Hva med noen chipamper?

Diskusjonstråd Se tråd i gallerivisning

  • Asbjørn

    Rubinmedlem
    Ble medlem
    26.03.2006
    Innlegg
    38.472
    Antall liker
    39.576
    Sted
    Vingulmǫrk
    Torget vurderinger
    2
    Har PhD-en din noe relevans ift forsterkerprosjektet, Asbjørn?
    Tja. Jeg var formelt registrert i EECS Dept, men i et interdepartementalt program i Operations Research, så jeg var like mye over på Business School. Kontrollteori var innenfor fagfeltet, men ikke det jeg jobbet mest med. Jeg tok et kurs i matematisk topologi for å få grunnlaget for å kunne gå videre i moderne kontrollteori, men har sjelden vært på så dypt vann som akkurat der. Det fikk definitivt dette prosjektet til å se enkelt ut i sammenligning. Jeg fokuserte mer på anvendt sannsynlighetsregning og stokastiske prosesser. Avhandlingen var en stokastisk analyse av forholdsvis enkle styringssystemer for produksjon med upålitelige maskiner. Det siste jeg gjorde før jeg leverte avhandlingen var å kjøre grep på filen for å forsikre meg om at ordet "theorem" ikke forekom i den.
     

    Armand

    Bransjeaktør
    Ble medlem
    13.08.2005
    Innlegg
    3.157
    Antall liker
    7.682
    Sted
    Kongsberg
    Kortene er ferdig produsert og er nå i UPS's hender. Siste oppdatering var at de ankom Hong Kong i går, så da er de nok her i midten av neste uke. Alle delene er på lager hos meg så neste helg vet vi nok mer om hvordan dette kommer til å virke. De siste oppdateringer fra Asbjørn har jo ikke akkurat lagt listen lav og jeg kjenner forventningspresset stiger :eek: De OPA1612 chippene har gitt meg hodebry tidligere og vi får håpe at de hensyn som er tatt til dette på PCB layout gjør at de oppfører seg som de skal.
     

    Asbjørn

    Rubinmedlem
    Ble medlem
    26.03.2006
    Innlegg
    38.472
    Antall liker
    39.576
    Sted
    Vingulmǫrk
    Torget vurderinger
    2
    Ikke meningen å bygge noe forventningspress her, bare skape en mild interesse for hvordan dette går. Jeg er ihvertfall litt spent. :)

    Tingen med OPA1611/1612 er at open loop gain-kurven sikksakker ved 10 og 30 MHz:
    http://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa1612.pdf
    Annotation 2019-05-19 151403.jpg


    Jeg fiklet en del med komponentverdier i simuleringene for å parere det der. Det var egentlig lettere enn jeg hadde trodd, på grunn av en annen endring som vi allerede gjorde før forrige prototyp. Jeg er behersket optimist og tror dette bør fungere helt fint i Bifrôst, men at det vil sparke bena vekk under en Modulus-86 om man bare dropper inn en OPA1612 der i stedet for LME49720. Tom beskrev den knekken ved 10 MHz som "really annoying". Men jeg vet jo ikke hvor nøyaktige hverken den grafen eller Spice-modellene fra TI er.
     
    Sist redigert:

    Naturlig

    Hi-Fi entusiast
    Ble medlem
    16.01.2015
    Innlegg
    266
    Antall liker
    351
    Sted
    Nevlunghavn
    Torget vurderinger
    1
    Apropos idle losses: Jeg ser at Bruno har greid å redusere dem til 1,7 W i Eigentakt 1ET400A.
    https://www.purifi-audio.com/eigentakt/

    Det forklarer hvorfor THD+N ikke er enda mye bedre enn i NCore. Han har optimert switchingen for å redusere tomgangstapene, på bekostning av høyere støy og forvrengning i utgangstrinnet, og så har han økt NFB rundt kretsen fra 53 dB i NCore til 75 dB i Eigentakt for å korrigere. Netto resultat: Tomgangstapene redusert fra 4,5 W til 1,7 W, THD+N redusert fra -103 dB til -116 dB, og utgangsstøyen redusert fra 23 uV til 11,5 uV (riktignok A-vektet).

    Smart fyr, denne Bruno. Det hjelper å ikke lide av NFB-angst. Dette er et godt eksempel på hvordan konvensjonell hifi-visdom om NFB'ens vederstyggelighet har hindret bransjen fra å utvikle langt bedre forsterkere enn de vi har hatt de siste 20-30 årene. Tryggest å holde seg til samme arkitektur som på en Sony fra 1978 og skryte av bedre internkabling.

