Topologie Federmann

Základní údaje: Napsal Bohumil_Federmann; Nadřazená kategorie: Nf. technika; Kategorie: Topologie Federmann; Zveřejněno: 5. květen 2012; Vytvořeno: 5. květen 2012; Zobrazení: 10397

Úvod

Další velmi významnou odlišností zesilovačů řady HQQF od konkurenčních je V-U metr, který se stal jejich nutnou součástí. Slouží pro optimální nastavení úrovně před regulátorem hlasitosti.

Zapojení

Zapojení HQQF V-U metru je realizováno pomocí logaritmického zesilovače a lineárního analogového ručičkového měřidla. U logaritmického zesilovače byla snaha se co nejvíce přiblížit logaritmickému převodu, jehož výsledek je patrný z grafu.

Závěr

HQQF V-U metr dovoluje zobrazovat úrovně v rozsahu až 60dB, není již problém udělat stupnici od -50dB a s přebuditelností +10dB, stejně tak není problém použít měřící přístroje různé velikosti a tvarů, vždy je třeba mít na paměti, že pro každý požadavek a přístroj je nutná tvorba vlastní stupnice a předního panelu.

Diskuse

Základní údaje: Napsal Bohumil_Federmann; Nadřazená kategorie: Nf. technika; Kategorie: Topologie Federmann; Zveřejněno: 29. duben 2012; Vytvořeno: 29. duben 2012; Zobrazení: 6543

Úvod

Po textu Hi-Fi zesilovač HQQF a zveřejnění zesilovače HQQF jako celku, se někteří tázali na detaily, které si můžeme přiblížit.

HM/AAA

Technologie konstrukce skříně, jako jednoho velkého chladiče, byla popsána v textu HM/AAA aneb Heavy Metal Audio Analog Amplifier, ale dodnes je pro mnohé nepochopitelná, proto snad ještě dvě fotografie ukazující tepelné připojení spodního a horního panelu k nosníkům odvádějícím teplo od výkonových prvků.

Na další fotografii je patrné spojení nosníků odvádějícím teplo od výkonových prvků s chladiči - bočnicemi a spojení bočnic s předním a zadním panelem, které je realizováno vždy dvěma šrouby M6, procházejícími napříč bočnicí do hloubi panelu.

Zakončení masívních vík

Některým jedincům nebylo zcela jasné zakončení jednotlivých vík. Masívní víka jsou uchyceny pomocí čtyř zapuštěných šroubů M4 přímo do nosníků odvádějících teplo od výkonových prvků.

Víka jsou dostatečné odvětrány, mezi panelem a víkem je další 4mm větrací mezera, na těchto stranách, jak je patrné z detailů jsou hrany vík sraženy.

Závěr

Závěrem je nutno vyzdvihnout značnou jednoduchost a vzdušnost celé konstrukce. Ke spojení bočnic a obou panelů je zapotřebí jen 8 šroubů M6, stejný počet šroubů M6 je zapotřebí k uchycení dvou modulů zesilovače HQQF-55-506W-5-1, stejně tak k uchycení vrchního a spodního víka je zapotřebí pouze 8 šroubů M4.

Přes malý počet spojovacích prvků disponuje skříň HQQF značnou pevností a vynikající tepelnou vodivostí v konečném důsledku velmi malým tepelným odporem, nižším jak 0,05 °C/W.

Aby bylo možno dosáhnout takto vynikajících vlastností a současně takto jednoduché konstrukce skříně, bylo nutno mít o to precizněji propracovaný návrh a to nejenom skříně, ale i samotných modulů zesilovače HQQF-55-506W-5-1 a modulu předzesilovače HQQF-55-506K.

Diskuse

Základní údaje: Napsal Bohumil_Federmann; Nadřazená kategorie: Nf. technika; Kategorie: Topologie Federmann; Zveřejněno: 17. duben 2012; Vytvořeno: 17. duben 2012; Zobrazení: 6120

Úvod

Po představení vynikajícího Symetrického předzesilovače HQQF-55-556_MM-MC pro MM a MC přenosky, přichází na řadu ještě o třídu lepší předzesilovač, tentokráte ultranízkošumový předzesilovač HQQF-55-586UNL, jehož vlastnosti jsou naprosto excelentní a představují jen velmi těžce dosažitelný vrchol techniky.

