פרוייקט מגבר אוזניות למוניטורינג (רמת אולפן, מיקסינג, מאסטרינג) יצא לדרך

chalmh · שליחה 03/11/2011 10:36

לאחרונה החלטתי להשתעשע ברעיון של תכנון עצמי של מגבר אוזניות איכותי למוניטורינג.
התכנון כמעט הושלם לחלוטין ואני כרגע מריץ סימולציות של המעגל כדי להשלים סופית את המעגל. הרכיבים הם דיסקרטיים לחלוטין ועל טהרת האנלוג.

תקציר פרמטרים:

מיועד לעומסי אוזניות מ-16 אוהם ומעלה. המגבר מסוגל גם להתמודד עם עומסים נמוכים יותר כגון 8 אוהם ולספק כ-1.5 וואט (רמקולים קטנים).

DC OFFSET ביציאה נעול SERVO ושומר על מכסימום 500 מיקרוולט מתח DC שמאפשר פעולה לינארית ואופטימלית של ממברנת האוזניות (אמצע תחום התנועה). המעגל עשוי לשפר מאוד האזנה לתקליטי ויניל בכך שעוצמת נידנוד תדר הרזוננס של זרוע הפטפון מונחתת מאוד ושמירה על ממברנה במירכוז מכני אופטימלי.

צימוד המוצא DC COUPLING (ללא קבל יציאה מה שמאפשר קבלת בס אמיתי ללא הזזת פאזה).

תחום תדרים: 5Hz-50KHz @ -1dB

אחוז העיוותים ההרמוניים בהספק המירבי (עוצמת שמע שלא ניתן לסבול) הוא 0.02% ו-0.007% בהספק "סביר" (שמיעה נעימה לאוזן).

בקרת וחיווי רמת CLIPPING. מאפשר לכוון את העצמה המירבית הרצויה למשתמש וקבלת חיווי כאשר ישנה חריגה מהעוצמה הנ"ל.

בקרת עוצמה (VOLUME).

מתח כניסה מירבי 1VRMS. מתח כניסה תיקני 250mV.

בקרת Frequency enhancer לתחומי התדר הנמוכים והגבוהים בתחום של +-15dB.

מעגלי הגנה לניתוק המוצא בעת חריגה מרמת DC על מנת להגן על האוזניות מפני נזק אפשרי.

אין לי כרגע הערכת מחיר לבניית הפרוייקט.

עידכוני התקדמות בהמשך.

HazooM · שליחה 03/11/2011 12:14

מעניין

valer_valer · שליחה 03/11/2011 12:25

יהיה מעניין.
עשיתי כזה על בסיס V-CAN, שכרגע מה שהמקורי בו זה רק המארז

. הוא נמדד בצורה יוצאת מן הכלל (אם מעניין אותך אני יכול לפרט) ועיקר העלות זה כמובן הספק (אני חושב 70 מיקרו הריפל).
אם יהיה כוח - בעתיד ישפר גם את המגבר או אולי ספק כוח חיצוני ל - LynxTwo שלי.
אשמח לסייע בנושא אם יידרש.
בהצלחה

שליחה 03/11/2011 12:47

מעניין, אם כי אני לא מבין את רוב האלקטרוניקה שפרטטת...

לאיזה אוזניות זה מתוכנן?

chalmh · שליחה 03/11/2011 12:55

מתאים לכל סוגי האוזניות כמובן בתנאי שהן נכנסות לחלון האימפדסים שציינתי לעיל.
היתרון המובלט שלהם אמור לעניין את חובבי האוזניות האודיופיליות/אולפניות. על הנייר המגבר מתוכנן לתת מענה לדרישות איכות אודיו "מחמירות" של אנשי סאונד. כמובן שכל אחד יכול ליהנות מהאיכות הזאת.
המעגלים מתוכננים על ידי מ-SCRATCH ולא מתבססים על אימפלמנטציה של תכנון קיים (סכמה של מישהו). התכנון נובע מהדרישות והצרכים שלי אך בהחלט יכולים להתאים לקבוצה רחבה של משתמשי אוזניות.

Ilyan · שליחה 03/11/2011 13:26

יפה, נשמע מעניין.

chalmh כתב:DC OFFSET ביציאה נעול SERVO ושומר על מכסימום 500 מיקרוולט מתח DC שמאפשר פעולה לינארית ואופטימלית של ממברנת האוזניות (אמצע תחום התנועה). המעגל עשוי לשפר מאוד האזנה לתקליטי ויניל בכך שעוצמת נידנוד תדר הרזוננס של זרוע הפטפון מונחתת מאוד ושמירה על ממברנה במירכוז מכני אופטימלי.

