Исследовал тут на днях TDA7294 в разных схемах включения с использованием программ Arta, RMAA и REW.

Применял два варианта питания с линейным БП (нестабилизированным) и с ИБП, на выходе которого стоят электронные фильтры.

По шумам и сетевым помехам ИБП получше, но дает чуть более высокие искажения. И Их уровень на НЧ несколько (1-2 дБ) выше, чем на других частотах.

, , ,

По формальным параметрам наилучший вариант получался по схеме инвертирующего включения этой микросхемы. Монтаж был навесной. Примерно такой https://www.youtube.com/watch?v=qDVOl6AN9Mo



Причем удавалось снизить Кус до 7 и нелинейные искажения до -82 дБ на мощности порядка 20-30 Вт и -90 дБ на мощностях до 3 Вт. На 8 Ом нагрузке искажения примерно на 6 дБ (в два раза) меньше.

Таким образом, за счет увеличения глубины ООС, удалось выжать из 7294 параметры, практически, как у TDA 7293.




Но звук, при такой глубокой ООС, мне не понравился.

Как бы сказали аудиофилы - зажатый, нет воздуха, невыразительный, пустой и т.д. Хотя, казалось бы, искажения и формальные графики очень впечатляющие - практически High-End.

На мой слух, эта микросхема звучит на много интересней при коэффициенте усиления порядка К=30-25.

При таком коэффициенте усиления, несмотря на то, что гармоники уже повыше (примерно на уровне -80-85 дБ) слух не устает, и не хочется выключать УНЧ. Можно слушать хоть весь день.

На любом уровне громкости звук очень неплохой - есть эффект вовлечения. И при таком коэффициенте усиления не так заметны на слух, незначительные ограничения сигнала по питанию.

При К=7 при даже незначительном ограничении сигнала по питанию УНЧ начинает заметно похрюкивать из-за срыва работы цепи ООС.

Чтобы понять природу непонятного эффекта - заметно разных на слух искажений сигнала, решил более детально исследовать УНЧ на TDA7294 на более сложных по форме тест - сигналах типа мультитон.

И вот тут я обнаружил неожиданный эффект. Я бы его назвал эффектом паразитной амплитудной модуляции спектра сигнала с большим числом гармоник, как это обычно и бывает в музыкальных фонограммах.

На сигналах имультитона с большим числом гармоник, уровень этих гармоник может непредсказуемо меняться по уровню. И эти изменения зависят и от уровня сигнала и от самого спектра сигнала. Огибающая сигнала напоминает огибающую сигнала биений разных частот.

Вот так может выглядеть спектр мультитона у TDA7294 с разным Кус., но с одинаковым уровнем сигнала (перед ростом искажений на моих АС - 2 шт 15Ас-201 модернизированные - последовательно, на фото верхние АС, + на ту же цепь сабвуфер на авто динамике - впараллель - примерно 3 Ом общее сопротивление).

, , , , , ,

А должно было бы быть так, чтобы ушами слышно не было)))

,

На графиках явно просматриваются своеобразные волны интерференции сигнала мультитона. Особеннно это явно видно в области ВЧ.

Эти эффекты хорошо видны и на акустических сигналах и на выходе УНЧ, подключенного к реальной нагрузке в виде АС (см выше).

Понятно, что на традиционных сигналах в виде синусоид, эти эффекты уловить невозможно и картина выглядит более радостно. Например, на 3В и на 4 Ом нагрузке параметры THD=0,0037 THD+N=0.024%.

А на 8 Ом искажения в два раза меньше.


,

Мой вывод такой.

Если человек слышит разницу в звучании усилителей, например, с искажениями порядка 0,02-0,01-0,003%, то он слышит не сами продукты нелинейных искажений, а некоторые другие процессы, которые на сигналах со сложным спектром типа музыки, могут приводить к динамическим - линейным искажениям сигналов. Это такой вид искажений, когда меняется АЧХ на импульсных сигналах с широким спектром (например, последовательность коротких импульсов с некоторой частотой следования).

Этот эффект скорей всего присущ не только конкретно этой микросхеме, но и другим УНЧ, сделанных на дискретных транзисторах, лампах или также, в виде микросхемы - УНЧ.

