高忠実度アンプ。マイクロコントローラー制御システムを搭載したUMZCH VV。 ACケーブル抵抗補償器の動作

UMZCH BB-2010 は、有名な UMZCH BB (ハイファイ) アンプの新製品です。使用された技術的ソリューションの多くは、Ageev の研究の影響を受けています。

仕様:

20000 Hzでの高調波歪み: 0.001% (150 W/8オーム)

小信号帯域幅 -3 dB: 0 – 800000 Hz

出力電圧スルーレート: 100 V/μs

信号対雑音比および信号対バックグラウンド比: 120 dB

VVS-2010の電気図

軽量モードで動作するオペアンプの使用と、深いローカル OOS でカバーされた OK と OB のカスケードのみの電圧アンプでの使用のおかげで、UMZCH BB は一般的なモードよりも高い直線性を特徴としています。 OOSはカバーされています。 1985 年に開発された最初の高忠実度アンプでは、それまで測定技術のみに使用されていたソリューションが使用されました。DC モードは別個のサービスユニットによってサポートされ、インターフェースの歪みや接点グループの遷移抵抗のレベルを低減しました。 ACスイッチングリレーの歪みは一般的な負帰還でカバーされており、特別なユニットがこれらの歪みに対するスピーカーケーブルの抵抗の影響を効果的に補正します。 UMZCH BB-2010でもその伝統は受け継がれていますが、出力ローパスフィルターの抵抗も一般的なOOSでカバーされています。

プロでもアマチュアでも、他の UMZCH の設計の大部分では、これらの解決策の多くが依然として欠けています。同時に、UMZCH BB の高い技術的特性とオーディオファンの利点は、シンプルな回路ソリューションと最小限のアクティブ素子によって実現されます。実際、これは比較的単純なアンプです。1 つのチャンネルは急いで数日で組み立てることができ、セットアップには必要な出力トランジスタの静止電流を設定するだけです。特に初心者のアマチュア無線家向けに、ノードごとのカスケードテストと調整の方法が開発されました。これを使用すると、UMZCH が完全に組み立てられる前であっても、発生する可能性のあるエラーを特定し、発生する可能性のある結果を確実に防ぐことができます。このアンプまたは同様のアンプに関する考えられるすべての質問については、紙とインターネットの両方で詳細な説明が提供されています。

アンプの入力には、カットオフ周波数が 1.6 Hz のハイパスフィルター R1C1 があります (図 1)。しかし、モード安定化デバイスの効率により、アンプは最大 400 mV の DC 成分電圧を含む入力信号で動作することができます。したがって、C1 が除外され、コンデンサーのない経路というオーディオファンの永遠の夢が実現し、アンプのサウンドが大幅に向上します。

入力ローパスフィルタ R2C2 のコンデンサ C2 の静電容量は、プリアンプの出力抵抗 500 オーム -1 kオームを考慮して、入力ローパスフィルタのカットオフ周波数が 120 Ω ～ 1 kΩ の範囲になるように選択されます。 200kHz。オペアンプ DA1 の入力には周波数補正回路 R3R5C3 があり、UMZCH の出力側から OOS 回路を通って来る処理された高調波と干渉の帯域を、-3 dB のレベルで 215 kHz の帯域で制限します。アンプの安定性が向上します。この回路を使用すると、回路のカットオフ周波数を超える差信号を低減できるため、高周波干渉信号、干渉、および高調波による電圧アンプの不必要な過負荷が排除され、動的相互変調歪み (TIM; DIM) の可能性が排除されます。

次に、信号は、DA1 入力に電界効果トランジスタを備えた低ノイズオペアンプの入力に供給されます。 UMZCH BB に対する多くの「主張」は、入力でのオペアンプの使用に関して反対派によって行われており、おそらく音質を悪化させ、サウンドの「仮想の深さを盗む」とされています。この点で、UMZCH VV のオペアンプの動作に関するいくつかの明らかな特徴に注意を払う必要があります。

プリアンプのオペアンプ、ポスト DAC オペアンプは、数ボルトの出力電圧を生成する必要があります。オペアンプのゲインは小さく、20 kHz で 500 ～ 2000 倍の範囲であるため、これは、LF で数百マイクロボルトから 20 kHz で数ミリボルトまでの比較的高い電圧差信号で動作し、相互変調の可能性が高いことを示しています。オペアンプの入力段によって生じる歪み。これらのオペアンプの出力電圧は、通常、OE を備えた回路に従って実行される最後の電圧増幅段の出力電圧に等しくなります。数ボルトの出力電圧は、このステージがかなり大きな入力電圧と出力電圧で動作することを示しており、その結果、増幅された信号に歪みが生じます。オペアンプには、並列接続された OOS と負荷回路の抵抗によって負荷がかかり、場合によっては数キロオームに達することもあり、アンプの出力リピータから最大数ミリアンペアの出力電流が必要になります。したがって、出力段の消費電流が 2 mA 以下である IC の出力リピータの電流変化は非常に大きく、これは増幅信号に歪みをもたらすことも示しています。入力段、電圧増幅段、オペアンプ出力段で歪みが発生する可能性があることがわかります。

しかし、高忠実度アンプの回路設計は、電圧アンプのトランジスタ部分のゲインと入力抵抗が高いため、オペアンプ DA1 に非常に穏やかな動作条件を提供します。自分で判断してください。 50 V の公称出力電圧を開発した UMZCH であっても、オペアンプの入力差動段は、500 Hz の周波数で 12 μV から 20 kHz の周波数で 500 μV までの電圧の差動信号で動作します。電界効果トランジスタで構成される差動段の高い入力過負荷容量と、差動信号のわずかな電圧との比率により、信号増幅の高い直線性が保証されます。オペアンプの出力電圧は 300 mV を超えません。これは、オペアンプからの共通エミッタを備えた電圧増幅段の低入力電圧 (最大 60 μV) とその動作の線形モードを示します。オペアンプの出力段は、VT2 ベース側から約 100 kOhm の負荷に 3 μA 以下の交流を供給します。したがって、オペアンプの出力段も、ほぼアイドル状態の非常に軽いモードで動作します。実際の音楽信号では、電圧と電流はほとんどの場合、指定された値よりも 1 桁小さくなります。