מתח כניסה מירבי 1VRMS. מתח כניסה תיקני 250mV.
...

איך אתה שומר על מתח י\מוצא קבוע ללא תלות בעומס?

ולמה מתח כניסה מירבי נמוך כל כך, הסטדרט בRBCD זה לא 2Vrms?

HazooM · שליחה 03/11/2011 13:38

על הנייר המגבר מתוכנן לתת מענה לדרישות איכות אודיו "מחמירות" של אנשי סאונד
...

ככה כל מגבר צריך להיות לדעתי.

chalmh · שליחה 03/11/2011 13:40

Ilyan שאל:

איך אתה שומר על מתח י\מוצא קבוע ללא תלות בעומס?
...

לשם כך אני מעמיס את המגבר עם עומס נמוך יותר מאימפדנס האוזניות. נכון שזה מצריך מגבר הספק הגדול מההספק הנצרך בפועל וספק כוח בהתאם. אולם זה ממש לא מגדיל את ההספק לממדים בעייתיים. הספק סופי של המגבר הוא כ: 1.5W-2W כאשר ההספק הנצרך ע"י האוזניות הוא בדרך כלל קטן מ-1/2W (עוצמה מטורפת באוזניים).

ולמה מתח כניסה מירבי נמוך כל כך, הסטדרט בRBCD זה לא 2Vrms?
...

אין לי בעיה להתמודד גם עם המתח שציינת כי קיים מנחת בכניסה (כפתור הווליום). קיים גם טרימר הגברה במעגל (שאינו ברמת המשתמש). המעגל מסוגל להיות מותאם כמעט לכל שיגעון בפשטות יחסית.

Ilyan · שליחה 03/11/2011 15:25

chalmh כתב:Ilyan שאל:

איך אתה שומר על מתח י\מוצא קבוע ללא תלות בעומס?
...
לשם כך אני מעמיס את המגבר עם עומס נמוך יותר מאימפדנס האוזניות. נכון שזה מצריך מגבר הספק הגדול מההספק הנצרך בפועל וספק כוח בהתאם. אולם זה ממש לא מגדיל את ההספק לממדים בעייתיים. הספק סופי של המגבר הוא כ: 1.5W-2W כאשר ההספק הנצרך ע"י האוזניות הוא בדרך כלל קטן מ-1/2W (עוצמה מטורפת באוזניים).

ולמה מתח כניסה מירבי נמוך כל כך, הסטדרט בRBCD זה לא 2Vrms?
...
אין לי בעיה להתמודד גם עם המתח שציינת כי קיים מנחת בכניסה (כפתור הווליום). קיים גם טרימר הגברה במעגל (שאינו ברמת המשתמש). המעגל מסוגל להיות מותאם כמעט לכל שיגעון בפשטות יחסית.
...

-עומס מלאכותי? איך זה עובד, זה משהו שאתה שם אחרי הבאפר?

- ומה קורה שאתה מגביר את הווליום, זה לא מעמיס את הinput בנק' מסויימת? נראה לי שצריך לשם כך גם בורר ווליום במקור.

chalmh · שליחה 03/11/2011 15:40

העומס הוא במוצא המגבר ובתוך הקופסא עצמה (נגד עומס). אין לי מושג על איזה באפר אתה מדבר?
במעגל שלי הווליום לא מעמיס את ה-INPUT כמו גם במעגלים אחרים שאני מכיר. בורר הווליום אצלי הוא פוטנציומטר המחובר במקביל ל-INPUT ואת הסיגנל אני דוגם על הרגל האמצעית (הזחלן) כך שאין שום השפעה על אימפדנס המבוא.

valer_valer · שליחה 03/11/2011 15:58

איזה סוג משוב תכננת ומה המהירות (Slew rate) ?

truejoker · שליחה 03/11/2011 16:01

חנן, אני באמת לא מבין כמעט שום דבר שדיברתם , אבל כול הכבוד על היוזמה , ואם אהיה בריא כשזה יסתיים , אשמח לשמוע

chalmh · שליחה 03/11/2011 16:08

לא מבין את השאלה איזה סוג משוב. משוב שלילי כמובן עם תיקון טרימינג אנטגרטור קל לתדרים הגבוהים להשגת FLATNESS.

לגבי ה-SLEW RATE אין לי כרגע תשובה מספרית כי אני עדיין בשלבי סימולציה וטרם בדקתי. אעדכן בהמשך.

chalmh · שליחה 03/11/2011 16:10

truejoker

אני מקווה שהמגבר יצא כמו הבונבוניירה

valer_valer · שליחה 03/11/2011 16:28

chalmh כתב:לא מבין את השאלה איזה סוג משוב. משוב שלילי כמובן עם תיקון טרימינג אנטגרטור קל לתדרים הגבוהים להשגת FLATNESS.
...

