Hybryda SOHA 2 dla słuchawek, a symulacje FFT w LTSpice

[TokRa]

Planując wykonać wzmacniacz słuchawkowy według pomysłu A.C. o nazwie Soha 2, nauczyłem się symulować układy triodowe w LTSpice.
Na forum Audiostereo było w ostatnim dwudziestoleciu kilka forumowych realizacji tego słuchawkowca.

W obwodzie symulowanym z modelem 6N1P, układ wzmacnia niemal idealnie sygnał sinusa w pełnym zakresie akustycznym i dla różnych napięć anodowych.
Na forum konstruowano Sohę 2 początkowo zasilając ją z powielacza dającego 56V napięcia anodowego, a potem testowano inne wyższe zasilania anodowego z różnymi zasilaczami i różne triody.

Układ tej hybrydy jest o tyle łatwy, że dla wielu zastosowywanych różnych triod wykazuje jak pokazuje symulacja dużą tolerancję dla różnej wielkości napięcia anodowego.
Dla wejścia 1kHz i poziomie 1Vpp - daje na wyjściu od ponad 3Vpp dla słuchawek od 70 ohm, bo słuchawki o niższej impedancji wnoszą już widoczne zniekształcenia. Słuchawki wysokoomowe 250 ohm/300 ohm i 600ohm - jest idealnie w symulacji.

Pytanie do praktyków ogarniających Fast Fourier Transformation FFT - czyli o taką część teoretyczną:
https://www.nti-audio.com/en/support/kn ... nsform-fft

LTSpice pozwala generować wykres FFT dla symulowanego obwodu - a ten zmienia się dla różnych napięć anodowych.

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.

[Marek7HBV]

A w sumie do czego tu ta lampa ma służyć?

[brencik]

Prawdopodobnie jako element wzmacniający sygnał

[TokRa]

A w sumie do czego tu ta lampa ma służyć?

W momencie kiedy udało mi się zacząć zabawę z LTSpice, zacząłem bawić się symulacjami słuchawkowych OTL, i Soha jest jedną z nielicznych słuchawkowych hybryd, która w symulacjach wnosi najmniejsze zniekształcenia.
Wymaga oczywiście pewnych zmian w stosunku do podstawowego schematu jaki załączyłem, ale idea pozostaje ta sama.
Końcówka tranzystorowa ma na tyle wysoką impedancję wejściową, że dla różnych konfiguracji lamp na wejściu i zmian punktów pracy - generalnie pozwala podłączyć wysokoomowe słuchawki, w sumie wszystkie poza 32om.

Poza tym jest chwalona i ładnie wygląda

[Einherjer]

Niczym się dla mnie te wykresy z FFT nie różnią, ale może nie mam dostatecznego poziomu doświadczenia z FFT Nie wiem na jakich równaniach bazuje Twój model lampy, w przypadku tych bardziej uproszczonych nie ma co się przywiązywać do uzyskanych w symulacji wartości THD (dla tych lepszych też nie). Kolejna sprawa jest taka, że tu większy wpływ może mieć prąd spoczynkowy niż napięcie. Z podanymi na schemacie wartościami źródło prądowe w stopniu wejściowym może maksymalnie dać 3 mA, czyli 1,5 mA na lampę. 6N1P może lubić więcej. Pobaw się po prostu http://www.trioda.com/tools/triode.html Celowałbym w napięcia w okolicy 100 V, ale tutaj nie ma sztywnej reguły. Trzeba tylko pomyśleć, czy wtedy Q1 i Q2 nie poczują się niekomfortowo przy przesterowaniu, albo innym stanie przejściowym i może na wszelki wypadek zamienić je na 2N5401, które tolerują wyższe napięcia. Dla nieskoomowych słuchawek większe znaczenie będzie miał pewnie prąd spoczynkowy Q6, klasa A lubi ciepełko, a z dobrym radiatorem, da się te 3 - 4 W na BD139 wydzielić.

[TokRa]

Niczym się dla mnie te wykresy z FFT nie różnią

Usunąłem katodowe źródło prądowe dając rezystor katodowy i zmodyfikowałem anodowe źródło prądowe.
Według symulacji tracimy na nim około 5V przy maksymalnym prądzie anodowym 1.5mA na rezystorze 4k7 na anodzie pierwszej triody dla 6n1p. Czy to wygląda sensownie?

Wpisując do symulacji dyrektywę:
;ac dec 10 1 1Meg
otrzymujemy wykres FFT dużo bardziej przejrzysty bez mało ciekawego zakresu.

I teraz ciekawostka - zmiana napięcia zasilacza anodowego nawet o 5V, ma w kolejnych symulacjach bardzo duży wpływ na wygląd wykresu FFT.
A według teorii - ekspert potrafi po tej charakterystyce określić audiofilską jakość audio.
Wniosek - od dokładnego zasilania anod może dużo zależeć, gdy zależy nam na audiofilskiej jakości.

Dla tej symulacji zasilacz anodowy mający 166V daje chyba najlepszą FFT?

Nadal dla mnie pozostaje wiele niewiadomych oraz to, jak powinna wygląda idealna audiofilska lampowa charakterystyka FFT dla lampowej hybrydy.

[brencik]

Jeżeli od napięcia zasilania zależą w tak mocny sposób parametry wzmacniacza to jest coś gruuubo nie tak...

[Marek7HBV]

Symulacja pomaga, ale nie jest w pełni wiarygodna. Pomiary wykonanego wzmacniacza {i odsłuch} pokażą prawdę. Widoczna zawartość kolejnych harmonicznych faktycznie pozwala ocenić ,,lampowość,, parametrów. A wykonanie zasilacza anodowego w tym przypadku jest dość proste i przy tak niewielkim poborze prądu można zrobić stabilizator z zakresem 50-200 V . Pozwoliłoby to na żywca testować różne rozwiązania. Eksperymenty z słuchawkami o dużych rozpiętościach oporności i skuteczności wymagają elastyczności układu.