差動信号と出力信号の電圧、および負荷電流を比較すると、一般に UMZCH BB のオペアンプはオペアンプの数百倍軽い、つまり線形モードで動作することが明らかです。 CD プレーヤーのプリアンプおよびポスト DAC オペアンプのアンプモード。環境保護が徹底されていても、環境保護がまったく行われていない場合でも、UMZCH のソース信号として機能します。したがって、同じオペアンプを使用しても、単一接続の場合よりも UMZCH BB に発生する歪みがはるかに少なくなります。

時折、カスケードによってもたらされる歪みは入力信号の電圧に曖昧に依存するという意見があります。これは間違いです。カスケード非線形性の発現の入力信号電圧への依存性は、何らかの法則に従う可能性がありますが、常に明確です。この電圧の増加は、導入される歪みの減少には決してつながりませんが、増加するだけです。

特定の周波数における歪み積のレベルは、その周波数の負帰還の深さに比例して減少することが知られています。入力信号が小さいため、アンプが OOS に達する前の低周波数での開回路ゲインは測定できません。計算によれば、負帰還をカバーするために開発された開回路ゲインにより、最大 500 Hz の周波数で 104 dB の負帰還深さを達成できます。 10 kHz から始まる周波数の測定では、周波数 10 kHz で OOS の深さが 80 dB、20 kHz で 72 dB、50 kHz で 62 dB、周波数 200 kHz で 40 dB に達することが示されています。 kHz。図 2 は、UMZCH VV-2010 の振幅周波数特性を示しており、比較のために、複雑さは同様です。

OOS カバレッジまでの高いゲインが BB アンプの回路設計の主な特徴です。すべての回路トリックの目標は、可能な限り広い周波数帯域で深い OOS を維持するために高い線形性と高ゲインを達成することであるため、このような構造がアンプのパラメータを改善する唯一の回路方法であることを意味します。歪みのさらなる低減は、出力段の高調波による入力回路、特にゲインが最大となる反転入力回路への干渉を低減することを目的とした設計手段によってのみ達成できます。

UMZCH BB 回路のもう 1 つの特徴は、電圧アンプの出力段の電流制御です。入力オペアンプは、OK と OB で作成された電圧電流変換ステージを制御し、その結果生じる電流が、OB を備えた回路に従って作成されたステージの静止電流から減算されます。

直列電源を備えた異なる構造のトランジスタの差動段 VT1、VT2 で抵抗値 1 kΩ の線形化抵抗 R17 を使用すると、オペアンプ DA1 の出力電圧のコレクタ電流 VT2 への変換の直線性が次のように増加します。深さ 40 dB のローカルフィードバックループを作成します。これは、エミッタ自身の抵抗 VT1、VT2 の合計 (それぞれ約 5 オーム) と抵抗 R17 を比較するか、熱電圧 VT1、VT2 の合計 (約 50 mV) と抵抗 R17 での電圧降下を比較するとわかります。 5.2～5.6V。

検討中の回路設計を使用して構築されたアンプでは、13 ～ 16 kHz の周波数を超えると、周波数 10 年あたり 40 dB の急激なゲイン減少が観察されます。 20 kHz を超える周波数における歪みの産物であるエラー信号は、有用なオーディオ信号よりも 2 ～ 3 桁小さくなります。これにより、これらの周波数では過剰となる差動段 VT1、VT2 の線形性を、UN のトランジスタ部分のゲインの増加に変換することができます。差動カスケード VT1、VT2 の電流がわずかに変化するため、弱い信号を増幅する場合、ローカルフィードバックの深さの減少による直線性は大幅に劣化しませんが、動作モードでのオペアンプ DA1 の動作は低下します。これらの周波数では、アンプ全体の直線性が依存し、すべての電圧が変化するため、ゲインマージンが容易になります。オペアンプの歪みを決定する歪みは、差信号から出力信号まで、ゲインに比例して減少します。特定の周波数でのゲイン。

位相進み補正回路 R18C13 および R19C16 は、オペアンプの差動電圧を数 MHz の周波数まで低減するためにシミュレータで最適化されました。数百キロヘルツ程度の周波数において、UMZCH VV-2008 と比較して UMZCH VV-2010 のゲインを高めることができました。ゲインのゲインは、200 kHz で 4 dB、300 kHz で 6、500 kHz で 8.6、800 kHz で 10.5 dB、1 MHz で 11 dB、2 MHz より高い周波数では 10 ～ 12 dB でした。これは、図 3 のシミュレーション結果からもわかります。下の曲線は UMZCH VV-2008 の事前補正回路の周波数応答を示し、上の曲線は UMZCH VV-2010 を示しています。

VD7 は、UMZCH の出力信号を電圧によって制限するモードで、再充電電流 C13、C16 の流れによって生じる逆電圧からエミッタ接合 VT1 を保護し、その結果、OP 出力での高い変化率で最大電圧が発生します。 -アンプDA1。

電圧増幅器の出力段は、ベース接地回路に従って接続されたトランジスタ VT3 で構成されており、カスケードの出力回路から入力回路への信号の侵入を排除し、安定性を高めます。トランジスタ VT5 の電流発生器と出力段の入力抵抗に負荷される OB カスケードは、最大 13,000 ～ 15,000 倍の高い安定したゲインを生成します。抵抗 R26 の抵抗の半分になるように抵抗 R24 の抵抗を選択すると、静止電流 VT1、VT2 と VT3、VT5 が等しくなることが保証されます。 R24、R26は、アーリー効果（コレクタ電圧に応じたp21eの変化）を低減するローカルフィードバックを提供し、アンプの初期直線性をそれぞれ40 dBと46 dB増加させます。出力段の電圧よりも 15 V 高いモジュロ高い別の電圧で UN に電力を供給すると、トランジスタ VT3、VT5 の準飽和の影響を排除できます。これは、コレクタとベースが接続されたときの p21e の減少として現れます。電圧は 7 V を下回ります。

3 段の出力フォロワはバイポーラトランジスタを使用して組み立てられており、特別なコメントは必要ありません。出力トランジスタの静止電流をケチってエントロピーと戦おうとしないでください。 250 mA 未満であってはなりません。著者のバージョンでは - 320 mA。

