Hybryda SOHA 2 dla słuchawek, a symulacje FFT w LTSpice

Problematyka audiofilska oraz zagadnienia dotyczące NIELAMPOWEGO sprzętu audio.

Moderatorzy: gsmok, tszczesn, Romekd, Einherjer, OTLamp

Zasilacz anodowy

56v
2
18%
109V
1
9%
170V
1
9%
200V
1
9%
220V
1
9%
250V
5
45%
 
Liczba głosów: 11

TokRa
50...74 posty
50...74 posty
Posty: 71
Rejestracja: czw, 2 lipca 2020, 11:23

Re: Hybryda SOHA 2 dla słuchawek, a symulacje FFT w LTSpice

Post autor: TokRa »

A jaka jest funkcja tego kondensatora w układzie?
Przy tak dobranym punkcie pracy kondensator 100u bardzo zniekształca dolną połówkę sinus.
Jest strona, gdzie można sprawdzić, jaki spodziewany prąd popłynie w danym punkcie pracy:
https://www.vtadiy.com/loadline-calcula ... alculator/

ECC82 jest IMHO w miarę liniowa od początku charakterystyki. Przez rezystor katodowy nie płynie większy prąd jak 3mA.
Pomiar na oscyloskopie wykonany przez Romana też wykazuje zniekształcenie dolnego przebiegu dla 32R.

http://ww.forum-trioda.pl/download/file ... &mode=view
Załączniki
2024-01-30_012157.jpg
elektrolit-100u.jpg
elektrolit-100u-bez.jpg
Awatar użytkownika
Marek7HBV
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 3924
Rejestracja: wt, 1 grudnia 2015, 19:26

Re: Hybryda SOHA 2 dla słuchawek, a symulacje FFT w LTSpice

Post autor: Marek7HBV »

Wzmacniacz słuchawkowy, który ma poprawnie pracować z opornościami 32 -600 omów, winien dostarczać napięcie wyjściowe w zakresie 1:20 przy zadawalających parametrach jakościowych. Wykonanie go, a następnie obsługa jednym potencjometrem jest praktycznie niemożliwa. Trzeba się zdecydować na typ słuchawek, lub projektować wersję z przełączaniem. :D
Ola Boga
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 698
Rejestracja: ndz, 24 lipca 2022, 15:06

Re: Hybryda SOHA 2 dla słuchawek, a symulacje FFT w LTSpice

Post autor: Ola Boga »

TokRa pisze: wt, 30 stycznia 2024, 01:30
A jaka jest funkcja tego kondensatora w układzie?
Przy tak dobranym punkcie pracy kondensator 100u bardzo zniekształca dolną połówkę sinus.
Dolną połówkę zniekształca lampa, a nie kondensator. Usunięcie kondensatora powoduje zmniejszenie tego zjawiska, ale nie wiesz dlaczego, ponieważ nie zadałeś sobie trudu sprawdzenia jaka jest jego funkcja w układzie.
Punkt pracy jest kuriozalny, co widać w załączniku. To trochę tak, jakbyś w dużej sali balowej stanął przy samej ścianie, po czym narzekał, że obijasz się w tańcu, szczególnie z jednej strony (w dolnej połówce sinusa konkretnie)...
TokRa
50...74 posty
50...74 posty
Posty: 71
Rejestracja: czw, 2 lipca 2020, 11:23

Re: Hybryda SOHA 2 dla słuchawek, a symulacje FFT w LTSpice

Post autor: TokRa »

Dolną połówkę zniekształca lampa, a nie kondensator. Usunięcie kondensatora powoduje zmniejszenie tego zjawiska, ale nie wiesz dlaczego, ponieważ nie zadałeś sobie trudu sprawdzenia jaka jest jego funkcja w układzie.
Punkt pracy jest kuriozalny, co widać w załączniku. To trochę tak, jakbyś w dużej sali balowej stanął przy samej ścianie, po czym narzekał, że obijasz się w tańcu, szczególnie z jednej strony (w dolnej połówce sinusa konkretnie)
Dziękuję Ola Boga za motymowanie mnie do poszukiwań poprawy zniekształceń jakie wnosi pierwsza lampa. Być może to one są potrzebne w lampowym audio.
To co wynika z moich poszukiwań w symulacji:
- dolna połówka triody jak pisał Ola Boga, sama wnosi zniekształcenie przebiegu sinus 1kHz jako lampa. Wielkość tego zniekształcenia wynika z doboru rezystorów w tym układzie SRPP oraz wielkości napięcia zasilacza anodowego;
- najmniejsze zniekształcenia sinus 1kHz występują gdy dla ECC82 stosujemy algorytm: wielkość napięcia zasilacza anodowego - ta liczba powinna pomóc w doborze wielkości rezystorów stopnia SRPP, czyli jak mamy zasilacz na 150V to rezystory SRPP to 150R, a gdy mamy zasilacz anodowy 250V to najlepiej dobierać rezystory w okolicy 250R dla SRPP. Wtedy sinus 1kHz był najmniej masakrowany.

