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. 1.       Odstup signál/šum by měl být dle možností od střední hodnoty výkonu větší jak 90dB.
2. 2.       Šířka pásma ve které hodnotíme zkreslení je minimálně 100kHz a přenášená šířka pásma více jak 200kHz.
3. 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