起動リレー AC K1 が起動される前に、アンプは OOS1 によってカバーされます。これは分圧器 R6R4 をオンにすることによって実現されます。抵抗 R6 を維持する精度と、さまざまなチャネルでのこれらの抵抗の一貫性は重要ではありませんが、アンプの安定性を維持するには、抵抗 R6 が抵抗 R8 と R70 の合計より大幅に低くならないことが重要です。リレー K1 がトリガーされると、OOS1 がオフになり、R8R70C44 と R4 で形成され、接点グループ K1.1 をカバーする OOS2 回路が動作します。ここで、R70C44 は、ある周波数で OOS 回路から出力ローパスフィルター R71L1 R72C47 を除外します。 33kHz以上。周波数依存の OOS R7C10 は、800 kHz の出力ローパスフィルターに対する UMZCH の周波数応答に -3 dB のレベルでロールオフを形成し、この周波数より上の OOS 深さにマージンを提供します。 280 kHz の周波数を超える AC 端子での周波数応答の -3 dB レベルの低下は、R7C10 と出力ローパスフィルタ R71L1 ～ R72C47 の組み合わせによって保証されます。

ラウドスピーカーの共振特性により、ディフューザーによる減衰音の振動、パルス動作後の倍音の放出、およびラウドスピーカーのコイルの巻線が磁気システムのギャップ内の磁力線と交差するときに独自の電圧が生成されます。減衰係数は、UMZCH のフルインピーダンスに対して発電機として AC 負荷が適用された場合に、ディフューザーの振動の振幅がどのくらい大きく、どのくらい早く減衰するかを示します。この係数は、UMZCH の出力抵抗、AC スイッチングリレーの接点グループの遷移抵抗、通常ワイヤで巻かれた出力ローパスフィルタインダクタの抵抗の合計に対する AC 抵抗の比に等しくなります。直径の不足、AC ケーブル端末の過渡抵抗、AC ケーブル自体の抵抗などが考えられます。

さらに、スピーカーシステムのインピーダンスは非線形です。 AC ケーブルの導体に歪んだ電流が流れると、大部分の高調波歪みを含む電圧降下が発生します。この電圧降下も、アンプの歪みのない出力電圧から差し引かれます。したがって、AC 端子の信号は、UMZCH の出力よりもはるかに多く歪みます。これらはいわゆる界面歪みです。

これらの歪みを軽減するために、アンプの出力インピーダンスのすべての成分の補償が適用されます。 UMZCH 自体の出力抵抗は、リレー接点の遷移抵抗および出力ローパスフィルターのインダクタワイヤの抵抗とともに、L1 の右端子から得られる深い一般的な負帰還の作用によって減少します。さらに、R70 の右側の端子を「ホット」AC 端子に接続することで、位相シフトによる UMZCH の生成を心配することなく、AC ケーブルクランプの遷移抵抗と AC ワイヤの 1 本の抵抗を簡単に補償できます。 OOS で覆われたワイヤー内。

AC 配線抵抗補償ユニットは、オペアンプ DA2、R10、C4、R11、R9 上の Ky = -2 の反転アンプの形式で作成されます。このアンプの入力電圧は、「コールド」(「グランド」) スピーカーワイヤの両端の電圧降下です。その抵抗は AC ケーブルの「ホット」ワイヤの抵抗に等しいため、両方のワイヤの抵抗を補償するには、「コールド」ワイヤの電圧を 2 倍にして反転し、抵抗 R9 を介して、 OOS 回路の抵抗 R8 と R70 の合計に等しい抵抗をオペアンプ DA1 の反転入力に適用します。そうすると、UMZCH の出力電圧はスピーカーワイヤーの電圧降下の合計だけ増加します。これは、スピーカー端子での減衰係数とインターフェース歪みのレベルに対する抵抗の影響を排除することと同じです。スピーカーの逆起電力の非線形成分の AC 配線抵抗の低下を補償することは、可聴範囲の低い周波数で特に必要です。ツイーターの信号電圧は、それに直列に接続された抵抗とコンデンサーによって制限されます。それらの複雑な抵抗はスピーカーケーブルワイヤーの抵抗よりもはるかに大きいため、HFでこの抵抗を補償することは意味がありません。これに基づいて、積分回路 R11C4 は補償器の動作周波数帯域を 22 kHz に制限します。

特に注意してください: AC ケーブルの「ホット」ワイヤの抵抗は、R70 の右側の端子を特別なワイヤで「ホット」AC 端子に接続し、一般的な OOS をカバーすることで補償できます。この場合、「冷たい」AC ワイヤの抵抗のみを補償する必要があり、抵抗器の抵抗値と等しい抵抗器 R10 の抵抗値を選択することにより、ワイヤ抵抗補償器のゲインを値 Ku = -1 に下げる必要があります。 R11.

電流保護ユニットは、負荷の短絡時の出力トランジスタの損傷を防ぎます。電流センサーは抵抗 R53 ～ R56 と R57 ～ R60 で十分です。これらの抵抗を通るアンプ出力電流の流れにより電圧降下が発生し、分圧器 R41R42 に加えられます。しきい値よりも大きい値の電圧によりトランジスタ VT10 が開き、そのコレクタ電流によってトリガーセル VT8VT9 の VT8 が開きます。このセルはトランジスタが開いた状態で安定状態に入り、HL1VD8 回路をバイパスして、ツェナーダイオードを流れる電流をゼロに減らし、VT3 をロックします。 VT3 ベースから小さな電流で C21 を放電するには、数ミリ秒かかる場合があります。トリガーセルがトリガーされた後、LED HL1 の電圧によって 1.6 V に充電された C23 の下側プレートの電圧は、正の電源バスからの -7.2 V のレベルから -1.2 B1 のレベルまで増加します。このコンデンサの上部プレートの電圧も 5 V 増加します。C21 は抵抗 R30 を介して C23 に急速に放電され、トランジスタ VT3 がオフになります。その間に、VT6 が開き、R33 を介して R36 が VT7 を開きます。 VT7 はツェナーダイオード VD9 をバイパスし、R31 を介してコンデンサ C22 を放電し、トランジスタ VT5 をオフにします。バイアス電圧が供給されなければ、出力段のトランジスタもオフになります。