למה כמובן ? יש לא מעט שכבר בשלב הזה יפסלו את איכות הסונית של הפרוייקט, בטענה, למשל שזה יוליד לך הרמוניות מסדר גבוה. זה מרכיב מאוד דומיננטי בצליל שקשה מאוד למדוד (אלא אם כן יש לך אפשרות למדוד IMD של כמה עשרות תדרים).

chalmh כתב: לגבי ה-SLEW RATE אין לי כרגע תשובה מספרית כי אני עדיין בשלבי סימולציה וטרם בדקתי. אעדכן בהמשך.
...

אשמח לדעת.
אגב, אם יש לך משוב, בטח פתחת את המעגל, כמה יצא ה - Phase Margin ?

chalmh · שליחה 03/11/2011 16:35

valer_valer

כתבת:

יש לא מעט שכבר בשלב הזה יפסלו את איכות הסונית של הפרוייקט, בטענה, למשל שזה יוליד לך הרמוניות מסדר גבוה. זה מרכיב מאוד דומיננטי בצליל שקשה מאוד למדוד (אלא אם כן יש לך אפשרות למדוד IMD של כמה עשרות תדרים).
...

הלא מעט שיפסלו את התכנון, כבודם במקומם מונח. הוויכוח על המשוב השלילי גזל בזמנו בפורום הזה אינסוף דפים של בעד ונגד. אני לא נכנס לזה שוב. כל אחד ואמונתו וכל אחד ואומנותו.

בסימולציה אני יכול למדוד את העיוותים ההרמוניים ביחס לאיזה תדר שרוצים והגדרת מספר ההרמוניות. אני לא חושב שיש בעיה עם המספרים שהצגתי לעיל. יש תדר ספציפי שאתה מעוניין שאבדוק?

גרפים בהמשך גם לגבי הפאזה.

valer_valer · שליחה 03/11/2011 16:45

chalmh כתב: הוויכוח על המשוב השלילי גזל בזמנו בפורום הזה אינסוף דפים של בעד ונגד. אני לא נכנס לזה שוב. כל אחד ואמונתו וכל אחד ואומנותו.
בסימולציה אני יכול למדוד את העיוותים ההרמוניים ביחס לאיזה תדר שרוצים והגדרת מספר ההרמוניות. אני לא חושב שיש בעיה עם המספרים שהצגתי לעיל. יש תדר ספציפי שאתה מעוניין שאבדוק?
גרפים בהמשך גם לגבי הפאזה.
...

אני לא מדבר על THD לאורך הטווח, אני דיברתי על IMD מורכב מעשרות תדרים (שזה משהו שמתקרב לצליל מוזיקה האמיתי) שזה קשה לחשב (עד בלתי אפשרי). שם תראה בוודאות את החיסרון של משוב שלך. אבל אם הוא לא עמוק זה יהיה פחות מורגש בפועל (דיסקרטי אמרת, לא).
והמדידות - זה כאשר יהיה אב טיפוס עם משהו כמו AP.

GilSt · שליחה 03/11/2011 18:18

התחלתי ללמוד על מעגלים ליניראיים, בתקווה תוך שנה לפחות להבין את המושגים ולהבדיל בין טופולוגיות.
Subscribed

chalmh · שליחה 03/11/2011 19:24

valer_valer,

המשוב השלילי ממש לא חזק, נגד 2.2M וקבל 33PF מקבילי ממוצא ההספק לכניסת קדם מגבר ההספק לעומת עומס יציאה נמוך בן עשרות או מאות אוהמים מספק תשובה לשאלתך על כמות המשוב השלילי. אני הכנסתי אותו כדי לשמור על יציבות ההגברה בחוג.
לעניות דעתי, תגובתיות המגבר לגל ריבועי בכניסה ומידת עיוותו יכולה לענות לך בקשר ל-IMD. בעקיפין ה-SLEW RATE גם נותן מענה כמו גם רוחב הפס. כולם קשורים האחד לשני בסופו של דבר.

בסופו של דבר הריאליטי שבהאזנה הוא שיכריע. סימולציות הן רק מקרבות אל המטרה ולא במקום המטרה או השגתה (מנסיון). סימולציות נועדו לקצר תהליכים וחזות מראש את תיפקוד המעגלים ברמה התיאורטית והמעשית (בחלקה).

valer_valer · שליחה 03/11/2011 19:42

chalmh כתב: בסופו של דבר הריאליטי שבהאזנה הוא שיכריע.
...

זו אקסיומה בעולם שלנו (אני אומר לצער, אחרת יכולנו לתכנן לנו את הכי טוב, ללא מבחני האזנה מייגעים).