[TokRa]

Pozwoliłoby to na żywca testować różne rozwiązania.

Bawię się symulacjami różnych obwodów lampowych, łącząc je z Sohą, co pozwala na stosowanie słuchawek od 62R.
Mając pomiary dokonane przez kolegę Romand i fakt, że przeanalizował on pracę wzmacniacza Sinus Audio:
http://ww.forum-trioda.pl/viewtopic.php?t=35799
oraz fakt, że to układ na lampach ECC82 i 6N6P, zaprojektowałem podobny wzmacniacz w LTSPICE.
Z uwagi na spore zniekształcenia dla impedancji niskoomowej, połączyłem mój projekt z Sohą.
Jest lepiej - 1khz - 1vpp - różne zasilania dla 62R - choć układ po pewnych kolejnych modyfikacjach na pewno ma jeszcze spory potencjał, by działać lepiej.
Generalnie dla różnych napięć zasilania napięcia anodowego zawsze działa od ponad 150V. Dla niższego zasilania mocno zniekształca.

Jedynym więc wskaźnikiem potencjalnej jakości jest wykres FFT projektu - który zależy od zasilania anodowego oraz od wielkości obciążenia różnymi słuchawkami. Z każdymi różnymi słuchawkami będzie on działać z dużym prawdopodobieństwem inaczej, osiągając swoistą synergię lub nie.

Kwestią otwartą pozostanie zagadka, jakie anodowe miał testowany wzmacniacz przez Romana i dla jakich zniekształceń będzie on tym lampowym "kompresorem" audio dla melomana, jak testowany wzmacniacz firmy Sinus - więc tak jak radzi Marek - konieczne są odsłuchy dla różnych napięć zasilania, by odnaleźć tego Złotego Grala Audio, dla których odnajdziemy to co szukamy w audio, te fajne lampowe zniekształcenia.

Kolejne fajne symulacje z Sohą w toku...

[hellcat]

Fajne są zrzuty FFT, ale zdradź trochę więcej niż obrazki, napięcie wejściowe, zasilanie i w jakich warunkach zrobiłeś symulację. Tak to są nic nie mówiące obrazki.

[Ola Boga]

Fajne są zrzuty FFT

No właśnie... Szczególnie, że:
-Napięcie zasilania stopnia lampowego to tylko jedna ze zmiennych. Dla dowolnego napięcia zasilania można optymalizować punkt pracy zmieniając Ia i/lub Ua lampy.
-Na zniekształcenia całości wpływa też impedancja słuchawek, która nie ma związku z częścią lampową. Punkt pracy części tranzystorowej, czyli napięcie zasilania i prąd spoczynkowy też można zmieniać i parametry całości wyjdą inne.
-Na brzmienie wzmacniacza z konkretnymi słuchawkami wpływ będzie miała też rezystancja wyjściowa, która jak do tej pory nie była w ogóle rozpatrywana.

[TokRa]

Fajne są zrzuty FFT, ale zdradź trochę więcej niż obrazki, napięcie wejściowe, zasilanie i w jakich warunkach zrobiłeś symulację.

Każdy obrazek należy zapisać pobrać i zapisać w swoim folderze np. na Pulpicie, a do przeglądania użyć dowolnej przeglądarki która pokaże nazwę pliku.
Symulowane pomiary FFT są wykonane na tzw. najgorszy AKCEPTOWANY przypadek - czyli obciążenie na wyjściu impedancją 62omy (choć takie 32 omy by były najgorszym wariantem) - czyli obciążeniem słuchawkami mającymi dać entry level dla słuchawkowych wzmacniaczy lampowych.

Na wejściu książkowy sygnał z generatora napięcia 1Vpp i częstotliwość sinus 1kHz.

Każda nazwa pliku ma w nazwie info, dla jakiego napięcia zasilania anodowego jest wykonana i kolejne FFT pokazują, co LTSPICE generuje tylko przy kolejnej zmianie napięcia zasilania - wielkość napięcia zasilania w nazwie pliku jest.

[TokRa]

Jeżeli od napięcia zasilania zależą w tak mocny sposób parametry wzmacniacza to jest coś gruuubo nie tak...

Realne pomiary Romana (nie symulacja) dla innego wzmacniacza:
http://ww.forum-trioda.pl/viewtopic.php ... 72#p369572

pokazują, że przy napięciu anodowym 110V oraz innymi nie warto używać tamtego mierzonego wzmacniacza, a już przy napięciu anodowym 116V powinno być lepiej. Zmiana punktu pracy lampy i zwiększenie napięcia na anodzie tylko o 6V, zmienia realny charakter wzmacniacza. Chyba że mam złe wnioski.

[Einherjer]

Pomiary pokazują, że dla tamtego wzmacniacza występuje wąskie minimum zniekształceń, zapewne wynikające z kompensacji parzystych harmonicznych. Tyle, że:

• Nie dla każdego układu takie minimum wystąpi.
• "Wcelowanie" w takie minimum wymaga dokładnej stabilizacji napięć i prądów.
• Napięcie odpowiadające minimum zniekształceń będzie zależeć od konkretnego egzemplarza lampy.
• Położenie minimum będzie dryfować w miarę starzenia się lampy.

[TokRa]

OK.
Jaką FFT powinien mieć wybitny lampowy wzmacniacz słuchawkowy - hybryda?

Czy taka FFT jak przykładowa w załączniku będzie rokować, że moja 4-lampowa wersja Sohy2 ładnie zagra?