выше 1 кГц. на картинках Сначала измерения делал без делителя на входе и регулятор компьютера стоял почти на минимуме громкости (где-то на отметке 4). потом с делителем на входе 30к/3,9к. видно, что есть снижение шумовой полки на ВЧ с 100 дБ почти до 120 дБ.

3. С искажениями тоже интересные результаты. На СЧ и начале ВЧ искажения порядка -77 дБ до -60 дБ на частотах порядка 4-5 кГц. А вот выше начинается существенный рост и тут не совсем пока я сна природа этого роста. Он либо из-за банального снижения уровня сигнала в том или ином фильтре. Либо этот рос связан с искажениями конденсаторов?

[Мусатов Константин]

Рекомендую сделать на входе цепочку анти РИАА. http://musatoffcv.narod.ru/Projects/...ents/Leter.htm
А в программе включить антирииа коррекцию и получить на экране отнормированную кривую. По ней видны отклонения от RIАА стандарта, так удобнее.

[Владимир R-V-A]

Согласен, но я уже присмотрелся к наклону RIAA и знаю все её реперные точки по частотам по уровню относительно нуля в дБ.



Вот тут на картинке белый график, это как бы RIAA предыскажения (точность примерно + - 0,5 дБ)



Например, зеленая дополнительно предыскаженная АЧХ может использоваться с этой головкой




А с головкой ГЗМ-005 можно использовать ачх, показанную тут также зеленым цветом.





А для головок ГЗМ-105Д можно использовать АЧХ, показанные белым и голубым цветом.



Вот тут по другой программе (rew v5) снял все АЧХ вместе в окончательной версии ( без искажений АЧХ на НЧ, но в этой программе есть завал АЧХ вблизи 20 000 Гц - АЧХ как бы резко ныряет вниз).

[Владимир R-V-A]

Я думаю, что дополнительные шумы из цепи дополнительной коррекции прут из мультиплексора. Нагрузка то с выхода на вход уже маленькая. Экспериментально выяснил, что шумы тем ниже, чем меньше нагрузка в цепи полевика - ключа мультиплексора и почти в ноль уходят при сопротивлении больше 23 к. При сопротивлении 10 к как раз получался уровень шума примерно в половину от сопротивления 2,3 к и 23 к. Как думаете, это близко к правде?

[Владимир R-V-A]

Сравнил корректоры из усилителя кумир35У-201С на микросхеме К553УД2А и фоно корректор на микросхеме 4556AD (два ОУ). На удивление очень похожие характеристики. Корректор на микросхеме К553УД2А имеет АЧХ по стандарту RIAA 78 и несколько более высокие интермодуляционные искажения и помехи от сети.



При подобных измерениях лучше использовать на входе цепочку анти РИАА, которая есть на сайте Константина (ссылка выше). В противном случае при измерениях по программе RMAA5.5 интемодуляционные искажения в одно из каналов придется снизить на - 18 дБ, чтобы не было ограничений и искажений результатов измерений. Поэтому в одном канале (белый график) аномально большие искажения, а в другом (зеленый график) реальные.

Пробовал перераспределять коэффициент усиления между двумя каскадами на 4556. Если уменьшать коэффициент усиления первого каскада и при этом пропорционально увеличивать усиление во втором каскаде, то нелинейные искажения начинают падать (практически до нуля - карта их уже не регистрирует на уровне - 117 дБ - гармоники уходят в шумы шумовой полки). Но при этом начинается рост сетевой помехи на 50 Гц. Такой вариант даже лучше по перегрузочной способности первого каскада и будут существенно меньше нелинейные искажения на основном (меж каскадном) фильтре и дополнительном фильтре, с использованием мультиплексора.

Завтра попробую во второй каскад, на инвертирующий вход подмешать противофазную помеху с импровизированной антенны типа петли по земле и подсоединенной на высокоомный резистор с отводом - регулятором уровня противофазной помехи.

Константин, в истории радиотехники есть подобные технические решения - аналоги?

[Владимир R-V-A]

Продолжаю сравнительный анализ корректоров, как бы с другой колокольни...

На слух разницы не услышал, но я может быть уже и не гожусь в эксперыЫЫЫ - слышу всего до 14 000 Гц!

Константин, а Вы до каких ВЧ частот слышишь после похода к ухо-горло-носу? И если не сложно снимите такие же графики со своих фоно корректоров. Есть подозрение, что разницы разглядеть будет сложно.

p/s

А может и до 13 000 Гц уже и не слышу - старею, это факт...но мозг, еще работает четко... Константин, я тут самый обучаемый и делаю практические выводы и умозаключения как обойти искажения конденсаторов и прочих мелочей.

- - - Добавлено - - -

В. Тихомиров, ваш выход с графиками шумов своего лампового корректора - усилителя... тут как бы заочный, мировой конкурс High-End в условиях пандемии ума и техники!

Спонсоры, все будет хорошо, копите инвестиции...

А теперь официальная речь - перед банкетом, товарищи...



На закуску...



Я предупреждал - профорг с 17 лет и дважды доктор наук по мнению экспертов ФИПС!

Зуб даю, у Тихомирова нет подтвержденных патентов хотя бы в РФ в области радиотехники и акустики в несколько десятков. Угадал?

Ждем сообщения от В.Тихомирова и Константина Мусатова - все навострили ухи и скрестили за настоящий High-End все свои пальцыЫЫЫ)))

[Мусатов Константин]

Не думаю, что подмешивать сетевую помеху в противофазе - это хорошая идея. Мы как-то даже делали подмешивание сетевых помех для компенсации помех от накала переменкой на прямонакальных лампах. И все равно компенсация плывет. А уж с помехами от наводок стабильности помеховой картины не будет.