    Bruno har laget en forsterker som benytter NC1200 og hvor det i omtalen sies at den "are so immune to speaker loading".
    https://www.mola-mola.nl/readmore/review-read.pdf
     

    Asbjørn

    Rubinmedlem
    Ble medlem
    26.03.2006
    Innlegg
    38.472
    Antall liker
    39.576
    Sted
    Vingulmǫrk
    Torget vurderinger
    2
    Ja, hele UcD og NCore-serien er nokså immun mot høyttalerlast. Sitat fra artikkelen du linker til:
    Many Class D amps still use a bridged (H-network)
    architecture where the amp/speaker frequency response is hugely influenced
    by undulations in the speaker’s load impedance. Reviews of these products are
    typically reviews of the specific amp/speaker combination. But not here... Ncore’s
    novel compensation offers a vanishingly low (5-9mohm) output impedance [red
    trace, inset Graph], only rising steeply above an ultrasonic 60kHz.
    So, while the
    Kaluga has a very subtle treble roll-off, its response varies by less than ±0.1dB
    from 8ohm down to 1ohm loads [black and green traces]. Very few amplifiers,
    Class D or otherwise, are so immune to speaker loading.
    Som nevnt anslår jeg utgangsimpedans mindre enn 1 milliohm fra Bifrôst, fordi vi har 90-100 dB NFB der NCore har 53 dB (og Eigentakt 75 dB), men utgangsfilteret og internkablingen vil legge til litt mer. Vi bør uansett havne godt under de 5-9 milliohm HFN målte i Kaluga. Det tallet er litt høyere enn jeg hadde forventet, så jeg mistenker at måleriggen til HFN legger til litt impedans, f eks seriemotstanden i målekablene. En NCore alene bør ha 0,6-1,0 milliohm rett fra forsterkerkortet, Bifrôst anslagsvis et godt stykke under det igjen.

    Effekten av NFB er at den hele tiden måler spenningen på utgangen og sammenligner med signalet x tilsiktet gain. Hvis utgangsspenningen er lavere (eller høyere) enn forventet vil den kompensere for det. Resultatet blir ekstremt lav utgangsimpedans, siden forsterkeren aktivt kompenserer for eventuelle avvik. Det er like morsomt hver gang noen forsøker å forklare den feilkorreksjonen uten å bruke det "stygge ordet" NFB.

    I en parallellisert Bifrôst-versjon med flere forsterkerkort for å drive lavimpedante laster vil det være nødvendig med noen små effektmotstander på utgangene for å fordele lasten. Det vil typisk være 0,1 ohm, så en quad Bifrôst vil ha en utgangsimpedans tilsvarende fire slike i parallell + den egentlige utgangsimpedansen, dvs ca 25 milliohm rent resistiv og frekvensuavhengig. Det skulle gi en dempefaktor på 320 med en 8-ohms høyttaler, mer på høyde med en "vanlig" muskelforsterker, og fortsatt mer enn nok til å holde kontroll på enhver høyttaler.
     
    Sist redigert:

    Armand

    Bransjeaktør
    Ble medlem
    13.08.2005
    Innlegg
    3.157
    Antall liker
    7.682
    Sted
    Kongsberg
    Kretskortene ankom i dag. Det klør i fingrene etter lodde, men det er et annet prosjekt som må gjøres først. Da har jeg motivasjon til å bli fort ferdig med det:)
    Screen Shot 05-23-19 at 08.32 PM.jpg
     

    Armand

    Bransjeaktør
    Ble medlem
    13.08.2005
    Innlegg
    3.157
    Antall liker
    7.682
    Sted
    Kongsberg
    It's alive !

    På selveste bursdagen min våknet den nye Bifrôst til live.
    Den startet opp uten problemer på første forsøk og oppfører seg perfekt.