Koncovka UNL neznačí nic jiného než "ultra low noise", tedy konstrukce je zaměřena nejenom na naprosto dokonalé vlastnosti přenosové, minimum zkreslení a maximální šířku pásma, ale v neposlední míře na dosažení co nejmenšího šumu.

ULN ultra nízko šumové provedení

Podíváme-li se na hodnoty zobrazující šumové napětí, zjistíme, že ani označení ultra nízko šumové provedení není pro takto dosažený výsledek dostatečné.

Pokud se špičkové konkurenční zapojení typu Actidamp pohybují s přepočteným šumovým napětím na vstupu v řádu několika nV/√Hz, pak zapojení Předzesilovače HQQF-55-586UNL atakuje hranici 400pV/√Hz, čímž se celkové výstupní šumové napětí v rozsahu 20Hz až 20kHz při zesílení 66dB/1kHz dostává k hranici 60µV.

S šumovým napětím 400pV/√Hz dosahuje předzesilovač běžně o 10dB lepší šumové vlastnosti než většina předzesilovačů nejvyšší třídy, obdobně je to i se zkreslením.

Závěr

Předzesilovač HQQF-55-586UNL je naprosto unikátní konstrukcí, kde dochází ke vzájemnému spojení dokonalých prvků a ještě dokonalejší Topologie, tedy obvodového řešení.

Samozřejmě bude brzy počítačovou podobu následovat podoba z reálného světa, kde bude obvodová podoba doplněna o další potřebné záležitosti nutné k dokonalosti.

Tímto zapojením se posouvají hranice dosažitelnosti a hlavně dokonalosti o pořádný kus dopředu, což by nebylo možno bez stanovení kriterií Topologie Federmann a Vlivu rezervy zisku na zkreslení nikdy dosáhnout.

Jde o ukázku, jak může dokonalá znalost, součástkové základny a vlastností jednotlivých prvků, různých topologii a konstrukcí být ještě dále významně posunuta, jen díky dokonalé znalosti teorie a jejímu dalšímu rozvíjení, čímž stanovení kriterií Topologie Federmann a Vlivu rezervy zisku na zkreslení rozhodně jsou.

Diskuse

Základní údaje: Napsal Bohumil_Federmann; Nadřazená kategorie: Nf. technika; Kategorie: Topologie Federmann; Zveřejněno: 12. duben 2012; Vytvořeno: 12. duben 2012; Zobrazení: 9837

Úvod

O původním článku "I MISTŘI se mýlí, aneb 50let slepé cesty" se můžete dočíst v textu Zesilovače a fakta o jejich konstruktérech, ale dnes již není důvodu se k původnímu textu vracet, spíše je třeba pokročit dále a podívat se na celou audio problematiku modernějším pohledem, postaveným na nejnovějších poznatcích a zkušenostech.

Měření vs. poslech

Ať se mnozí snaží sebevíc, stale se nedaří nalézt jasnou souvislost mezi měřením a poslechem. Za poslední roky se v této oblasti dostala dále snad jen Topologie Federmann, kde autor dostatečně jasně popsal Vliv rezervy zisku na zkreslení a jeho další text SACD, blíže vinylu?, kde je jasně deklarovaná potřebná šířka přenášeného pásma.

Známe-li potřebnou šířku pásma a požadované zkreslení, pak nám zbývá znát ještě šumové vlastnosti, těmto se autor věnoval v mnoha článcích, například v textu Tónový korektor Baxandall vs. Federmann - šum.

Kriteria Topologie Federmann

Podívejme se na kriteria Topologie Federmann, které mají zaručit ty nejlepší poslechové vlastnosti a dle autora poslechové testy přímo korelují s měřením:

1. Odstup signál/šum by měl být dle možností od střední hodnoty výkonu větší jak 90dB.
2. Šířka pásma ve které hodnotíme zkreslení je minimálně 100kHz a přenášená šířka pásma více jak 200kHz.
3. Zkreslení je samostatný oříšek, zde je třeba zaručit dobré vlastnosti až do 100kHz, kterých se běžně může v audiosignále vyskytovat. Připustíme-li odchylku od původního signálu 1%, pak musíme dosáhnout rezervu zisku při 100kHz alespoň 40dB.