- przy obciążeniu układu słuchawkami o niskiej impedancji dodanie kondensatora elektrolitycznego 100uF zawsze powoduje zniekształcenia dolnej połówki sinus, więc ja bym go nie chciał w tym układzie, chyba że to te zniekształcenia mają być fajne do odsłuchów :mrgreen:

- rezystor katodowy drugiej lampy 6N6P powinien mieć wartość od 2k7 do 6k8, przy czym im większa rezystancja to większe wzmocnienie, lecz przekroczenie wartości 6k8 to wprowadzenie większych zniekształceń.
- kondensatorek 100pF czasami ma spory wpływ na to, czy wielkość drugiej harmonicznej jest wyższa do trzeciej, czy odwrotnie.

Topologia takiego układu lamp (na innych lampach) jest znana od dawna w Internecie - schemat Classic.
Pozostają tylko eksperymenty odsłuchowe dla cierpliwych pod podłączone konkretne słuchawki o danej impedancji, bo jak napisał Marek - z każdym innym obciążeniem ten układ zachowa się inaczej, czyli wszystko powinno być "strojone" pod konkretne słuchawki.

Teraz pozostaje już sprawdzić w symulacjach inne sprawdzone schematy wzmacniaczy słuchawkowych OTL. Dziękuję za inspirujące wskazówki.
Załączniki
CLASSIC1-SCH.jpg
250v-150R-100uF.jpg
250v-150R-bez100uF.jpg
Ola Boga
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 698
Rejestracja: ndz, 24 lipca 2022, 15:06

Re: Hybryda SOHA 2 dla słuchawek, a symulacje FFT w LTSpice

Post autor: Ola Boga »

TokRa pisze: śr, 31 stycznia 2024, 10:52To co wynika z moich poszukiwań w symulacji:
Ola Boga pisze: pn, 29 stycznia 2024, 23:56Wciąż mam wrażenie, że zmieniasz, dodajesz albo usuwasz elementy, nie za bardzo wiedząc jaka jest funkcja każdego z nich...
I zniechęca mnie to do dalszej dyskusji, bo ja już trzecią stronę piszę "zastanówmy się co robi dany element, żeby wiedzieć czego się spodziewać, gdy będziemy nim manewrować", a Ty konsekwentnie odpowiadasz "zmieniam jego wartość w symulacji i wychodzi X", mając absolutnie w nosie zasadę działania układu :(
TokRa
50...74 posty
50...74 posty
Posty: 71
Rejestracja: czw, 2 lipca 2020, 11:23

Re: Hybryda SOHA 2 dla słuchawek, a symulacje FFT w LTSpice

Post autor: TokRa »

ja już trzecią stronę piszę "zastanówmy się co robi dany element
Nie irytuj się proszę, bo dla mnie cenne są wszelkie wskazówki, natomiast jako IT mając ogarnięty LTSpice czuję się niczym uczeń czarnoksiężnika, mogąc testować różne topologie lampowe bez lutowania i realnego oscyloskopu.

Mogłeś napisać na wprost, że układ SRPP nawet na ECC82 daje za duże wzmocnienie. Te wzmocnienie sygnału wejściowego staje się odpowiednio większe w zależności o wielkości pojemności kondensatora elektrolitycznego w katodzie - we wzmacniaczu SA to był ten 100uF. Jak go odcinałem, miałem mniejsze wzmocnienie i mniejsze zniekształcenia.