    Her ser vi støygulvet med kortsluttede innganger til venstre og med 10uV signal 1kHz til høyre.
    Screen Shot 05-31-19 at 02.41 PM.jpg


    10uV blir forsterket 10 ganger til 100uV. I 8 ohm er det 1,25nW effekt. Det tilsvarer 11dB SPL på en 100dB høyttaler på 1 meter. Støygulvet ligger 1000 ganger lavere. :cool:

    Her leverer den 100W i 8 ohm
    Screen Shot 05-31-19 at 02.44 PM.jpg


    0,00047% er det laveste jeg kan måle med min UPV Audio Analyzer. Og det er andre og tredje harmoniske som typisk dukker på på UPV. Jeg tipper Bifrôst har enda lavere forvrengning enn de -120dB vi ser her. Legg merke til at det eneste sporet av høyere ordens forvrengning er fjerde ordens på -132dB. Var det noen som sa at NFB gir masse høyere ordens forvrengning? :rolleyes:


    Bedre bursdagsgave kunne jeg ikke fått :). Gratulerer til Asbjørn også som står bak de teoretiske prinsippene.
    Nå blir det kake :)

    Jeg kommer tilbake med flere og grundigere målinger senere.
     

    Trondmeg

    Æresmedlem
    Ble medlem
    28.12.2003
    Innlegg
    13.189
    Antall liker
    8.381
    Torget vurderinger
    12
    Grattis med dagen da, og med vellykket utvikling så langt.
     

    Ine123

    Hi-Fi freak
    Ble medlem
    20.09.2013
    Innlegg
    2.868
    Antall liker
    4.769
    Sted
    Halden
    Hei Armand :)
    Gratulerer med dagen og med vellykket prototype ! :) Herlig når ting virker som tiltenkt ! Og gratulerer også til Asbjørn :)
    Spennende å lese hva to kloke hoder kan få til !
    Mvh
    Johnny
     

    coolbiz

    Hi-Fi freak
    Ble medlem
    31.03.2006
    Innlegg
    9.433
    Antall liker
    5.085
    Sted
    Sydvestlandet
    Torget vurderinger
    2
    Fin tråd om interessant og artig prosjekt!

    ..
    Nå driver jeg høyttalerne med klasse D-forsterkere (NCore og UcD) i en hybrid-konfigurasjon, hvor bassene har hver sin DSP- og forsterkerkanal mens toppene deler en kanal via passive førsteordens delefiltre. Det låter veldig, veldig bra. Både fraværet av crossover-forvrengning og jerngrepet over elementene fra klasse D-forsterkerne bidrar nok til det. Men jeg synes fortsatt det mangler litt i "plutselighet" og attakk sammenlignet med levende lyd,
    ..
    Er evnen til å reprodusere "plutselighet" noe som viser igjen på målinger? I så fall, på hvilken måte?
     

    Naturlig

    Hi-Fi entusiast
    Ble medlem
    16.01.2015
    Innlegg
    266
    Antall liker
    351
    Sted
    Nevlunghavn
    Torget vurderinger
    1
    Gratulerer mye med dagen Armand! Og til dere begge: en stor gratulasjon med å få Bifrôst til å fungere som tiltenkt! Venter med spenning på fortsettelsen, en ingeniørbragd som blir/kommer til på bli lagt merke til.
     

    Asbjørn

    Rubinmedlem
    Ble medlem
    26.03.2006
    Innlegg
    38.472
    Antall liker
    39.576
    Sted
    Vingulmǫrk
    Torget vurderinger
    2
    Er evnen til å reprodusere "plutselighet" noe som viser igjen på målinger? I så fall, på hvilken måte?
    Det er det vi ikke helt vet, men forsøker å finne ut av. :)

    Hypotesen er at fasekorrekt gjengivelse av ledende flanke i en transient har noe med det å gjøre. Altså vil jeg sette ett forsterkerkort og en DSP-kanal på hvert høyttalerelement og korrigere for løpetider etc for å få transienten samtidig til lytteposisjon fra alle elementer. Så jeg behøver en skokk små forsterkere. Dessuten mistenker jeg at dette vil kreve noe større båndbredde enn hva en klasse D-forsterker med sitt induktive utgangsfilter kan få til. Derfor er disse forsterkerne konstruert med 100 kHz båndbredde for å være på den sikre siden. Stort dynamisk spenn fra støygulvet til maksimal utstyring kan heller ikke skade. Da vil lyder smelle til fra en taus og «svart» bakgrunn, selv om det bare er en gitarstreng heller enn et kanonskudd.

