АудиоПортал ИНФО

Источником вдохновения послужила замечательная работа коллеги, «Измерение АЧХ и THD программой SpectraPlus ч1 и ч2».
viewtopic.php?f=9&t=2542&start=0#p62137
С помощью этого мануала, наконец-то смог понять принципы работы с программой SpectraPLUS, которая в представлении не нуждается.
Для обычных измерений параметров УНЧ (и не только), возможностей программы более чем достаточно.
Внешний терминал для звуковой карты (ЗК), с легкой руки автора, получил название «коробочка». Предназначен для подключения к PCI sound card дектопа. Было понятно, что без него (неё) о серьезной работе не может быть и речи, если есть желание выполнять измерения с минимальными шумами. Что и было сделано. viewtopic.php?f=9&t=2542&start=20#p62211
Схема «коробочки»

Теперь ближе к теме.
Однажды коллега привел график зависимости THD УНЧ в теме viewtopic.php?f=9&t=870&start=20#p25815
Увлекся этой идеей. Хотелось проверить, насколько она коррелирует с расчетами по формулам из книг.
Самая популярная у самодельщиков звучит примерно так: для 100мА тока первичной обмотки ТВЗ, нужен зазор 0,1мм для ПЛ железа или 0,05мм для Ш (ШЛ).

Многие знают известную формулу из учебника С.Н. Кризе:

Д. Андроников в статье «Выходной трансформатор - почти просто, но не дешево» приводит другие расчеты:

Начало измерений АЧХ SE УНЧ на лампах 10Ж12С – 300В оказалось не очень.. Дикие искажения на выходе УНЧ (при уровне 0дБ). Нестабильная АЧХ, которая менялась от одного измерения к другому..
Сначала мучился, не мог понять в чем дело. Потом дошло. Всему виной – неудачная схема и режимы драйвера 10Ж12С.
Значит его нужно убрать и заменить другим источником сигнала для 300В. В конце концов, какая разница, чем «качать» лампу, если мы измеряем параметры ТВЗ ? (который был рассчитан и намотан для неё).
В итоге схема макета для измерений обрела такой вид:

А теперь надо остановиться и сделать правильные настройки ЗК в ОС Windows7, а также программы SpectraPLUS.
Чтобы много не расписывать – сделал скриншоты настроек.
Для лучшего понимания, крайне рекомендую прочитать статью «Измерение АЧХ и THD программой SpectraPlus ч1 и ч2».

продолжение следует..

_________________
Есть только МИГ, между прошлым и будущим.
Именно он, называется ЖИЗНЬ...

Настройки в программе:

Микшер громкости. Важный элемент. Обязательно отключить Системные звуки, а также закрыть программы, видимые в микшере, кроме SpectraPLUS.

Далее. Подключил провода «коробочки» к испытуемому УНЧ, точнее, к макету для измерений (см. схему выше)

Options > Settings. Dual Channel Options (Stereo only) – Both Left and Right. Чтобы видеть левый и правый канал одновременно.

Выбрал нужные утилиты: Signal Generator, THD и Peak Frequency.

Тумблер S1 коробочки в положении 2 (SC). У меня он всегда в этом положении, так как тестировать одновременно два канала нет необходимости.

Макет для измерений пока обесточен.

В Signal Generator выбрал 1kHz Tone для обоих каналов , Avg – 10. Нажал кнопку Run.
Получил картинку.

Открыл Микшер громкости. Перемещением ползунков Динамики и SpectraPLUS установил уровень 1кГц в 0дБ. От их взаимного положения зависит уровень THD. Подобрал минимально возможный.
При этом, шкала Hanning левого канала не должна быть красной!
Нажал – Stop.
Больше Микшер громкости не трогал. Тракт для измерений настроен и вмешательства не требует.

Включил питание макета для измерений. РГ усилителя на минимум !!!
Включил генератор. Регулятором громкости усилителя установил уровень 1кГц правого канала в 0дБ.
Не забываем смотреть шкалу Hanning. Красного быть не должно.

Вот теперь увидел нормальный спектр выходного каскада на 300В. Не идеален, есть куда «паяльник приложить», но для экспериментов с зазором ТВЗ это не важно. Вернее, в данном случае можно пренебречь.

Далее, выполнил калибровку в программе. Галка на Enable Calibration, нажал Measure Reference Signal, затем OK
продолжение следует..

_________________
Есть только МИГ, между прошлым и будущим.
Именно он, называется ЖИЗНЬ...

И только теперь можно приступить к измерениям.

Это читать мою писанину и смотреть картинки долго. А на деле, все гораздо быстрее )))
Все шаги измерений расписывать не вижу смысла. Краткие выводы, подкрепленные скриншотами.