トリガーを初期状態に戻し、UMZCH をオンにするには、SA1 の「プロテクトリセット」ボタンを押します。 C27 は VT9 のコレクタ電流によって充電され、VT8 のベース回路をバイパスして、トリガセルをロックします。この瞬間までに緊急事態が解消され、VT10 がロックされている場合、セルはトランジスタが安定して閉じた状態になります。 VT6、VT7 が閉じられ、基準電圧がベース VT3、VT5 に供給され、アンプは動作モードに入ります。 UMZCH 負荷の短絡が続くと、コンデンサ C27 が SA1 に接続されている場合でも、保護が再び作動します。この保護は非常に効果的に機能するため、補正を設定する作業中に、非反転入力に触れて小さなはんだ付けをするためにアンプの電源が数回遮断されました。結果として生じる自己励起により出力トランジスタの電流が増加し、保護機能によりアンプがオフになりました。この大雑把な方法は一般論として推奨できませんが、電流保護機能があるため、出力トランジスタに悪影響を与えることはありませんでした。

ACケーブル抵抗補償器の動作

UMZCH BB-2008 補償器の効率は、補償線とアンプの共通線の間で補償器の入力を切り替えることにより、オーディオマニアの古い方法を使用して耳でテストされました。音の改善は明らかに顕著であり、将来の所有者はアンプを入手することを熱望していたため、補償器の影響の測定は実行されませんでした。「ケーブルクリーニング」回路の利点は非常に明らかだったので、「補償器+積分器」構成が、開発されたすべてのアンプに搭載される標準ユニットとして採用されました。

ケーブル抵抗補償の有用性または無用性に関して、インターネット上でこれほど不必要な議論が燃え上がっていることに驚くべきです。いつものように、特に非線形信号を聞くことに固執したのは、非常に単純なケーブルクリーニング計画が複雑で理解不能であり、法外な費用がかかり、設置に多大な労力がかかると考えていた人たちでした。アンプ自体に多額のお金が費やされているので、神聖なものをケチるのは罪ですが、文明化された人類すべてがたどる最高で魅力的な道を選択し、通常の人間の©を購入するべきであるという提案さえありました。貴金属製の超高価なケーブル。非常に驚いたことに、アンプでこのユニットをうまく使用している専門家を含む、家庭での補償ユニットの役に立たないという非常に尊敬されている専門家の発言によって火に油が注がれました。多くのアマチュア無線仲間が、補償器を組み込むことで低域と中域の音質が向上したという報告に不信感を抱き、UMZCH の性能を改善するこの簡単な方法を最善を尽くして回避し、それによって自らの利益を奪ったことは非常に残念です。

真実を文書化するための研究はほとんど行われていません。 GZ-118 発電機から、AC の共振周波数の領域で多くの周波数が UMZCH BB-2010 に供給され、電圧はオシロスコープ S1-117 によって制御され、AC 端子の Kr は次のように測定されました。 INI S6-8、図 4。配線抵抗の有効性の確認抵抗 R1 は、制御線と共通線の間で補償器入力を切り替えるときに補償器入力への干渉を避けるために取り付けられています。実験では、長さ3m、芯線断面積6平方メートルの一般的に市販されているACケーブルを使用しました。 mm、および Acoustic Kingdom の周波数範囲 25 ～ 22000 Hz、公称インピーダンス 8 オーム、公称電力 90 W の GIGA FS II スピーカーシステムも含まれます。

残念ながら、C6 ～ 8 の高調波信号アンプの回路設計には、OOS 回路で大容量の酸化物コンデンサが使用されています。これにより、これらのコンデンサの低周波ノイズがデバイスの低周波分解能に影響を及ぼし、低周波分解能が低下します。 GZ-118 からの周波数 25 Hz の Kr 信号を C6-8 から直接測定すると、機器の読み取り値は 0.02% の値付近で変動します。補償器の効率を測定する場合、GZ-118 発電機のノッチフィルターを使用してこの制限を回避することはできません。 2T フィルターの同調周波数の多くの離散値は、低周波数では 20、60、120、200 Hz に制限されており、関心のある周波数で Kr を測定することはできません。したがって、仕方なく0.02％という水準を基準であるゼロとして受け入れた。

周波数 20 Hz、AC 端子電圧 3 Vamp (8 オーム負荷への出力 0.56 W に相当) では、補償器がオンの場合の Kr は 0.02%、オフの場合は 0.06% でした。 6.25 Wの出力電力に相当する10 Vアンプの電圧では、Kr値はそれぞれ0.02%と0.08%であり、20 Vアンプの電圧と25 Wの電力では、Kr値はそれぞれ0.016%と0.11%です。振幅 30 インチ、電力 56 W の電圧 - 0.02% および 0.13%。

電力に関する表記の意味に対する輸入機器のメーカーの寛大な態度を知り、また、西洋の標準規格の採用後に、30 W の低周波スピーカー電力を備えた音響システムが、期間中、56 W を超える電力が AC に供給されませんでした。

周波数 25 Hz、電力 25 W では、Kr は補償ユニットのオン/オフで 0.02% と 0.12%、電力 56 W では 0.02% と 0.15% でした。

同時に出力ローパスフィルターを一般的なOOSでカバーする必要性と有効性を検証しました。周波数 25 Hz、電力 56 W で、出力 RL-RC ローパスフィルターの AC ケーブルワイヤの 1 つに直列に接続されます。これは、ウルトラリニア UMZCH に取り付けられているものと同様で、補償器がオンになっている Krオフは0.18％に達します。周波数 30 Hz、電力 56 W で、補正ユニットのオン/オフで Kr 0.02% および 0.06%。 35 Hz の周波数、56 W の電力で、補正ユニットのオン/オフで Kr 0.02% および 0.04%。 56 W の電力で 40 および 90 Hz の周波数では、補正ユニットのオン/オフで Kr は 0.02% および 0.04% であり、60 Hz の周波数では -0.02% および 0.06% です。

結論は明らかです。 AC 端子に非線形信号歪みの存在が観察されます。 AC 端子での信号の直線性の劣化は、70 cm の比較的細いワイヤを含むローパスフィルターの OOS 抵抗でカバーされていない未補償の端子を介して接続すると、明らかに検出されます。 AC に供給される電力に対する歪みレベルの依存性は、AC ウーファーの信号電力と定格電力の比率に依存することを示唆しています。歪みは、共振周波数に近い周波数で最も顕著になります。オーディオ信号の影響に応じてスピーカーによって生成される逆起電力は、UMZCH の出力抵抗と AC ケーブルワイヤの抵抗の合計によって分流されるため、AC 端子での歪みのレベルは、AC 端子の歪みのレベルに直接依存します。これらのワイヤの抵抗とアンプの出力抵抗。

減衰が不十分な低周波スピーカーのコーン自体が倍音を放出し、さらに、このスピーカーは中周波スピーカーが再現する非線形歪みと相互変調歪みの広い尾部を生成します。これは中周波の音の劣化を説明します。