Вот тут, в качестве примера, показаны похожие графики мультитона для другого усилителя класса D. Тут нет такого эффекта модуляции АЧХ.

,

Все синусоиды (компоненты) импульсного сигнала точно повторяют форму АЧХ УНЧ.

В усилителе D эта АЧХ сворректирована под АС, снятую по свип тону. А в усилителе на TDA 7294 эти АЧХ сильно отличаются. АЧХ, снятая по свип - тону идеально ровная, а АЧХ в мультитоне может иметь провалы и подъемы до 3-25 дБ.

Причем эта картина с изменениями АЧХ не стабильна во времни и зависит от конкретного спектра и уровней сигналов. На слух это может быть похоже на порхающее эхо или вибрато или работу гребенчатого фильтра.

Поэтому для объективного и полного контроля за точностью работу УНЧ, нужно тестировать усилители более сложными - звукоподобными сигналами.
Эти сигналы, в идеале, должны быть, например, в виде пачек, заполненных синусоидами (с разной частотой от 20 до 20 000 Гц) , следующих с разной скважностью, частотой повторения и уровнем. А комплексный анализ должен быть основан на современной теории корреляционного анализа сигналов.

На мой взгляд, современные методики тестирования и описания работы УНЧ морально устарели и их нужно срочно пересмотреть в национальных и международных организациях по электросвязи.

Пользоваться стандартами DIN нельзя.

Это уже поняли все специалисты в этом мире.

Они не позволяют сделать точную оценку работы УНЧ (и всей звуковоспроизводящей системы) и могут вводить потребителя в заблуждение относительно реальной точности работы радиоэлектронных узлов и устройств, например УНЧ.

точно! и надо заново открыть производство трубчатых конденсаторов

Пока не забыл. Проверил работу 7294 в качестве драйвера к параллельному усилителю (тока) для мощного УНЧ примерно по такой схеме.



Схема работает, но искажения определяются, в основном, током покоя выходных транзисторов. И в случае одной пары транзисторов с током порядка 50-100 мА искажения до 12 В выходного напряжения составляют порядка 0,05-0,1%.
Для снижения искажений нужно увеличивать ток покоя выходных транзисторов.

Но самое удивительное, это то, что с микросхемы 7294 нельзя получить сигнал, без ограничения по питанию, больше 16В на ХХ и примерно 14,2 В на 8 Ом (13В на 4Ом) даже поднимая напряжение до +-36 В.

Так, что сама идея использовать 7294 как предварительный усилитель напряжения для мощного УНЧ с высоким выходным напряжением, например под 30 В, не работает.

Буду пробовать другие микросхемы 1875, 2030, 2050. Тут есть надежда получить интересный результат в варианте схемы Агеева с плавающим питанием и с фиксированным - для мостовой версии на низкоомную нагрузку.

7293, 94, 95 и 96, это одна и та же микросхема внутри. Просто на 94-96 идут кристаллы не прошедшие контроль по предельным параметрам. В первую очередь по питанию.

и да. соплемонтаж не лучший способ создания тестовых образцов. Тем более если мы говорим про 729х.

для этих целей есть OPA445

а... еще одно замечание. в датащите на микросхему отдельной сноской указано
CLOSED LOOP GAIN HAS TO BE >=24dB
то-есть не надо усердствовать с ООС. Это даже сам производитель написал.

Я знал про ограничения по глубине ООС. Просто интересно было посмотреть и послушать, зачем производитель это сделал.

7294 и 7293 имеют заметные отличия в схемах включения, в том числе по возможности совместной работы нескольких микросхем 7293 на одну нагрузку, например с целью увеличения общей мощности УНЧ или для снижения нелинейных и интермодуляционных искажений. При подключении дополнительно еще одной микросхемы 7293 коэффициент нелинейных искажений уменьшается примерно на 6 дБ и не за счет увеличения глубины ООС, а за счет увеличения эквивалентного сопротивления нагрузки на выходные каскады микросхем.

