Wysokoefektywny tweeter w kolumnie aktywnej

**misiomor** · 23 Września 2017

Widziałem go, ale jakbym miał stosować już w praktyce to tylko TPL150. 100dB to zaleta, ale w układzie aktywnym to może być wada w przypadku współpracy z głośnikami o dużo niższej skuteczności. Ze względu na brak tłumienia (dzielnik redukujący) pomiędzy wzmacniaczem a głośnikiem szumy elektroniki, która znajdzie się za regulatorem (końcówki mocy), będą bardziej eksponowane tj. o wartość różnicy do najmniej skutecznego głośnika w zestawie. Najlepiej dobierać głośniki z podobną skutecznością (różnica nie więcej niż 3 dB). U mnie ten głośnik musiałby być zredukowany o około 8 dB. To dużo. Ewentualnie można dać dzielnik klasyczny pomiędzy głośnikiem a wzmacniaczem, ale tracimy wtedy zalety połączenia aktywnego choć w przypadku głośnika wysokiego pewnie nie będzie to odczuwalne zwłaszcza że przebieg charakterystyki impedancji tego głośnika jest bardzo płaski.

100dB efektywność tweetera można chytrze wykorzystać w układzie aktywnym - jeżeli zależy nam na maksymalizacji jego zalet.

Jeżeli średniak ma przykładowo 92dB, nawet w przypadku chęci zachowania SPL chwilowego można zredukować moc końcówki napędzającej tweeter 6-krotnie. Średniak rzadko potrzebuje więcej niż 100W (bo woofery trzeba by wtedy napędzać 600W albo i więcej - ich efektywność kosztuje w rozmiarach obudowy) dlatego taki wysokoefektywny tweeter można pędzić wzmacniaczem nawet i 16W. A to daje naprawdę duże możliwości w dziedzinie przykładowo unikania wielostopniowych końcówek o wątpliwej stabilności w sprzężeniu zwrotnym, silnie ograniczanych biegunem dominującym na samej górze.

Przenikanie zakłóceń można ograniczyć zarówno wzmocnieniem w zamkniętej pętli (i tak potrzebnym dla dopasowania poziomów SPL), jak i starannym projektem PCB skoro wzmacniacz mógłby być minimalistyczny z racji niewielkiej mocy.

**Lech36** · 23 Września 2017

Przenikanie zakłóceń można ograniczyć zarówno wzmocnieniem w zamkniętej pętli (i tak potrzebnym dla dopasowania poziomów SPL), jak i starannym projektem PCB skoro wzmacniacz mógłby być minimalistyczny z racji niewielkiej mocy.

W kolumnach w których ta Beyma miałaby zamienić tego w/w Audaxa mam cały tor wzmocnienia i rozdziału analogowy. Jestem zwolennikiem równych wzmacniaczy na wszystkich gałęziach zwrotnicy. Mam tam trzystopniowe końcówki mocy (8 tranzystorów w strukturze podstawowej - bardzo proste) o mocy 200W/4 i 140/8 w technice mosfet (tylko symetryczne wzmacniacze różnicowe są na bipolarach - mosfety się nie sprawdziły). Duże rezerwy dają wysoki headroom na ewentualne impulsy, które sporadycznie odnotowałem na płytach (pisałem już o tym). Może 200W/4 to dla sekcji wysoko-tonowej za dużo, ale 100W to już, moim zdaniem, wartość całkiem optymalna, choć oczywiście teoretycznie można mniej i też powinno być dobrze. To przyjemne jest wiedzieć, że można z głośnością dojść do granicy bólu i wszystko jest pod kontrolą (spotkałem się z takim efektem na koncercie P. Gabriela w Poznaniu, dawno temu), choć oczywiście nie wykorzystuje się takich możliwości zbyt często. W tym moim zestawie ograniczeniem jest głośnik średnio-tonowy, który ma moc programową 150W (nominalna 70W). Chodzi mi po głowie taki układ dwudrożny z TPL150 i dwoma lub czterema 8 lub 10 calówkami, aktywny o skuteczności min 96 dB, ale nie mam już weny twórczej do dalszych eksperymentów. Chyba idzie starość ;-). Można by takim zestawem zrobić niezłą zawieruchę przy bardzo wysokich właściwościach jakościowych (audiofilskich), ale po co przecież w domu najczęściej to niskie poziomy. Otoczenie nie pozwoli na głośność koncertową. Chyba że w domu jednorodzinnym po wysłaniu żony na plotki lub wczasy ;-). Same problemy z tym audiofilstwem ;-).