INI の不完全性のために採用された 0.02% のゼロ Kr レベルの仮定にもかかわらず、AC 信号の歪みに対するケーブル抵抗補償器の影響は明確かつ明確に示されています。音楽信号に対する補償ユニットの動作を聞いた後に導かれた結論と機器の測定結果との間には完全な一致があると言えます。

ケーブルクリーナーをオンにすると明らかに聞こえる改善は、AC 端子での歪みがなくなり、ミッドレンジスピーカーから汚れが発生しなくなるという事実によって説明できます。したがって、明らかに、中周波スピーカー、いわゆる2ケーブルスピーカー回路による歪みの再生を軽減または排除することによって可能になります。 LF部とMF-HF部を別のケーブルで接続する「バイワイヤリング」は、シングルケーブル回路に比べてサウンド的に有利です。ただし、2 ケーブル回路では AC 低周波部の端子の歪んだ信号がどこにも消えないため、低周波の自由振動の減衰係数の点で補償回路を備えた回路よりも劣ります。周波数スピーカーコーン。

物理学をだますことはできません。まともなサウンドを得るには、アクティブ負荷を備えたアンプ出力で素晴らしいパフォーマンスを得るだけでは十分ではありませんが、信号をスピーカー端子に送った後に直線性を失わないようにする必要もあります。優れたアンプの一部として、何らかの方式に従って作られた補償器が絶対に必要です。

インテグレーター

DA3 上のインテグレータの効率とエラー削減機能もテストされました。オペアンプ TL071 を備えた UMZCH BB では、出力 DC 電圧は 6 ～ 9 mV の範囲にあり、非反転入力回路に追加の抵抗を含めてもこの電圧を下げることはできませんでした。

周波数依存回路 R16R13C5C6 による深いフィードバックの影響による DC 入力オペアンプの特徴である低周波ノイズの影響は、数ミリボルトの出力電圧の不安定という形で現れます。定格出力電力での出力電圧に対して -60 dB、1 Hz 未満の周波数では、再生不可能なスピーカー。

インターネットでは、保護ダイオード VD1...VD4 の抵抗が低いことが言及されており、分圧器 (R16+R13)/R VD2|VD4 の形成により積分器の動作に誤差が生じると考えられています。逆を確認するには保護ダイオードの抵抗値を考慮して、図のような回路を組み立てました。 6. ここで、反転増幅回路に従って接続されたオペアンプ DA1 は、R2 を介して OOS によってカバーされます。その出力電圧は、テスト対象のダイオード VD2 と保護抵抗 R2 の回路内の電流に比例し、係数は 1 mV です。 /nA、および回路の抵抗 R2VD2 - 係数は 1 mV/15 GOhm です。ダイオードの漏れ電流の測定結果に対するオペアンプのバイアス電圧と入力電流の加算誤差の影響を排除するには、オペアンプの出力の固有電圧と測定された電圧の差のみを計算する必要があります。ダイオードをテストせずに、オペアンプの取り付け後の出力電圧を測定します。実際には、オペアンプの出力電圧が数ミリボルト異なると、15 V の逆電圧でダイオードの逆抵抗値が 10 ～ 15 ギガオーム程度になります。明らかに、リーク電流は、オンの電圧が増加しても増加しません。ダイオードは、オペアンプ積分器と補償器の差電圧の特徴である数ミリボルトのレベルまで減少します。

しかし、ガラスケース内に置かれたダイオードの光電効果特性は、実際には UMZCH の出力電圧に大きな変化をもたらします。 20 cm の距離から 60 W の白熱灯で照らされると、UMZCH 出力の定電圧は 20...30 mV に増加しました。アンプのケース内で同様のレベルの照度が観察される可能性は低いですが、これらのダイオードにペイントを一滴塗布することで、UMZCH モードの照度への依存性が排除されました。シミュレーション結果によると、UMZCH の周波数応答の低下は 1 ミリヘルツの周波数でも観察されません。ただし、時定数 R16R13C5C6 は小さくしないでください。積分器と補償器の出力における交流電圧の位相は逆であり、コンデンサの静電容量または積分器抵抗器の抵抗値が減少すると、その出力電圧が増加すると、積分器の抵抗の補償が悪化する可能性があります。スピーカーケーブル。

アンプの音の比較。組み立てたアンプのサウンドを、いくつかの外国製工業用アンプのサウンドと比較しました。ソースは Cambridge Audio の CD プレーヤーで、最終 UMZCH のサウンドレベルの駆動と調整にはプリアンプが使用され、Sugden A21a と NAD C352 では標準の調整コントロールが使用されました。

最初にテストされたのは、出力 25 W のクラス A で動作する、伝説的で衝撃的で非常に高価な英国製 UMZCH「Sugden A21a」でした。注目に値するのは、VX の付属文書では、英国が非線形歪みのレベルを示さないほうがよいと考えていたことです。彼らは、それは歪みの問題ではなく、精神性の問題だと言います。「Sugden A21a>」は、レベルと明瞭さの両方において同等のパワー、自信、そして低音域での高貴なサウンドで UMZCH BB-2010 に負けました。これは、その回路設計の特徴を考えると驚くべきことではありません。同じ構造のトランジスタ上の 2 段の準対称出力フォロワが、前世紀の 70 年代の回路設計に従って組み立てられ、比較的高い出力抵抗と、出力に接続された電解コンデンサは、総出力抵抗をさらに増加させます。これは後者であり、解決策自体が低および中周波数でのアンプのサウンドを悪化させます。中および高周波数では、UMZCH BB はより高いディテール、透明度、そして優れたシーンの精緻さを示し、歌手や楽器の定位がサウンドによって明確に認識できました。ところで、客観的な測定データと音の主観的な印象の相関関係について言えば、Sugden の競合他社の雑誌記事の 1 つでは、その Kr は周波数 10 kHz で 0.03% のレベルで測定されました。