    Men vi får vel høre etterhvert om disse viser seg å ha den egenskapen, og om det i det hele tatt er noen hørbar forskjell mellom disse og f eks Hypex NC400. Armands målinger over viser allerede at disse har vesentlig lavere støygulv og forvrengning enn NCore. Armand målte 15 uV støy, NC400 har 24 uV. Armand målte 0,00047 % THD+N ved 100 W ut, NC400 har 0,0007 %. Vi kommer også pent under støygulvet i de forskjellige Neurochrome Modulus-x86-forsterkerne, f eks 28,5 uV for Mod-286, samtidig som vi matcher dem på forvrengning. Derimot havner vi noe høyere enn Benchmark AHB2’s 7,1 uV. Ikke så verst. :)

    Forskjellen fra forrige prototype til denne er blant annet OPA1612 opamper i stedet for LME49740 og en god del høyere NFB. Denne har ca 88 dB NFB ved 20 kHz, forrige (og NCore) har 53 dB. Jevnt over har denne ca 50 dB mer NFB enn en vanlig 11x LM3886 eller LM4780 chipamp gjennom hele audiobåndet. Det betyr at de typiske 0,004 % (-88 dB) THD+N fra en brokoblet LM4780 (BR100 i AN-1192) reduseres til ca -138 dB. Det er godt under verdiene Armand målte, så vi kan gå ut fra at ingen ting av den målte støyen og forvrengningen kommer fra LM4780. Alt kommer fra de andre opampene, signalkilden, eller måleinstrumentet. Ytterligere økning av NFB f eks til 100 dB ved 20 kHz vil forsåvidt være kult, men vil ikke påvirke tallene.

    Når vi byttet til OPA1612 var det fordi denne har halve støytettheten og halve forvrengningen sammenlignet med LM49740. OPA1611 er derimot litt mer kilen på lastimpedans, så det blir en avveining mellom lave impedanser for lavest mulige støy eller høyere impedanser for lavest mulige forvrengning. Her prøvde vi å treffe en balanse mellom de to hensynene. Impedansene i den versjonen Armand bygde og målte er en god del høyere enn hva jeg simulerte for noen dager siden. Den målte forvrengningen nå er likevel litt høyere enn i forrige prototyp, så det er mulig at vi endte opp med å prioritere lav støy fremfor lav forvrengning denne gangen. Men det er kanskje riktig prioritering også.

    En annen ting som tyder på at Armands målinger ihvertfall delvis plukker opp «ekte» forvrengning fra kretsen er at spektrumet er litt annerledes enn i forrige versjon. Den manglet totalt fjerdeordens forvrengning, men kunne noen ganger vise et hint av femteordens. Denne versjonen viser et monotont fallende spektrum med andre-, tredje- og fjerdeordens, men ikke femteordens. Mye av den målte andre- og tredjeordens forvrengningen kommer nok fra måleinstrumentet og/eller signalkilden, men jeg tipper det er en signatur av OPA1612 vs LME49740 vi ser i fjerde- og femteordens.

    Det vil være OPA1612’ene som setter begrensningen for hvor lavt vi kan komme i THD+N. Det er tre av dem med litt forskjellige gain og impedanser. En enkelt OPA1611 med enten +10x eller -1x gain har THD+N rundt -136 dB. Med tre av dem i serie burde THD+N rundt 128-130 dB være mulig, men vi vil jo ikke være i stand til å måle det, langt mindre høre det.
     
    Sist redigert:

    Asbjørn

    Rubinmedlem
    Ble medlem
    26.03.2006
    Innlegg
    38.472
    Antall liker
    39.576
    Sted
    Vingulmǫrk
    Torget vurderinger
    2
    Databladet på R&S UPV Audio Analyzer:
    https://scdn.rohde-schwarz.com/ur/p...ts/pdf_1/UPV_dat_sw_en_0758-1306-22_v0400.pdf

    Måleinstrumentet har typisk -105 dB + 2 uV THD+N og -115 dB THD for signaler større enn 2,5 V, forutsatt at det har UPV-B1 low distortion generator option og gjør målinger med 22 kHz båndbredde. De +2 uV stemmer ganske bra med forskjellen mellom beregnet og målt støy med de aktuelle impedansene, men det vil være en hel liten utfordring å måle THD og THD+N her.
     