Fialovou čarou je vyznačená pomyslná přenosová charakteristika použitelného OZ, jehož charakteristika by se měla dle možností nacházet nad vyznačeným prostorem.

Červená charakteristika vyznačuje přenos +20dB s vykompenzovanou ZV, šířku pásma lze dále celkovou ZV zmenšit.

Konkurenční hledání cesty

Jak již samostatný název článku I MISTŘI se mýlí, aneb 50let slepé cesty napovídá, že se nejedná se o žádnou demonstraci předností Topologie Federmann, ale spíše srovnání s konkurenčnímu trendy.

Těch 50 let je příznačných, neboť některé trendy se pomalu ale jistě dostávají či již dávno dostaly do slepé uličky, někteří konstruktéři to však ještě neví a jiní si to neumí připustit.

Slovanet

Na Slovanetu právě probíhá Operace Operáky, která má zaručit za pomocí poslechových testů výběr těch nejlepších Operačních Zesilovačů vhodných pro audio.

Myšlenka je to velmi dobrá, ale dopředu se dá mnohé zjistit z vlastností jednotlivých OZ, které jsou pro test zamýšleny.

Zkreslení a šířka pásma

Zkreslení jde ruku v ruce s šířkou pásma, proto je nutné se pro slušné Hi-Fi dostat ke 40dB na 100kHz, při běžném zesílení +20dB je pak požadovaný zisk +60dB, jak je vidět na grafu výše, takové podmínky splní jen OZ, které mají šířku pásma až ke 100MHz.

Šumové vlastnosti

Šumové vlastnosti jsou vcelku jednoduché, je třeba preventivně vybírat OZ s šumovým číslem pod 1nV/√Hz, když se již řadu let vyrábí, tímto se nám však výběr OZ extrémně zúží.

OPA140

OPA140 je pro zamýšlený účel naprosto nepoužitelný OZ, neboť na 100kHz má zesílení jen 40dB a rezerva zisku při nastavením zesílení +20dB by byla jen 20dB, tedy odchylka od signálu by činila již neuvěřitelných 10%.

Podíváme-li se na šumové vlastnosti, pak ani šumové napětí 5,1nV/√Hz není nikterak přesvědčivé.

OPA627

Další zamýšlený OZ je OPA627, šumové napětí 4,5nV/√Hz není o moc lepší a do hodnoty pod 1nV/√Hz má setsakramentsky daleko.

Zesílení na 100KHz není o mnoho větší jak 40dB, rovněž se jedná pro Hi-Fi o nepoužitelný OZ, jak je z grafů patrné z hlediska zesílení a tím i zkreslení by na tom byl výrazně lépe OPA637, ale ten není mezi zamýšlenými OZ.

Actidamp

Další aktivitou Slovanetu je Actidamp, pozoruhodné zapojení s řadou chyb. OZ na prvním místě, je NE5532, s šířkou pásma ubohých 10MHz a obrovským šumovým napětím 5nV/√Hz, zachránit to mají dva předřazené J_FETy 2SK170, které zvednou zesílení a snad i šířku pásma a sníží šumové napětí k jejich hodnotám 2x1nV/√Hz.

Podíváme-li se na OZ4, pak je tam použit LT1028 s šumovým napětím pouhých 0,85nV/√Hz a šířkou pásma větší jak 70MHz, konstruktér zjevně při návrhu nevěděl vůbec která bije, jinak by použití a řazení OZ bylo naprosto jiné.

Přitom stačí si udělat jasno v prioritách, vědět, že na vstupu je signál s nejmenší úrovní a proto musíme použít prvky s nejnižším šumovým napětím, ale samotné prvky moc neřeší, ještě musíme vhodně nastavit pracovní body, abychom skvělých vlastností dokázali využít, což se konstruktérovi u Actidampu zjevně nepovedlo.