Po jego dodaniu wzrasta wzmocnienie, co skutkuje silnym przesterem i przez to sygnał sinus traci dolną połówkę.
Są dwa rozwiązania - osłabienie wzmocnienia uzyskiwanego na pierwszej lampie, obniżenie zasilania - i tu ECC82 często pracuje w niskich warunkach zasilania - przykład tu, gdzie punkt pracy lampy ECC82 był wybrany poniżej 12V :roll: :
http://electronics-diy.com/class-a-12au ... lifier.php
Lepszym rozwiązaniem okazało się wymienienie lamp na sowieckie niskonapięciowe paluszki, które całkiem ładnie zachowują się w symulacji w tej konfiguracji, generując już lampowe FFT z niezłym rozkładem harmonicznych - i nie mam tu już problemu zbyt dużego wzmocnienia, co zniekształcało przebiegi dla niskoomowych słuchawek. Kuszą już wykonaniem testowego prototypu, bo akurat mam takie lampy, a ECC82 są bardzo drogie.

Sporo ciekawych informacji znalazłem do dalszych badań z symulacjami na starej stronie:
https://headwizememorial.wordpress.com/ ... amplifier/

Dziękuję i pozdrawiam
Awatar użytkownika
hellcat
250...374 postów
250...374 postów
Posty: 260
Rejestracja: pn, 13 listopada 2023, 12:11
Lokalizacja: BUD/WAW

Re: Hybryda SOHA 2 dla słuchawek, a symulacje FFT w LTSpice

Post autor: hellcat »

TokRa pisze: czw, 1 lutego 2024, 00:05 natomiast jako IT mając ogarnięty LTSpice czuję się niczym uczeń czarnoksiężnika, mogąc testować różne topologie lampowe bez lutowania i realnego oscyloskopu.
No i wszystko jasne.
Üdv
Macska
Awatar użytkownika
hellcat
250...374 postów
250...374 postów
Posty: 260
Rejestracja: pn, 13 listopada 2023, 12:11
Lokalizacja: BUD/WAW

Re: Hybryda SOHA 2 dla słuchawek, a symulacje FFT w LTSpice

Post autor: hellcat »

Ola Boga pisze: pn, 29 stycznia 2024, 23:56Wciąż mam wrażenie, że zmieniasz, dodajesz albo usuwasz elementy, nie za bardzo wiedząc jaka jest funkcja każdego z nich..
I zniechęca mnie to do dalszej dyskusji, bo ja już trzecią stronę piszę "zastanówmy się co robi dany element, żeby wiedzieć czego się spodziewać, gdy będziemy nim manewrować", a Ty konsekwentnie odpowiadasz "zmieniam jego wartość w symulacji i wychodzi X", mając absolutnie w nosie zasadę działania układu :(
I nie dziwię Ci się.
Żeby nie było, przeczytałem wątek od początku do końca i mam nieodpartą wrażenie, że :arrow: TokRa uważa, że na podstawie symulowanej FFT ktoś powie co i jak. To nie tak, symulacja na kompie jest bardzo pomocna czasami, ale do tego trzeba podchodzić z rezerwą. Jest to pomoc, tylko i wyłącznie.
TokRa pisze: czw, 18 stycznia 2024, 22:47 Pytanie do praktyków ogarniających Fast Fourier Transformation FFT - czyli o taką część teoretyczną:
Czy na podstawie własnego doświadczenia z FFT, możecie wybrać własnym zdaniem najbardziej korzystne napięcie anodowe, dające teoretycznie najlepszą lampową jakość audio? Chcę teraz zaprojektować normalny zasilacz anodowy, a to też kwestia zakupu trafa.
Nie znam człowieka w Układzie Słonecznym, który powiedziałby na podstawie tych FFT co trzeba zmienić na schemacie, żeby uzyskać audiofilski Święty Gral. Tym bardziej, że to tylko symulacja a nie rzeczywiste pomiary.
Wiem na pewno, że na którymś FFT trzecia harmoniczna na poziomie -38dB przy sinusie 1kHz nie wróży nic dobrego.
Ale to jest tylko moja subiektywna opinia i wcale nie muszę mieć rację :wink:
Życie wytrwałości w szukaniu Świętego Grala audio :wink:
Üdv
Macska
Ola Boga
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 698
Rejestracja: ndz, 24 lipca 2022, 15:06

Re: Hybryda SOHA 2 dla słuchawek, a symulacje FFT w LTSpice

Post autor: Ola Boga »

TokRa pisze: czw, 1 lutego 2024, 00:05Są dwa rozwiązania - osłabienie wzmocnienia uzyskiwanego na pierwszej lampie, obniżenie zasilania
To dam Ci jeszcze jedną podpowiedź.
Akurat ja też robię wzmacniacz na ECC82. W załączniku przebieg na wyjściu. Oscyloskop jest ustawiony na 2V/dz z sondami x10, czyli mamy 20V na działkę, a więc amplituda sygnału sięga 80V. Jak widzisz sygnał nie jest idealny, ale nie jest też "zmasakrowany".