1. THD каскада на средних и высоких частотах, практически не зависит от зазора в сердечнике ТВЗ. Некоторые коллеги будут не согласны. Говорят, слышно разницу на СЧ, больше «воздуха» в звуке. Не знаю. Цифры вещь упрямая.. Могу лишь предположить, что уменьшая искажения на НЧ, мы меняем общий тональный баланс, который приводит к таким «эффектам» в звучании.
Измерения на частоте 1кГц при разных зазорах. 0,01мм – технологический зазор между «подковами» ПЛ сердечника (прокладки нет).

Измерения на частоте 10кГц при разных зазорах. Оказалось достаточным измерить THD с прокладкой 0,1мм и без неё.

Измерения THD каскада на частоте 20Гц расставили точки над i.

SpectraPLUS реагирует на каждые 0,01мм, добавляемые в зазор. Но более наглядный интервал 0,02мм.

Казалось бы, при токе первичной обмотки 60мА достаточно сделать зазор 0,06мм по формуле «самодельщика».
Либо 0,15мм – посчитал по формуле Кризе.

Но измерения показали, что зазор 0,11мм и 0,15мм на THD не влияет. Зато влияет на АЧХ. Об этом будет ниже.
Должен уточнить, что выводы сделаны для конкретного трансформатора, на конкретном «железе».
На других сердечниках, при другой конструкции ТВЗ, результаты измерений могут быть иными.

Цель моего опуса – донести, что не надо бояться интерфейса программы SpectraPLUS. Не надо лениться работать с ней, полагаясь только на формулы из книг и учебников. Хлопоты с изготовлением «коробочки» и проводов – будут оправданы результатами.. с лихвой.

А теперь «вишенка на торте». Измерения АЧХ.
Настройки для измерений АЧХ подробно показаны в статье «Измерение АЧХ и THD программой SpectraPlus ч1 и ч2». Повторяться не буду.
Наилучшие результаты для данного ТВЗ получил с прокладкой 0,1мм между ПЛ «подковами». Увеличение зазора от 0,11мм до 0,15мм показало ухудшение, спад на НЧ.
Зазор 0,1мм при токе первичной обмотки 60мА оказался наиболее оптимальным, при наименьших THD каскада.

Для полной картины, следует показать измерения индуктивности первичной обмотки ТВЗ. С подмагничиванием и без.

Без подмагничивания, индуктивность первичной обмотки ТВЗ 18Гн. (UT-612: 0,6в 100Гц)

Способ измерения «из розетки», популярный среди самодельщиков. О котором также упоминает Е. Васильченко:

продолжение следует..

_________________
Есть только МИГ, между прошлым и будущим.
Именно он, называется ЖИЗНЬ...

При напряжении на первичной обмотке ТВЗ 220в, ток 25мА. Индуктивность получилась 28Гн. Нет. Такой «точности» мне не нужно..

У автора есть другой, более правильный способ измерения индуктивности первичной обмотки трансформатора, в однотактном каскаде УНЧ.
Как то уже упоминал о нем на форуме.. тогда у меня получился ярко выраженный резонанс и удалось посчитать индуктивность с высокой точностью.
Технология измерений на странице автора:

Не знаю причины, но с этим ТВЗ (и в данном каскаде) метод Е. Васильченко не сработал. Резонанс выражен плохо. К тому же, расчетная индуктивность оказалась зависимой от емкости шунтирующего конденсатора. Разница измерений (с последующим расчетом Lx), с конденсаторами 0,1 мкф и 0,15мкф была очевидной.

Что делать?

Вспомнил о брошюре И. Бабайцева, в которой он предложил альтернативный вариант. Я его когда-то пробовал. Но результаты измерений заводских дросселей, с известными индуктивностями, оказались не точными. И я его забросил. А зря.. Причину сообщу ниже.
Моя схема, с небольшими упрощениями, которые не влияют на точность измерений

Внимание. Не забываем о гальванической связи с «розеткой 220в» !
Либо ставить на входе развязывающий трансформатор. Либо работать аккуратно (в хб перчатках, на резиновом коврике, на трезвую голову.. нужное подчеркнуть )))

Проверил все заводские дроссели и ТВЗ, с известной индуктивностью. Точность подсчета в пределах 10% , что нормально для «совпрома».

Теперь мой ТВЗ (виновник торжества). Миллиамперметр ПОСТОЯННОГО тока. ЛАТРом установил ток 60мА. Щупы скопа ADS 1042CML (вместо вольтметров ПЕРЕМЕННОГО напряжения). Режим измерения ~U(RMS).
Напомню, зазор между «подковами» 0,1мм. Измерял при разном токе, от 10 до 100мА.