    Asbjørn

    Rubinmedlem
    Ble medlem
    26.03.2006
    Innlegg
    38.472
    Antall liker
    39.576
    Sted
    Vingulmǫrk
    Torget vurderinger
    2
    Banana Airlines burde ikke være noe problem, nei. :)

    Jeg sjekket også databladet på en Audio Precision APx-555. Selv med en slik blir det litt krevende å måle THD+N fra Bifrôst: https://www.ap.com/analyzers-accessories/apx555/
    With a typical residual THD+N of -120 dB and over 1 MHz bandwidth, the APx555 surpasses the analog performance of all other audio analyzers, including a 5 dB improvement compared to our 2700 Series analyzer. Add to this FFTs of 1.2 million points and full 24-bit resolution, and you have performance unmatched by any other instrument.
    Residual THD+N (22 kHz BW)
    –117 dB + 1.0 µV
    Typically <–120 dB (1 kHz, 2.0 V)
    Jeg gjorde et overslag på THD+N ved å regne root sum square av THD+N fra databladet for OPA1612 for hver av de tre opampene + utgangstrinnet. Da tok jeg hensyn til gain og lastimpedans i hver posisjon. Jeg kom til THD+N på ca -123-124 dB ved 20 kHz, målt med 80 kHz båndbredde. Ved 1 kHz bør det bli en god del lavere, under -130 dB, men forvrengningen fra opampene vil være begravd i støygulvet. Her er vi på så lave nivåer at små effekter som signalavhengig chip-temperatur, induktans i traces til bypass-kondensatorer og gjensidig induksjon mellom traces fort kan bli dominerende forvrengningskilder. Det er ikke med i dette overslaget. Armand har gjort en layout som burde være nokså motstandsdyktig mot slikt, så det bør ikke bli altfor mange dB der heller.

    Jeg tror det er mulig å ca halvere støyen fra det nivået Armand nettopp målte. "Benchmark" er fortsatt Benchmark AHB2 med 7,1 uV støy som stereo og 9,8 uV som brokoblet mono. Vi bør kunne slå de tallene, ihvertfall med to kort hhv i parallell og i stereo på samme måte som hver AHB2 består av to forsterkerkort. 130 dB SNR med 100 W i 8 ohm (28,3 V RMS) betyr mindre enn 8,9 uV støy uvektet 20 Hz - 20 kHz.

    Benchmark oppgir <-119 dB THD i stereo og <-120 dB i mono, men med bare 20 kHz båndbredde på målingen. Det tror jeg vi allerede matcher, så det bør være mulig å slå "the cleanest, quietest amplifier on the planet" på både forvrengning og støy. Vi slår den formodentlig allerede mht CMRR og dempefaktor (dvs utgangsimpedans), men har valgt å begrense båndbredden til 100 kHz i stedet for 200 kHz som i AHB2.

    Det er mer krevende å slå forvrengningen fra Halcro Eclipse som oppgir <-126 dB THD opp til 20 kHz målt med 100 kHz båndbredde og intermodulasjonsprodukter <-126 dB med 19+20 kHz. At vi allerede grisebanker Eclipse mht støy vet vi fra før. Det er en grunn til at Halcro bare oppgir tall for THD og ikke THD+N. Vi vet også at den har vanvittige 60x gain, så all støy fra kilder og preamp vil også bli blåst opp med 60x.

    Den interessante utfordringen er hvor nær vi kommer å slå både AHB2 mht støy (>130 dB SNR) og Eclipse mht forvrengning (<-126 dB THD) samtidig. Vi greier nok ikke begge deler, langt mindre å måle det, men det er omtrent der grensen vil gå for hva dette lille DIY-prosjektet er i stand til å gjøre. :)
     
    Sist redigert:

    Armand

    Bransjeaktør
    Ble medlem
    13.08.2005
    Innlegg
    3.157
    Antall liker
    7.682
    Sted
    Kongsberg
    Nå skal jeg ikke trekke i tvil at Eclipse faktisk har så lav forvrengning, men det ville vært interessant å visst hvordan de måler det siden det ikke finnes kommersielle instrumenter som klarer det.
    Det er en gruppe på DiyAudio som sysler med ultra low distortion målinger. Jeg skal ta en runde med de gutta og høre om man kan lage seg noe såpass presist selv. Hvis vi bare kunne måle det ved en spesifikk frekvens ville det gitt oss en inikasjon
     

    Asbjørn

    Rubinmedlem
    Ble medlem
    26.03.2006
    Innlegg
    38.472
    Antall liker
    39.576
    Sted
    Vingulmǫrk
    Torget vurderinger
    2
    Jeg mistenker at Halcro ikke kan måle det, de heller, men at det er basert på beregninger. Uansett virker det som en merkelig prioritering å presse THD ned til så lave nivåer som dette og totalt ignorere støy. 5 nV/sqrt(Hz) inngangsrelatert blir til 300 nV/sqrt(Hz) på utgangene av en 60x forsterker. Total støy og SNR blir deretter.
     