Jak myślisz, dlaczego w twoim układzie ECC82 nie może wydusić z siebie 4V sygnału, a w moim bez problemu wystawia na wyjściu 80V?
Załączniki
20240130_203658[1].jpg
Awatar użytkownika
Marek7HBV
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 3924
Rejestracja: wt, 1 grudnia 2015, 19:26

Re: Hybryda SOHA 2 dla słuchawek, a symulacje FFT w LTSpice

Post autor: Marek7HBV »

TokRa pisze: czw, 1 lutego 2024, 00:05

Mogłeś napisać na wprost, że układ SRPP nawet na ECC82 daje za duże wzmocnienie. Te wzmocnienie sygnału wejściowego staje się odpowiednio większe w zależności o wielkości pojemności kondensatora elektrolitycznego w katodzie - we wzmacniaczu SA to był ten 100uF. Jak go odcinałem, miałem mniejsze wzmocnienie i mniejsze zniekształcenia.

Po jego dodaniu wzrasta wzmocnienie, co skutkuje silnym przesterem i przez to sygnał sinus traci dolną połówkę.
Są dwa rozwiązania - osłabienie wzmocnienia uzyskiwanego na pierwszej lampie, obniżenie zasilania - i tu ECC82 często pracuje w niskich warunkach zasilania - przykład tu, gdzie punkt pracy lampy ECC82 był wybrany poniżej 12V :roll: :
http://electronics-diy.com/class-a-12au ... lifier.php
Lepszym rozwiązaniem okazało się wymienienie lamp na sowieckie niskonapięciowe paluszki, które całkiem ładnie zachowują się w symulacji w tej konfiguracji, generując już lampowe FFT z niezłym rozkładem harmonicznych - i nie mam tu już problemu zbyt dużego wzmocnienia, co zniekształcało przebiegi dla niskoomowych słuchawek. Kuszą już wykonaniem testowego prototypu, bo akurat mam takie lampy, a ECC82 są bardzo drogie.

To właśnie efekt podejścia z nieodpowiedniej strony do rozwiązania problemu technicznego. Po pierwsze należy ustalić jakie typy żródeł sterujących i jakie będą potencjalne napięcia tychże {poziomy napięć wyjściowych podawane sa w instrukcjach producenta}, a następnie jakie słuchawki {wartość oporności i skuteczności} maja być realnie stosowane. Dopiero to pozwoli wybrać/zaprojektować układ dopasowany do oczekiwań, a widmo i symulacje to tylko dekoracja {także wrażenia subiektywne wieńczące dzieło}. W praktyce zdażają się rozwiązania uniwersalne, ale zawsze wymagają przełączników i czasem nie są optymalne. :D
TokRa
50...74 posty
50...74 posty
Posty: 71
Rejestracja: czw, 2 lipca 2020, 11:23

Re: Hybryda SOHA 2 dla słuchawek, a symulacje FFT w LTSpice

Post autor: TokRa »

Dopiero to pozwoli wybrać/zaprojektować układ dopasowany do oczekiwań, a widmo i symulacje to tylko dekoracja {także wrażenia subiektywne wieńczące dzieło}.
Nie tak do końca.
Jest bardzo dobrze rozwijający się symulator obwodów elektronicznych - QSPICE - działająca beta
https://www.qorvo.com/design-hub/design ... ive/qspice

- napisany przez autora LTspice, co pozwala na implementację modeli używanych w LTspice - choć jest z tym nieco więcej pracy, bo wszystkie klocki do zabawy trzeba sobie w większości samemu zaprojektować - jest kilka tutoriali na youtube.
By sprawnie budować symulacje w QSPICE, warto mieć opanowane podstawy z LTspice.
Gdy zbudowałem w Qspice model z oryginalnego schematu SOHA2, wnosił on spore zniekształcenia już w torze lampowym i tym samym w tranzystorowym.