**misiomor** · 23 Września 2017

Jestem zwolennikiem równych wzmacniaczy na wszystkich gałęziach zwrotnicy.

No to nie dostaniesz najlepszego możliwego dźwięku w systemie aktywnym. Dla mnie właśnie możliwość zróżnicowania końcówek mocy w takim systemie byłaby głównym argumentem za aktywnością. "Wół roboczy" na bas, "koń wyścigowy" na górę.

Konstruktorzy wzmacniaczy stają na uszach żeby dostać jako tako działające sprzężenie zwrotne w najwyższej oktawie, dają różne kompensacje dwubiegunowe, cały czas balansując na ostrzu noża żeby nie wylądować z niestabilnością. Kompensacja dwubiegunowa pozwoliła np. wypadać nieco lepiej w modnych ostatnio testach intermodulacji sygnałem 19kHz + 20kHz. Co z tego jeżeli jej dobroczynny wpływ kończy się niewiele wyżej, i przykładowo wysokoczęstotliwościowy szum formatów bądź przetworników DA sigma delta właściwie nie jest korygowany sprzężeniem zwrotnym i intermodulacja wrzuca go w pasmo słyszalne.

Moc i szybkość to niestety próby godzenia ognia z wodą - większa PCB to więcej problemów z elementami pasożytniczymi, co zresztą znajduje odbicie w cenach hi-endowych pieców.

Wzmacniacz 15W dla tweetera 100dB to można zrobić jako dwustopniowy, co jak wiadomo dość radykalnie pomaga na oscylacje. Dla odmiany w stopniach niższych dróg problemy z biegunem dominującym i brakiem sprzężenia zwrotnego na górze odpadają, bo filtry aktywne wycinają problematyczne pasmo.

**Lech36** · 23 Września 2017

Konstruktorzy wzmacniaczy stają na uszach żeby dostać jako tako działające sprzężenie zwrotne w najwyższej oktawie, dają różne kompensacje dwubiegunowe, cały czas balansując na ostrzu noża żeby nie wylądować z niestabilnością.

Też to przeszedłem :-). Pisałem już o tym ze szczegółami. Wzmacniacz wysoko-tonowy w systemie analogowym ma na impulsowym sygnale 200 W całkowitą stabilność na obciążeniu rzeczywistym (głośnik). W otwartej pętli sprzężenia globalnego też jest stabilny do pełnej mocy.

Moc i szybkość to niestety próby godzenia ognia z wodą - większa PCB to więcej problemów z elementami pasożytniczymi, co zresztą znajduje odbicie w cenach hi-endowych pieców.

Zgadza się, dobór kondensatorów kompensujących w sprzężeniu zwrotnym i na końcówkach tranzystorów mocy zajął mi sporo czasu, może nawet ponad rok, oczywiście nie non stop. Typy kondensatorów też mogą zaskakiwać. To często rosyjskie bezindukcyjne kondensatory od rosyjskich radiostacji. Do takich, dawno temu jak powstawał układ, miałem dostęp i je zastosowałem za radą kolegów z PG.

Wzmacniacz 15W dla tweetera 100dB to można zrobić jako dwustopniowy,

15W to moim zdaniem za mało, ale oczywiście do większości nagrań dostępnych na rynku w warunkach domowych wystarczy.

**misiomor** · 23 Września 2017

Też to przeszedłem :-). Pisałem już o tym ze szczegółami. Wzmacniacz wysoko-tonowy w systemie analogowym ma na impulsowym sygnale 200 W całkowitą stabilność na obciążeniu rzeczywistym (głośnik). W otwartej pętli sprzężenia globalnego też jest stabilny do pełnej mocy.

Bardzo dobrze że jest stabilny, jednak ma on również bardzo słabe sprzężenie zwrotne w okolicach 50kHz, gdzie są szumy sigma delta. Wzmocnienie w pętli otwartej jest niewiele większe niż w zamkniętej.

Odpuszczenie z mocy mogłoby pozwolić na zrobienie wzmacniacza radykalnie lepszego pod względem ilości dostępnego sprzężenia zwrotnego na górze, zwłaszcza jakby udało się rozsądnie zredukować ilość stopni wzmocnienia - aż do 2-stopniowej klasy A.

15W to moim zdaniem za mało, ale oczywiście do większości nagrań dostępnych na rynku w warunkach domowych wystarczy.

Pisałem o 15W w kontekście tweetera 100dB. Jeżeli współpracujący średniotonowiec ma przykładowo 92dB, wtedy 15W końcówki tweetera jest całkowicie równoważne 100W w napędzie średniotonowca pod względem SPL szczytowego.