次もイギリス製アンプNAD C352でした。全体的な印象は同じでした。低音域でのイギリス人の顕著な「バケツ」音には隙がありませんでしたが、UMZCH BBの仕事は完璧であると認められました。密な茂み、羊毛、綿毛を連想させるNADAとは異なり、BB-2010の中高域の音は、一般の合唱団の演奏者の声とオーケストラの楽器の声を明確に区別することができました。 NAD C352 の成果は、より声の高い演奏者、より大きな音量の楽器の聞き取りやすさの効果を明確に表現しました。アンプの所有者自身が述べたように、UMZCH BB のサウンドでは、ボーカリストはお互いに「叫んだりうなずいたり」せず、ヴァイオリンはギターやトランペットと音響パワーで争うことはありませんでしたが、すべての楽器はメロディー全体の音像の中で平和的で調和のとれた「友達」。想像力豊かなオーディオファンによると、UMZCH BB-2010 の高周波音は「細い細いブラシで音を描いているかのよう」です。これらの影響は、アンプ間の相互変調歪みの違いに起因すると考えられます。

Rotel RB 981 UMZCH のサウンドは、低周波数でのパフォーマンスが優れている点を除けば、NAD C352 のサウンドに似ていましたが、BB-2010 UMZCH は、低周波数での AC コントロールの明瞭さにおいて比類のないものであり続けました。中高域の音の透明感と繊細さ。

オーディオマニアの考え方を理解する上で最も興味深かったのは、これら3つのUMZCHよりも優れているにもかかわらず、音に「温かみ」をもたらしてより心地よく、BB UMZCHはスムーズに動作する、という一般的な意見でした。「音に対してニュートラルです。」

日本のデュアル CV1460 は、誰にとっても最も明白な方法で、スイッチを入れた直後に音が聞こえなくなりました。私たちはそれを詳しく聞くことに時間を無駄にしませんでした。その Kr は、低出力で 0.04 ～ 0.07% の範囲でした。

アンプを比較した主な印象は、主な特徴においてはまったく同じでした。UMZCH BB はサウンドにおいて無条件かつ明確にそれらを上回っていました。したがって、さらなるテストは不要であると判断されました。最終的には友情が勝ち、誰もが望んでいたものを手に入れました。サグデン、NAD、ローテルの暖かくソウルフルなサウンド、そして監督によってディスクに録音されたものを聞くためのUMZCH BB-2010です。

個人的には、高忠実度の UMZCH の軽く、クリーンで、非の打ちどころのない、高貴なサウンドが気に入っており、どんな複雑なパッセージも難なく再現します。経験豊富なオーディオマニアである私の友人の言葉を借りると、彼はドラムキットの音を低周波では変化なくプレスのように扱い、中周波ではまるで何もないかのように聞こえ、高周波では絵を描いているようだという。細い筆で音を出します。私にとって、UMZCH BB の緊張感のないサウンドは、カスケードの操作のしやすさと結びついています。

UMZCH VVS-2011 アルティメット版

アンプ仕様：

ハイパワー: 150W/8オーム
高い直線性: 0.0002 – 0.0003% (20 kHz 100 W / 4 Ωにて)

サービスユニットのフルセット:

ゼロ定電圧を維持する
交流線抵抗補償器
電流保護
出力DC電圧保護
スムーズなスタート

電気図

プリント基板のレイアウトは、多くの人気プロジェクトの参加者 LepekhinV (Vladimir Lepekhin) によって実行されました。とてもうまくいきました）。

VVS-2011アンプボード

始動保護装置

ACアンプ保護基板 VVS-2011

VHF VVS-2011 アンプボードは、トンネル換気 (ラジエーターと平行) 用に設計されました。トランジスタUN（電圧増幅器）とVK（出力段）の取り付けが若干難しいため、取り付け/取り外しは、PPの直径約6mmの穴にドライバーを使用して行う必要があります。アクセスがオープンな場合、トランジスタの突起が PP に該当しないため、非常に便利です。基板を少し修正する必要がありました。

アンプ基板

VVS-2011アンプ配線図

新しい PCB で考慮していなかった点の 1 つは、アンプ基板上の保護設定の容易さです。

C25 = 0.1 nF、R42* = 820 オーム、R41 = 1 kオーム。すべての SMD 要素ははんだ面に配置されており、セットアップ時に非常に不便です。 PCB をスタンドに固定し、トランジスタをラジエーターに固定しているボルトを数回緩めたり締めたりする必要があります。

オファー: R42* 820 Ohm は並列に配置された 2 つの SMD 抵抗で構成されます。ここからの提案: 1 つの SMD 抵抗をすぐにはんだ付けし、もう 1 つの出力抵抗オーバーハングを VT10 にはんだ付けし、1 つの出力をベースに、もう 1 つをエミッターに、選択します。適切なもの。わかりやすくするために、それを選択し、出力を SMD に変更しました。

UMZCH VVS-2011 アルティメット版

UMZCH VVS-2011 バージョンこのスキームの究極の作者 Viktor Zhukovsky クラスノアルメイスク

アンプ仕様：
1. 大電力: 150W/8ohm、
2. 高い直線性 - 20 kHz 100 W / 4 オームで 0.000.2...0.000.3%、
サービスユニットのフルセット:
1. ゼロ定電圧を維持します。
2. AC ワイヤの抵抗の補償器、
3. 電流保護、
4. DC出力電圧保護、
5.スムーズなスタート。

UMZCH VVS2011 スキーム

プリント基板のレイアウトは、多くの人気プロジェクトの参加者 LepekhinV (Vladimir Lepekhin) によって実行されました。とてもうまくいきました）。

UMZCH-VVS2011ボード

ULFアンプボード VVS-2011トンネル換気用に設計されました (ラジエーターと平行)。トランジスタUN（電圧増幅器）とVK（出力段）の取り付けが若干難しいため、取り付け/取り外しは、PPの直径約6mmの穴にドライバーを使用して行う必要があります。アクセスがオープンな場合、トランジスタの突起が PP に該当しないため、非常に便利です。基板を少し修正する必要がありました。

新しいソフトウェアでは 1 つの点も考慮していませんでした— アンプ基板に保護を設定すると便利です:

C25 0.1n、R42* 820 オーム、および R41 1k のすべての要素は SMD であり、はんだ側に配置されています。これはセットアップ時にあまり便利ではありません。 PCB をスタンドに固定し、トランジスタをラジエーターに固定しているボルトを数回緩めたり締めたりする必要があります。 オファー： R42* 820 は並列に配置された 2 つの SMD 抵抗で構成されます。ここからの提案は、1 つの SMD 抵抗をすぐにはんだ付けし、もう 1 つの出力抵抗オーバーハングを VT10 にはんだ付けし、1 つの出力をベースに、もう 1 つをエミッタに選択します。適切なもの。選択すると、わかりやすくするために出力を smd に変更します。