Závěr

Elektrotechnika, je velmi náročný obor, kde je nutné mít značný technologický přehled a dostatek zkušeností, ale také otevřené oči a dar umění naslouchat jiným.

Texty zaměřené na Topologii Federmann, přináší do poznání mnoho nového, kriteria Topologie Federmann jsou velmi jednoduchá a jasná, ale hranice jsou velmi přísné, výsledek však jako jedinný dokonale koresponduje s poslechovými testy.

Ne všem je však dáno, aby těmto textům rozuměli a jejich vlastní ješitnost jim nedovolí se zeptat a již vůbec ne tyto kriteria přijmout, proto budeme ještě dlouho svědky různých naprosto zbytečných testů a měření, jaké můžeme právě vidět na Slovanetu.

Psáno pod čarou

Charakteristiky OZ a poslechové testy

Některým jsou mé texty příliš vzdáleny, proto těm technicky méně zdatným mohu napovědět pohledem na měřítko charakteristik různých OZ.

Vhodné a použitelné OZ by měly mít svou charakteristiku vpravo nad fialovou čarou, naopak charakteristiky nevhodných a nepoužitelných OZ se budou nacházet vlevo pod touto čarou, čím více budou charakteristiky pomyslné čáře vzdáleny, tím budou poslechové vlastnosti výsledných zapojení horší.

Závěr?

Po dostatečném vysvětlení vlivu šumového napětí a rezervy zisku použitého OZ, při Hi-Fi snaze dosáhnout maximální věrnosti původního signálu, text "Původní myšlenku jsem u něj sice neobjevil" je dostatečně vypovídající o naprostém neorientování se v problematice návrhu zapojení a výběru vhodných prvků. Co více ještě dodat, snad jen jak napovídá nadpis I MISTŘI se mýlí, aneb 50let slepé cesty ...

Diskuse

Základní údaje: Napsal Bohumil_Federmann; Nadřazená kategorie: Nf. technika; Kategorie: Topologie Federmann; Zveřejněno: 11. duben 2012; Vytvořeno: 11. duben 2012; Zobrazení: 11123

Úvod

HM/AAA je vlastní název pro mé těžké kovové konstrukce, vycházející z požadavků na Topologii Federmann, neboť do topologie patří nejenom obvodové zapojení, ale i mechanické uspořádání skříně.

Kritéria skříně HM/AAA

Skříň jako celek plní funkci dokonalého chladiče, proto musí být jednotlivé díly vyrobeny z dostatečně robustního materiálu, který zaručuje nejenom dobré vedení tepla, ale zároveň dostatečnou tepelnou setrvačnost, odtud název HM/AAA aneb Heavy Metal Audio Analog Amplifier.

Kriteria zapojení HM/AAA

Zapojení výkonové části a jeho mechanická konstrukce musí byt uzpůsobeno k tomu, aby bylo možno odvádět teplo do celé skříně, krom toho musí být výkonové prvky pro dosažení maximální spolehlivosti a životnosti dostatečně předimenzovány. Provedení HM/AAA je, jak samotný název napovídá, předurčeno pro Analogové výkonové zesilovače té nejvyšší kvality.

Ukázkovým řešením jsou Moduly zesilovače HQQF-55-506W-5-1_GE, které jsou postaveny na zlacených Cu hranolech. Hlavní odvod tepla je plochou částí do chladiče a boční hranou do spodního či horního víka skříně.

Závěr

Řešení stylem HM/AAA (Heavy Metal Audio Analog Amplifier) je naprosto bezkonkurenční. Skříň jako celek zaručuje dostatečný odvod tepla, nejsou použity žádné pohyblivé prvky, které by vydávaly sebemenší hluky a tím jakkoliv rušivě působily při poslechu.

Mohutná a masívní skříň HM/AAA je zárukou dostatečného stínění a potlačení rušivých polí, zároveň působí velmi esteticky, při minimalizaci spojovacích prvků a jednotlivých dílu, které jsou precizně vymyšleny, řemeslně zpracovány a sestaveny.

Diskuse