**Lech36** · 24 Września 2017

Bardzo dobrze że jest stabilny, jednak ma on również bardzo słabe sprzężenie zwrotne w okolicach 50kHz, gdzie są szumy sigma delta. Wzmocnienie w pętli otwartej jest niewiele większe niż w zamkniętej.

Dlaczego ? W otwartej pętli sprzężenia globalnego pasmo przekracza 40 kHz.

aż do 2-stopniowej klasy A.

W warunkach domowego słuchania wzmacniacz wysokich rzadko opuszcza klasę A, mimo że to klasa AB. Oczywiście w systemie z analogowym wzmocnieniem.

Pisałem o 15W w kontekście tweetera 100dB. Jeżeli współpracujący średniotonowiec ma przykładowo 92dB, wtedy 15W końcówki tweetera jest całkowicie równoważne 100W w napędzie średniotonowca pod względem SPL szczytowego.

To prawda.

**misiomor** · 25 Września 2017

Dlaczego ? W otwartej pętli sprzężenia globalnego pasmo przekracza 40 kHz.

Tylko że bezwzględna wartość wzmocnienia jest wtedy mała. Widziałem różne wynalazki tego typu, np. z lokalnymi sprzężeniami zwrotnymi typu stopień końcowy w układzie Sziklai'ego. Braki w łącznym sprzężeniu zwrotnym na górze są zawsze.

W warunkach domowego słuchania wzmacniacz wysokich rzadko opuszcza klasę A, mimo że to klasa AB. Oczywiście w systemie z analogowym wzmocnieniem.

Nawet w takim układzie ograniczenie mocy końcówki pozwala zyskać na jakości. Można wszak obniżyć napięcia zasilające i zwiększyć prąd spoczynkowy. Moc wydzielana w tranzystorach będzie ta sama, a klasa A głębsza. Na dodatek obniżenie zasilania można wykorzystać do jego lepszej stabilizacji. Skoro wysokotonówka na 100% nie potrzebuje dużej mocy z racji efektywności 100dB, projektowanie do niej końcówki 100W jest strzelaniem sobie w stopę. Tyle okazji do poprawienia dźwięku, a zamiast tego dostajemy tylko większe ryzyko uszkodzenia tweetera w razie jakiejś awarii.

**Lech36** · 25 Września 2017

Tylko że bezwzględna wartość wzmocnienia jest wtedy mała.

Dlaczego mała ? Zbliżona do tej w niższych fragmentach pasma.

Braki w łącznym sprzężeniu zwrotnym na górze są zawsze.

Z tego powodu jestem zwolennikiem dosyć płytkiego sprzężenia globalnego i sprzężeń lokalnych, choć dla wysokich w układzie aktywnym nie miałbym zastrzeżeń do wzmacniacza bez sprzężenia globalnego.

Można wszak obniżyć napięcia zasilające i zwiększyć prąd spoczynkowy. Moc wydzielana w tranzystorach będzie ta sama, a klasa A głębsza

To prawda, ale czy klasa A to panaceum na wszystkie bolączki ? W tej klasie jest więcej legendy marketingowej niż rzeczywistej jakości. To oczywiście tylko moje zdanie.

Skoro wysokotonówka na 100% nie potrzebuje dużej mocy z racji efektywności 100dB, projektowanie do niej końcówki 100W jest strzelaniem sobie w stopę.

To fakt, przy takiej skuteczności pojawiają się nowe możliwości.

**misiomor** · 25 Września 2017

Dlaczego mała ? Zbliżona do tej w niższych fragmentach pasma.

Mała w kontekście wysokiego wzmocnienia pętli sprzężenia zwrotnego. Naprawdę tęgie głowy kombinują nad tym problemem, i jeszcze nikt go nie rozwiązał porządnie - jak skorzystać z zalet sprzężenia zwrotnego na górze. Przynajmniej jeżeli trzymamy się koncepcji mocnego wzmacniacza pełnopasmowego. Problem doszedł aż do rezygnacji i ucieczki w klasę D z jej charakterem radiostacji emitującej smog dużej mocy.

Z tego powodu jestem zwolennikiem dosyć płytkiego sprzężenia globalnego i sprzężeń lokalnych, choć dla wysokich w układzie aktywnym nie miałbym zastrzeżeń do wzmacniacza bez sprzężenia globalnego.

Przy małej mocy można pokusić się o wzmacniacz ze sprzężeniem globalnym z prawie że tak krótką ścieżką sygnału jak sprzężenia lokalne.