[Игорь Тихомиров]

Завтра попробую во второй каскад, на инвертирующий вход подмешать противофазную помеху с импровизированной антенны типа петли по земле и подсоединенной на высокоомный резистор с отводом - регулятором уровня противофазной помехи.

Учитесь делать правильно монтаж. Учиться никогда не поздно. И не занимайтесь глупостями.
Экранирование иногда помогает. Смотрите на картинку.

На входные лампы пришлось поставить экран. Я к сетевым помехам очень чувствителен. Слышу, даже когда другие не слышат.
Например в МТУСИ в комнате прослушивания, на мой взгляд, очень сильно гудит силовой транс. Впрочем я там давно не был.

[Владимир R-V-A]

Не думаю, что подмешивать сетевую помеху в противофазе - это хорошая идея. Мы как-то даже делали подмешивание сетевых помех для компенсации помех от накала переменкой на прямонакальных лампах. И все равно компенсация плывет. А уж с помехами от наводок стабильности помеховой картины не будет.

Попробовал сейчас сделать второй каскад по инвертирующей схеме в расчете на то, что монтаж очень плотный и все помех и наводки имеют примерно один и тот же спектр для первого и второго каскадов. Но тут другая появилась проблема - низкое входное сопротивление инвертирующей схемы усиления, которая уже будет работать как ФВЧ, сильно искажая АЧХ меж каскадного фильтра. В результате получается завал АЧХ на НЧ примерно с 120 Гц. Снижение наводки на 50 Гц есть, но примерно на ту же величину, что и снижение усиления на 50 Гц, где-то на 3-4 дБ. Так, что естественного вычитания помехи на 50 Гц практически нет.
Пробовал подвесить на входы второго каскада небольшой кусок провода в качестве антенны для помехи. Получается рост помехи с еще большим числом гармоник.



Надо делать специальную схему формирования противофазной помехи, возможно в виде ФНЧ с частотой среза 60-150 Гц, регулятором уровня и фазовращателем и делать еще один выходной каскад в виде сумматора на ОУ. Так, что тут не все так просто, как казалось. Наугад очень трудно подобрать помеху точно по уровню и в противофазе к помехи в сигнале.

Пробовал увеличивать значения резисторов в инвертирующей схеме. Но тут тоже есть порог. При требуемом усилении на 1 - 20 кГц в 20 дБ входное сопротивление можно увеличить примерно до 30 к. При еще большем увеличении номиналов резисторов, микросхема начинает работать неустойчиво и появляется заметный шум (возбуд). И при таком сопротивлении все равно есть сильные искажения АЧХ. так, что помеху в противофазе лучше всего давить в дополнительном каскаде сумматоре двух сигналов - сигнал+шум и минус шум.

- - - Добавлено - - -

Учитесь делать правильно монтаж. Учиться никогда не поздно. И не занимайтесь глупостями.
Экранирование иногда помогает. .

Сейчас попробую припаять экраны вокруг платы корректора - может быть и не придется тут всё сильно усложнять.

[Игорь Тихомиров]

Сейчас попробую припаять экраны вокруг платы корректора - может быть и не придется тут всё сильно усложнять.

Их не надо припаивать вокруг. Это не СВЧ.

[Владимир R-V-A]

Их не надо припаивать вокруг. Это не СВЧ.

Для экранирования электрического поля и высокочастотных (радио помех) качество экрана не так критично. Пойдет и сетка с большими ячейками. А для хорошей экранировки магнитного поля желательно делать экран из толстого железа и без больших отверстий и тем более щелей. Идеальный вариант - как сделано у Константина - почти полностью герметичные ящики и для экранировки БП и для платы корректора.

- - - Добавлено - - -

Сделал экраны и подключил дополнительные входы по сигналу в виде небольшого по длине (примерно 0,1 м) экранированного провода. А делитель подключил ко входу этого короткого, входного провода.



И при измерениях по прежней методике получились более высокие помехи от сети. Они на много выше, чем когда делитель ставил прямо на плате по входу усилителя. примерно с -80-75 дБ уровень помехи на 50 Гц вырос до -70-60 дБ. То есть этот короткий входной, экранированный провод начал давать дополнительную петлю по земле. Экран снизил радио и другие импульсные помехи так, что нелинейные искажения понизились примерно в два раза.

Затем убрал делитель и напрямую с выхода компа подал сигнал, естественно при очень малом уровне компьютерного регулятора громкости. Шумы вернулись примерно к тому же уровню, но все равно на 50 Гц уровень был выше, чем без дополнительных пластин экрана.

В том же режиме в правом канале регулятором дополнительного моего нормирующего - коммутационного устройства вывернул уровень сигнала с компа и получил в чистом виде собственные шумы корректора и наводки от сетевых помех, преимущественно по питанию и наводки на вход второго каскада (верхние два зеленых графика). на втором верхенм белом графике высокие помехи на сч-вч из за энергосберегающей лампы - забыл выключить.



Вывод мой такой. Надежней всего будет эти помехи подавлять с помощью специальной схемы активного подавления сетевых шумов и помех.

[Игорь Тихомиров]

Для экранирования электрического поля и высокочастотных (радио помех) качество экрана не так критично. Пойдет и сетка с большими ячейками.

[Владимир R-V-A]

Разные свойства взаимодействия с разными материалами и экранами у электрического и магнитного поля. Поэтому, если Э/М поле на очень низкой частоте - 50 Гц, то лучше применять для экрана толстую сталь (крышки - внахлест) и минимум дырок и щелей в экране.

[Мусатов Константин]

Принципы экранирования зависят и от частоты помехи и от ее основной составляющей. Сталь нужна для экранирования магнитной составляющей помехи.