Результаты подсчитал (Ima – Lx)
10мА – 13,5Гн, 20мА – 16,9Гн, 40ма – 17,9Гн, 60ма – 16,7Гн, 80мА – 13,1Гн и 100мА – 10,6Гн.

Достоверность не вызывает сомнений. Способ измерения беру за основу.

А теперь ВАЖНЫЙ момент.
Когда заменил осциллограф обычными мультиметрами, типа DT-832, цифры напряжений U(L) и U(R) заметно разбежались. Перепробовал все доступные «гаджеты», в сравнении с В3-38. Более менее точно, измерил напряжение 100Гц только один «китаец», в паспорте которого есть заветная надпись «TRUE RMS».
Отсюда вывод – в домашней лаборатории такой прибор обязан быть.

Не зря ТВЗ называют клубком компромиссов…

Уфф.. Коллеги, теперь готов ловить помидоры

_________________
Есть только МИГ, между прошлым и будущим.
Именно он, называется ЖИЗНЬ...

Сергей, очень сбивают с толку переходы со слов "зазор" на "прокладка".
Уточните, пожалуйста, зазор в 0,1 мм - это ведь у ПЛ железа будут прокладки толщиной по 0,05 мм? У вас всё так?

_________________
Андрей

Андрей. Прошу извинить, мою терминологию..
В моем случае, зазор между "подковами" ПЛ сердечника 0,1мм. То есть по одной прокладке этой толщины с каждой стороны. Для ШЛ, будет 4 прокладки толщиной 0,05мм, для расчетного зазора 0,1мм. Надеюсь не ошибся.. меня тут напрягли проблемой, далекой от форума.

_________________
Есть только МИГ, между прошлым и будущим.
Именно он, называется ЖИЗНЬ...

Не, если зазор 0,1 мм, то и у ПЛ и у ШЛ прокладки, укладываемые на все места разъединений должны быть по 0,05 мм. Если же делать только по одной прокладке "на подкову", тогда да, её толщтна равна зазору.

Сходил, сейчас, посмотрел описание к программе "Tube TransCalc" - вроде всё так и есть:

_________________
Андрей

Я не согласен с цитатой, но дело не в ней.
Графики на картинке download/file.php?id=16533&mode=view получены с парами прокладок, из бумаги разных сортов, суммарная толщина которых соответствует указанным цифрам.
То есть зазоры, между частями подков ПЛ сердечника, равны 0,1 - 0,08 - 0,06 и т.д. миллиметров, вплоть до технологических, когда прокладок нет вообще.
И в данном случае, совсем не важно, "как назвать горшок - лишь бы в печь не ставили".
Представьте, что у меня нет микрометра, и толщину бумаги я определяю "на глаз" или "на ощупь". Но нахожу толщину, которая идеально подходит по максимуму АЧХ и минимуму THD.
Важно ли мне знать точный размер? Когда можно поставить и забыть..
Не могу подобрать нужных слов, чтобы донести свои мысли. Косноязычие..

_________________
Есть только МИГ, между прошлым и будущим.
Именно он, называется ЖИЗНЬ...

Да, понятно - в данном эксперименте можно опытным путём выбрать то, что больше нравится.

_________________
Андрей

Я бы сказал, что программно-аппаратным способом, можно выбрать наиболее оптимальный режим, не прибегая к зачастую противоречивым и неточным расчётам. И не только при подборе толщины прокладки. «То, что больше нравится», выбирается обычно на слух или методом тыка и не всегда будет нравиться другим.
PS
Недавно где то писал, что THD измеренные для этой картинки:
download/file.php?id=4644&mode=view
снимались относительно 1 кГц. Судя по измерениям АРСЕНАЛ, измерения таки проводились мной на низкой частоте. Давно было, 7 лет прошло, подводит память.

Да. Я у вас спрашивал viewtopic.php?f=9&t=2542&start=20#p62217
Ваш ответ и подтолкнул, провести измерения THD на разных частотах.

_________________
Есть только МИГ, между прошлым и будущим.
Именно он, называется ЖИЗНЬ...

зазор в твз нужно подбирать только на низких частотах. какой 1 кгц?? ставьте 28-32 Гц и смотрите форму синуса. при чем практика показывает, что правильно подобранный зазор для одного железа, не годится для другого типа железа при том же токе.
я определяю величину зазора так: ставлю маленькую прокладку (тонкую бумажку) и с ноля поднимаю ток через вых.лампу до тех пор пока не появится искажение синуса. например при зазоре 0,06мм искажение приходит на токе 50 ма. а мне надо 100ма. то я просто ставлю две таких бумажечки) и проверяю изменение КНИ при увеличении зазора.