To prawda, ale czy klasa A to panaceum na wszystkie bolączki ? W tej klasie jest więcej legendy marketingowej niż rzeczywistej jakości. To oczywiście tylko moje zdanie.

Sporo pomiarów pokazuje że coś w niej jest - wyjście wzmacniacza (takiego w którym nie dominują zniekształcenia przejścia przez zero) z klasy A często wiąże się ze zwiększeniem zniekształceń, a co najgorsze zmianą ich charakteru.

**Lech36** · 25 Września 2017

Przy małej mocy można pokusić się o wzmacniacz ze sprzężeniem globalnym z prawie że tak krótką ścieżką sygnału jak sprzężenia lokalne.

Zapewniam że nie ma takiej konieczności, chyba że zależy nam na absolutnym mistrzostwie technicznym. W domenie słuchu to mistrzostwo, moim zdaniem, będzie bez znaczenia, ale takie starania o ile nie są zbyt kosztowne popieram.

Sporo pomiarów pokazuje że coś w niej jest - wyjście wzmacniacza (takiego w którym nie dominują zniekształcenia przejścia przez zero) z klasy A często wiąże się ze zwiększeniem zniekształceń, a co najgorsze zmianą ich charakteru

Wzmacniacz w klasie AB też w zasadzie nie generuje takich zniekształceń. Są głęboko poniżej progów percepcji czyli dla nas mało istotne.

Problem doszedł aż do rezygnacji i ucieczki w klasę D z jej charakterem radiostacji emitującej smog dużej mocy.

Używam wzmacniaczy w klasie D w jednym z systemów i nie zauważyłem "smogu". Możliwe że niezbyt mocno się starałem ;-).

LubMich · 25 Września 2017

Używam wzmacniaczy w klasie D w jednym z systemów i nie zauważyłem "smogu". Możliwe że niezbyt mocno się starałem ;-).

Zaczyna śnieżyć na telewizorze..

**misiomor** · 25 Września 2017

Wzmacniacz w klasie AB też w zasadzie nie generuje takich zniekształceń. Są głęboko poniżej progów percepcji czyli dla nas mało istotne.

Bardzo subiektywne stwierdzenie. Ja widziałem już ileś pomiarów wzmacniaczy budowanych wg. recepty z płytkim globalnym sprzężeniem zwrotnym i wysoko sięgającym pasmem w otwartej pętli - i co ciekawe wielokrotnie pojawiał się wzrost zniekształceń powyżej kilku W, z komentarzem że jest to związane z wyjściem z klasy A. Widmo zniekształceń też się wtedy zmienia, przez dojście do głosu wyższych harmonicznych.

**Lech36** · 25 Września 2017

Zaczyna śnieżyć na telewizorze..

A te zasilacze impulsowe które są w telewizorze, dlaczego nie powodują śnieżenia ? Przecież są w środku. Mam trzy TV i żaden nie śnieży. Mam też dużo urządzeń z zasilaczami impulsowymi i nawet jak wszystkie włączę to na wyjściu urządzeń audio i na ekranach TV nie da się odnotować żadnej zmiany.

Ja widziałem już ileś pomiarów wzmacniaczy budowanych wg. recepty z płytkim globalnym sprzężeniem zwrotnym i wysoko sięgającym pasmem w otwartej pętli - i co ciekawe wielokrotnie pojawiał się wzrost zniekształceń powyżej kilku W, z komentarzem że jest to związane z wyjściem z klasy A

A na jakim poziomie był ten wzrost zniekształceń ?

**misiomor** · 25 Września 2017

A na jakim poziomie był ten wzrost zniekształceń ?

Był na niskim poziomie, jednak jego kształt sugerował że będzie więcej wyższych harmonicznych, co jest zawsze nieciekawe w kontekście radzenia sobie z szumami sigma delta.

Sam uważam wiele wzmacniaczowych świętości takich jak właśnie pasmo mocy, Slew Rate i inne takie trochę za sztukę dla sztuki w kontekście pasma formatów cyfrowych (analogowych zresztą też), jednak wysokoczęstotliwościowy szum sigma delta i ew. zakłócenia wysokiej częstotliwości sprawiają że deficyt sprzężenia zwrotnego na górze nie jest takim znowu problemem nad którym można zwyczajnie przejść do porządku dziennego.

LubMich · 26 Września 2017

A te zasilacze impulsowe które są w telewizorze.

Taki niby żart wpisałem.. zasilacz impulsowy jak będzie siał to znacznie powyżej częstotliwości słyszalnych.. a bliżej nadawanych kanałów... a sieją zazwyczaj te złej jakości...