ヴィクトル・ジュコフスキー、クラスノアルメイスク、ドネツク地方。

UMZCH BB-2010 は、よく知られた UMZCH BB (高忠実度) アンプのシリーズから新たに開発されたものです [1; 2; 5]。使用された技術ソリューションの多くは、SI Ageev の研究の影響を受けています。。

このアンプは、8 Ω負荷、-3 dB - 0 Hz ... 800 kHzのレベルの小信号周波数帯域、スルーレート出力電圧 -100 V / μs、信号対雑音比および信号/バックグラウンド -120 dB。

アンプの入力には、カットオフ周波数が 1.6 Hz のハイパスフィルター R1C1 があります (図 1)。しかし、モード安定化デバイスの効率により、アンプは最大 400 mV の DC 成分電圧を含む入力信号で動作することができます。したがって、C1 は除外されます。これにより、オーディオファンの永遠の夢であるコンデンサーなしの経路 © が実現し、アンプのサウンドが大幅に向上します。

プリアンプのオペアンプ、ポスト DAC オペアンプは、数ボルトの出力電圧を生成する必要があります。オペアンプのゲインは小さく、20 kHz で 500 ～ 2,000 倍の範囲であるため、これはオペアンプが比較的高い電圧差信号 (LF で数百マイクロボルトから 20 kHz で数ミリボルト) で動作することを示しています。オペアンプの入力段によって生じる相互変調歪み。これらのオペアンプの出力電圧は、通常、OE を備えた回路に従って実行される最後の電圧増幅段の出力電圧に等しくなります。数ボルトの出力電圧は、このステージがかなり大きな入力電圧と出力電圧で動作することを示しており、その結果、増幅された信号に歪みが生じます。オペアンプには、並列接続された OOS と負荷回路の抵抗によって負荷がかかり、場合によっては数キロオームに達することもあり、アンプの出力リピータから最大数ミリアンペアの出力電流が必要になります。したがって、出力段の消費電流が 2 mA 以下である IC の出力リピータの電流変化は非常に大きく、これは増幅信号に歪みをもたらすことも示しています。入力段、電圧増幅段、オペアンプ出力段で歪みが発生する可能性があることがわかります。

特定の周波数における歪み積のレベルは、その周波数の負帰還の深さに比例して減少することが知られています。入力信号が小さいため、アンプが OOS に達する前の低周波数での開回路ゲインは測定できません。計算によれば、負帰還をカバーするために開発された開回路ゲインにより、最大 500 Hz の周波数で 104 dB の負帰還深さを達成できます。 10 kHz から始まる周波数の測定では、周波数 10 kHz で OOS の深さが 80 dB、20 kHz で 72 dB、50 kHz で 62 dB、周波数 200 kHz で 40 dB に達することが示されています。 kHz。図 2 は、UMZCH VV-2010 と、比較のために、複雑さが同様の UMZCH Leonid Zuev の振幅周波数特性を示しています。

直列電源を備えた異なる構造のトランジスタの差動段 VT1、VT2 で抵抗値 1 kΩ の線形化抵抗 R17 を使用すると、オペアンプ DA1 の出力電圧のコレクタ電流 VT2 への変換の直線性が次のように増加します。深さ 40 dB のローカルフィードバックループを作成します。これは、エミッタ自体の抵抗 VT1、VT2 の合計 (それぞれ約 5 オーム) と抵抗 R17 を比較するか、熱電圧 VT1、VT2 の合計 (約 50 mV) と抵抗 R17 の両端の電圧降下を比較するとわかります。 5.2～5.6Vまで。

電圧増幅器の出力段は、ベース接地回路に従って接続されたトランジスタ VT3 で構成されており、カスケードの出力回路から入力回路への信号の侵入を排除し、安定性を高めます。 OB 段は、トランジスタ VT5 の電流発生器と出力段の入力抵抗に負荷され、最大 13,000 ～ 15,000 倍の高い安定したゲインを生成します。抵抗 R26 の抵抗の半分になるように抵抗 R24 の抵抗を選択すると、静止電流 VT1、VT2 と VT3、VT5 が等しくなることが保証されます。 R24、R26は、アーリー効果（コレクタ電圧に応じたp21eの変化）を低減するローカルフィードバックを提供し、アンプの初期直線性をそれぞれ40 dBと46 dB増加させます。出力段の電圧よりも 15 V 高いモジュロ高い別の電圧で UN に電力を供給すると、トランジスタ VT3、VT5 の準飽和の影響を排除できます。これは、コレクタとベースが接続されたときの p21e の減少として現れます。電圧は 7 V を下回ります。

3 段の出力フォロワはバイポーラトランジスタを使用して組み立てられており、特別なコメントは必要ありません。出力トランジスタの静止電流をケチってエントロピー © と戦おうとしないでください。 250 mA 未満であってはなりません。著者のバージョンでは - 320 mA。

電流保護ユニットは、負荷の短絡時の出力トランジスタの損傷を防ぎます。電流センサーは抵抗 R53 ～ R56 と R57 ～ R60 で十分です。これらの抵抗を通るアンプ出力電流の流れにより電圧降下が発生し、分圧器 R41R42 に加えられます。しきい値よりも大きい値の電圧によりトランジスタ VT10 が開き、そのコレクタ電流によってトリガーセル VT8VT9 の VT8 が開きます。このセルはトランジスタが開いた状態で安定状態に入り、HL1VD8 回路をバイパスして、ツェナーダイオードを流れる電流をゼロに減らし、VT3 をロックします。 VT3 ベースから小さな電流で C21 を放電するには、数ミリ秒かかる場合があります。トリガーセルがトリガーされると、HL1 LED の電圧によって 1.6 V に充電された C23 の下側プレートの電圧が、正の電源バスからの -7.2 V のレベルから -1.2 V のレベルまで増加します 1 、このコンデンサの上部プレートの電圧も 5 V に増加します。C21 は抵抗 R30 を介して C23 に急速に放電され、トランジスタ VT3 がオフになります。その間に、VT6 が開き、R33 を介して R36 が VT7 を開きます。 VT7 はツェナーダイオード VD9 をバイパスし、R31 を介してコンデンサ C22 を放電し、トランジスタ VT5 をオフにします。バイアス電圧が供給されなければ、出力段のトランジスタもオフになります。