недавно в унч на 6п36с закинул в зазор бумажечку 0,1мм. зазор получился 0,2мм. железка ШЛ. по всем формулам шалина-манакова-бокарева-сергеева и прочих богов - должно было хватить бумажки 0,1мм. ан нет! проверка показала, что насыщение приходит на 50ма. а мне надо 100ма. пришлось ставить больше зазор.

_________________
меня Алексеем зовут.

Где здесь говорилось о подборе зазора на 1 кГц? И что Вы смотрите, форму синуса или всё таки КНИ?

Зависимость THD от зазора
download/file.php?id=16532&mode=view
и зависимость АЧХ на НЧ
download/file.php?id=16533&mode=view
два критерия, на которые я ориентируюсь.

ну так расскажите подробнее о проверке и каким образом определяете уровень насыщения.

_________________
Есть только МИГ, между прошлым и будущим.
Именно он, называется ЖИЗНЬ...

так тут и рассказывать нечего. крутите смещение выходной лампы и смотрите как меняется форма сигнала. при большом подмагничивании будет асиметрия вых.сигнала и большие кни.
вы один раз у себя сделайте эту процедуру на трансе с маленьким зазором и все станет понятно. изменением смещения найдите предел по току, при котором синус будет еще более-менее симметричен.

логика такая: чем больше ток через лампу - тем больше ее линейность и глубже класс А. но при этом чем больше ток - тем меньше линейность транса из-за подмагничивания. потому если мы увеличиваем ток лампы и у нас падают КНИ - это хорошо, но может в какой-то момент КНИ перестанут падать и начнут расти... это может быть либо достигнут предел по допустимому подмагничиванию, или ушла идеальная приведенка, в связи с изменившимся внутр.сопр. лампы. так вот в этот момент мне лучше смотреть на синус, а не кни. при увеличении подмагничивания и гармоники попрут вверх, но мне удобнее на синус смотреть в такой момент.

_________________
меня Алексеем зовут.

Током можно докрутиться до того, что электроды отвалятся. Есть предельно допустимые режимы и оптимальные, определяемые ВАХ. Более правильным, я считаю метод подбора толщины прокладки на оптимальном токе. После подбора, можно поиграться током в небольших пределах.
Отклонение синуса от идеальной формы, напрямую влияет на КНИ. Даже небольшие изменения Кг, отлично видно на спектре. А вот изменения Кг, к примеру от 5 до 9% download/file.php?id=16532&mode=view, Вы наврядли увидите на синусе.

lepic2008. Несколько раз внимательно прочитал ваше сообщение..
Если кратко - у меня нет намерения поменять ваши убеждения. Для этого существует книги известных авторов.
Но за каждым вашим утверждением, просится аббревиатура имхо (imho). Иначе "боги",

будут пожимать плечами, в лучшем случае.. или "отлучат от паяльника".
Вы советовали:

Я же привел картинку download/file.php?id=16532&mode=view
где (в правом нижнем углу), зазора практически нет. Что ещё нужно понять?
Встречное предложение.
Попробуйте сделать эту процедуру на трансе, который включён в анодную цепи лампы с АВТОМАТИЧЕСКИМ смещением.
Какова будет асимметрия и насколько большИми станут кни?

Уточните, пожалуйста. Вы гармоники тоже скопом смотрите?

_________________
Есть только МИГ, между прошлым и будущим.
Именно он, называется ЖИЗНЬ...

Обязательно попробую. Раньше этого не делал.

_________________
Есть только МИГ, между прошлым и будущим.
Именно он, называется ЖИЗНЬ...

да знаю я все это... и спектролаб есть у меня и лицензия на Шмелева. и всем этим я пользуюсь постоянно.
безусловно, для точной подгонки работы драйвера или приведенки выходника - лучше пользоваться спектром и кни/имд. а для поиска рабочего тока под текущий зазор - мне синуса достаточно. да, это грубо, но этого и достаточно. нужно один раз увидеть как влияет на изменение синуса анодное напряжение или ток подмагничивания, и все станет понятно.

_________________
меня Алексеем зовут.

я написал уже, что нужно понять. нужно транс взять с маленькой прокладкой и изменением тока получить искривление синуса.если искривление синуса не получите - значит уменьшайте прокладку или увеличивайте ток. ищите точку, где синус станет несимметричным. две клетки сверху, три - снизу (например).
я не дома счас. а то показал бы на примере какого-либо транса.
тип смещения не имеет значение. если вам удобнее менять величину тока автоматом - меняйте. мне удобнее фиксированным. перед нами в этот момент не стоит задача проверить работу транса в разных режимах работы вых лампы. у нас задача только увидеть искажения связанные с подмагничиванием.

_________________
меня Алексеем зовут.