Źródłem problemu okazało się źle dobrane źródło prądowe w katodach stopnia lampowego.
Wykonałem kilka symulacji, gdzie po uproszczeniu układu nowy model badany wykazuje chyba najbardziej rokujące możliwości.
To tylko propozycja dla ryzykantów myślących o wykonaniu własnej hybrydy na bazie SOHA2, bo według oryginalnego pierwotnego schematu wykonania nie polecam. Jeśli już, to tam w katodach musi być inne lepsze źródło prądowe. Również sprzężenie w postaci rezystora 10K w oryginale sporo psuje.

Na moim schemacie wzmocnienie stopnia lampowego zależy od wartości rezystora R2 Dobierać eksperymentalnie według zastosowywanych lamp. Dwa razy wyższa rezystancja niż 18K to ok. dwa razy wyższe wzmocnienie ze stopnia lampowego i na wyjściu, więc jak będzie zbyt cicho, to można R2 zwiększyć dla większego wzmocnienia, ale wtedy nieco rośnie trzecia harmoniczna. Jak będzie za głośno, to R2 można zmniejszyć.

Rezystor R7 powinien być dobierany, ma wpływ na zero dc offset na gniazdku słuchawkowym i raczej ma bardzo niewielką wartość w modelowym układzie, rzędu kilku omów - w modelu R7=3R daje 2uV stałego na gniazdku, ale większy niż 10R wnosi w modelu spore zniekształcenia.
Załączniki
SOHA2B-SCH.jpg
SINUS-1VPP-1KHZ.jpg
FFT-SOCHA2B-MOD-BY-TOKRA.jpg
Awatar użytkownika
Marek7HBV
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 3924
Rejestracja: wt, 1 grudnia 2015, 19:26

Re: Hybryda SOHA 2 dla słuchawek, a symulacje FFT w LTSpice

Post autor: Marek7HBV »

TokRa pisze: ndz, 18 lutego 2024, 00:10

Rezystor R7 powinien być dobierany, ma wpływ na zero dc offset na gniazdku słuchawkowym i raczej ma bardzo niewielką wartość w modelowym układzie, rzędu kilku omów - w modelu R7=3R daje 2uV stałego na gniazdku, ale większy niż 10R wnosi w modelu spore zniekształcenia.
I wlaśnie dlatego symulacje są niewiele warte, jeśli symulujemy pracę czegoś tam :roll: . :D
Awatar użytkownika
hellcat
250...374 postów
250...374 postów
Posty: 260
Rejestracja: pn, 13 listopada 2023, 12:11
Lokalizacja: BUD/WAW

Re: Hybryda SOHA 2 dla słuchawek, a symulacje FFT w LTSpice

Post autor: hellcat »

No i druga harmoniczna na imponującym poziomie ok -30dB, to na pewno będzie "lampowe" brzmienie :wink:
Üdv
Macska
TokRa
50...74 posty
50...74 posty
Posty: 71
Rejestracja: czw, 2 lipca 2020, 11:23

Re: Hybryda SOHA 2 dla słuchawek, a symulacje FFT w LTSpice

Post autor: TokRa »

No i druga harmoniczna na imponującym poziomie ok -30dB, to na pewno będzie "lampowe" brzmienie
Jaki poziom powinien być oczekiwany dla lampowego brzmienia?
Zmieniając obciążenie ze słuchawek 32 om, na 300 om, podnosząc też zasilanie, druga harmoniczna schodzi do ok. -40dB.

Czy macie gdzieś wzorcowe FFT dobrych wzmacniaczy lampowych? Dzięki.
TokRa
50...74 posty
50...74 posty
Posty: 71
Rejestracja: czw, 2 lipca 2020, 11:23

Re: Hybryda SOHA 2 dla słuchawek, a symulacje FFT w LTSpice

Post autor: TokRa »

Nie było odpowiedzi, to złożyłem model popularnego w USA wzmacniacza słuchawkowego o nazwie Bootlehead na ECC82 i 6080, idealnego dla słuchawek HD600 o impedancji 300 om.
Druga harmoniczna dla tych słuchawek wypada na poziomie -20db.
Załączniki
FFT-ECC82-6080.jpg
SCH-BOOTLEHEAD-1A-ECC82-6080.jpg
SIN-ECC82-6080.jpg
ODPOWIEDZ