トリガーを初期状態に戻し、UMZCH をオンにするには、SA1 の「プロテクトリセット」ボタンを押します。 C27 は VT9 のコレクタ電流によって充電され、VT8 のベース回路をバイパスして、トリガセルをロックします。この瞬間までに緊急事態が解消され、VT10 がロックされている場合、セルはトランジスタが安定して閉じた状態になります。 VT6、VT7 が閉じられ、基準電圧がベース VT3、VT5 に供給され、アンプは動作モードに入ります。 UMZCH 負荷の短絡が続くと、コンデンサ C27 が SA1 に接続されている場合でも、保護が再び作動します。この保護は非常に効果的に機能するため、補正を設定する作業中に、非反転入力に触れることにより、小さなはんだ付け接続のためにアンプの電源が数回遮断されました。結果として生じる自己励起により出力トランジスタの電流が増加し、保護機能によりアンプがオフになりました。この大雑把な方法は一般論として推奨できませんが、電流保護機能があるため、出力トランジスタに悪影響を与えることはありませんでした。

ACケーブル抵抗補償器の動作。

真実を文書化するための研究はほとんど行われていません。 GZ-118 発電機から、AC の共振周波数の領域で多くの周波数が UMZCH BB-2010 に供給され、電圧はオシロスコープ S1-117 によって制御され、AC 端子の Kr は次のように測定されました。 INI S6-8、図 4。抵抗 R1 は、制御線と共通線の間で補償器入力を切り替えるときに補償器入力への干渉を避けるために取り付けられています。実験では、長さ3m、芯線断面積6平方メートルの一般的に市販されているACケーブルを使用しました。また、Acoustic Kingdom の周波数範囲 25 ～ 22,000 Hz、公称インピーダンス 8 オーム、公称電力 90 W の GIGA FS II スピーカーシステムも含まれます。

残念ながら、C6 ～ 8 の高調波信号アンプの回路設計には、OOS 回路で大容量の酸化物コンデンサが使用されています。これにより、これらのコンデンサの低周波ノイズがデバイスの低周波分解能に影響を及ぼし、低周波分解能が低下します。 GZ-118 からの周波数 25 Hz の Kr 信号を C6-8 から直接測定すると、機器の読み取り値は 0.02% の値付近で変動します。補償器の効率を測定する場合、GZ-118 発電機のノッチフィルターを使用してこの制限を回避することはできません。 2T フィルターの同調周波数の多くの離散値は、低周波数では 20.60、120、200 Hz に制限されており、関心のある周波数で Kr を測定することはできません。したがって、仕方なく0.02％という水準を基準であるゼロとして受け入れた。

輸入機器のメーカーが出力に関する表記の意味に対して寛容な態度を示したこと、また、西洋規格の採用後にサブウーファー出力 30 W の 35AC-1 スピーカーシステムが S-90 に変わったことの素晴らしさを思い出すこと、56 W を超える長期電力が AC に供給されませんでした。

周波数 25 Hz、電力 25 W では、Kr は補償ユニットのオン/オフで 0.02% と 0.12%、電力 56 W では 0.02% と 0.15% でした。

INI の不完全性のために採用された 0.02% のゼロ Kr レベルの仮定にもかかわらず、AC 端子での信号歪みに対するケーブル抵抗補償器の影響は明確かつ明確に示されています。音楽信号に対する補償ユニットの動作を聞いた後に導かれた結論と機器の測定結果との間には完全な一致があると言えます。

インテグレータ。

インターネットには、保護ダイオード VD1...VD4 の抵抗が低いことが記載されており、分圧器 (R16+R13)/R VD2|VD4 の形成により積分器の動作に誤差が生じると考えられています。 . . 保護ダイオードの逆方向抵抗を確認するために、図1の回路を組み立てました。 6. ここで、反転増幅回路に従って接続されたオペアンプ DA1 は、R2 を介して OOS によってカバーされ、その出力電圧は、テスト対象のダイオード VD2 と保護抵抗 R2 の回路内の電流に 1 mV/ の係数で比例します。 nA、および回路の抵抗 R2VD2 - 係数は 1 mV/15 GΩ です。ダイオードの漏れ電流の測定結果に対するオペアンプのバイアス電圧と入力電流の加算誤差の影響を排除するには、オペアンプの出力における固有電圧の差のみを計算する必要があります。、ダイオードをテストせずに測定したもの、および取り付け後のオペアンプの出力の電圧。実際には、オペアンプの出力電圧が数ミリボルト異なると、15 V の逆電圧でダイオードの逆抵抗値が 10 ～ 15 ギガオーム程度になります。明らかに、リーク電流は、オンの電圧が増加しても増加しません。ダイオードは、オペアンプ積分器と補償器の差電圧の特徴である数ミリボルトのレベルまで減少します。

アンプの音の比較。組み立てたアンプのサウンドを、いくつかの外国製工業用アンプのサウンドと比較しました。ソースは Cambridge Audio CD プレーヤーで、Radiotekhnika UP-001 プリアンプは最終 UMZCH のサウンドレベルの駆動と調整に使用され、Sugden A21a と NAD C352 は標準の調整コントロールを使用しました。

文学

1. Sukhov I. 高忠実度のUMZCH。「ラジオ」、1989年、第6号、55-57ページ。 No.7、57-61ページ。

2. マイクロコントローラー制御システムを備えた最新の要素ベースの Ridiko L. UMZCH BB。『ラジオホビー』、2001年、第5号、52-57ページ。 No.6、50-54ページ。 2002 年、第 2 号、53-56 ページ。

3. Ageev S. 徹底した環境保護を備えたスーパーリニア UMZCH「Radio」、1999 年、No. 10...12。「ラジオ」、2000年、第1号。 2; 4…6; 9…11。

4.ズエフ。環境保護と並行してL. UMZCH。『ラジオ』、2005 年、第 2 号、14 ページ。

5. Zhukovsky V. なぜ UMZCH (または「UMZCH VV-2008」) の速度が必要なのですか? 『ラジオホビー』、2008年、第1号、55-59ページ。 No.2、49-55ページ。

モバイルテクノロジーのすべて

UMZCH VVS-2011 バージョン このスキームの究極の作者 Viktor Zhukovsky クラスノアルメイスク

関連記事

UMZCH VVS-2011 バージョンこのスキームの究極の作者 Viktor Zhukovsky クラスノアルメイスク