И если пользователю нужен УНЧ с очень низкими искажениями, допустим в 0,003% - 0,001% и повышенная мощность, то он может по даташиту подключить к усилителю напряжения ведущей микросхемы еще несколько таких же микросхем (их усилителей тока), а не заниматься поиском оптимальной глубины ООС или наилучшей схемы включения микросхемы.

7294 нельзя использовать в таких режимах. У 7294 и 7293 разное предельное напряжение питания и соответственно разные максимальные мощности, которые можно снять с этих микросхем.

Это разные по сути микросхемы.

У них разный уровень искажений при их включении по даташиту. У 7293 он примерно на 6 дБ ниже. Тут дело не в качестве кристалла, на которых они собраны. У всех оригинальных микросхем качество кристалла соответствует заявленным параметрам микросхемы.

У поддельных микросхем могут быть параметры, существенно отличающиеся от оригинала.

Что касается отличия навесного монтажа от монтажа на печатной плате, то при максимально коротких проводниках элементов, этот вид монтажа никак не влияет на изменение параметров у тестируемой микросхемы.

Электролиты по питанию желательно подсоединять к ножкам микросхемы короткими проводниками и надежно их закрепить в пространстве. Естественно, входной конденсатор и конденсатор входного ФНЧ тоже должны быть качественными (металлопленка или NPO).

OPA445AP, Высоковольтный операционный усилитель с полевым входом, ±10В...±45В, [DIP-8]

opa445 хороший вариант, за исключением цены 1800- 2 230 руб. За такие деньги можно купить две платы УНЧ на 7293.

эти ограничения продиктованы маркетингом, а не инженерией. Они просто не распаиваются во время корпусировки микросхемы. Как я написал выше, на 94-96 идет "отбраковка" это то же самое, что одно время из Pentium делали celeron. Просто отключали ненужные элементы при запихивании кремниевого кристалла в корпус. Поэтому-то на 7293 сохранилась полная совместимость с 94-96. То-есть 93я спокойно будет работать там, где работает 94я

Ничего подобного!
Согласно датащиту уровни одинаковые
@8ohm
PO = 5W; f = 1kHz => 0.005%
PO = 0.1 to 50W; f = 20Hz to 15kHz => 0.1%


Отличие графиков, скорее вопрос к тому, кто их рисовал. В реальности, они очень похожи если привести их к общей сетке.

единственное, чем они отличаются, так это нормальным током покоя. И это, кстати, может быть одним из факторов отбора чипов. (кого в 93, а кого в 94 )
Я могу сказать по двум десяткам 7294, что прошли через меня, ток покоя у них редко ниже 50мА.

У этих микросхем даже конденсатор вольт добавки нужно подключать к разным ножкам.

И графики искажений разные в схеме по даташиту. У 7293 примерно на 6-10 дБ искажения меньше. Грубо говоря, на 30 Вт у 7293 вторая гармоника выше всех и торчит примерно на уровне -90 дБ, а у 7294 торчат почти одинаковые 2 и 3, где то на уровне - 82- 80 дБ.

Так выглядят графики относительно карты в другом канале.

,

Ток покоя, у тех 7294, что есть у меня, падает с ростом напряжения питания примерно с 70 мА на +-18В, до 45 мА при +-36В.

У 7294 перед ограничением на 1 кГц искажения 0,024% на 4 Ом ( примерно 12,1В), а на 8 Ом 0,014% (14,2В - это по памяти, но могу скинуть и графики).

Ну йолки палки! вы хоть мануалы читайте.
Конденсатор вольтдобавки надо подключать в 7293 по другому только если она будет эксплуатироваться при Uпит > +/- 50V (привет 7294) См. стр 8 документации. правый нижний угол.

Добавлено after 5 minutes 40 seconds:
Надо мне провести эээксперимент. в правый канал моей платы распаять 7293, а в левый - 7294 и посмотреть какая между ними разница будет ( а еще лучше просто две платы на это грохнуть) одну 93|94, а вторую 94|93
и потом сравнить результат

Похоже у меня перемаркированные 7296. По параметрам очень похожие показатели, типа 30- 40 Вт до начала ограничения по питанию при любом напряжении выше +-25В.