    Snickers-is

    Bransjeaktør
    Ble medlem
    05.02.2004
    Innlegg
    18.441
    Antall liker
    16.739
    Sted
    Østfold
    Jeg snakket med Tytte om disse Benchmarkene. Han mente det ikke var helt samsvar mellom de målingene og hva forsterkerne faktisk leverer av støy. Forøvrig er vel den oppgitte støyen A-vektet, og har jeg forstått rett benyttes både 3 og 6dB som faktor av ulike produsenter. Det betyr uansett at summert støy enten er ca 10 eller ca 14uV i audioområdet.
    Armand hadde ikke du et triks der du filtrerte bort selve signalet for å få mer headroom på instrumentet? Eller er det ikke noen vits med den spenningen vi har her?

    Sent fra min SM-G965F via Tapatalk
     

    Drossel

    Æresmedlem
    Ble medlem
    05.05.2012
    Innlegg
    10.578
    Antall liker
    3.561
    New Class D regulator.

    Armand posten har netop været forbi med den pakke jeg sendte til dig. De havde forvekslet afsender og modtager. Han tog den med igen.
     

    Asbjørn

    Rubinmedlem
    Ble medlem
    26.03.2006
    Innlegg
    38.472
    Antall liker
    39.576
    Sted
    Vingulmǫrk
    Torget vurderinger
    2
    Jeg snakket med Tytte om disse Benchmarkene. Han mente det ikke var helt samsvar mellom de målingene og hva forsterkerne faktisk leverer av støy. Forøvrig er vel den oppgitte støyen A-vektet, og har jeg forstått rett benyttes både 3 og 6dB som faktor av ulike produsenter. Det betyr uansett at summert støy enten er ca 10 eller ca 14uV i audioområdet.
    Benchmark oppgir dette:
    SNR & DYNAMIC RANGE
    Rated output relative to output noise, inputs shorted

    132 dB A-weighted, Stereo Mode
    135 dB A-weighted, Mono Mode
    130 dB Unweighted, 20 Hz to 20 kHz, Stereo Mode
    133 dB Unweighted, 20 Hz to 20 kHz, Mono Mode

    NOISE VOLTAGE
    Output noise voltage, A-weighted, inputs shorted

    -103 dBV, -101 dBu, 7.1 uVrms, Stereo Mode
    -100 dBV, -98 dBu, 9.8 uVrms, Mono Mode
    Det ser ut som om A-vektingen deres utgjør ca 2 dB. Hvis vi legger på 2 dB på de oppgitte tallene får vi hhv 8,9 uV og 12,3 uV uvektet. Det er overkommelig.

    Eneste uavhengige måling jeg har funnet er denne: http://www.htguide.com/forum/showthread.php?43141-Benchmarking-the-Benchmark-AHB2-Amplifier

    De måler bl a 0,001 % THD+N ved 1 W (2,83 V RMS) og 0,003 % ved 0,12 W (1 V RMS). Hvis vi antar at THD+N er bare støy ved så lave effekter er det 90 dB ned fra 1 V og 119 dB ned fra 28,3 V RMS. Det skulle tilsi ca 32 uV, men dette er målt med 90 kHz båndbredde og ikke direkte sammenlignbart.
     

    andreas

    Hi-Fi freak
    Ble medlem
    03.10.2003
    Innlegg
    2.368
    Antall liker
    151
    Ikke støy og ikke forvrengning, ikke mye "låt" da:)
     

    Asbjørn

    Rubinmedlem
    Ble medlem
    26.03.2006
    Innlegg
    38.472
    Antall liker
    39.576
    Sted
    Vingulmǫrk
    Torget vurderinger
    2
    ...hvilket er stort sett hele poenget. En forsterker skal ikke "låte", bare formidle og forsterke.

    Arbeidshypotesen er at det vil være veldig, veldig vanskelig å høre forskjell på disse og f eks en Hypex NC400 med matchet gain, med mindre man legger øret inntil diskantelementet og måler hvor mange millimeter unna man må være før man hører susing. Man hører garantert ikke forskjell på disse forvrengningsnivåene gjennom en høyttaler med ca 0,3 % THD med omtrent samme forvrengningsspektrum. Om de også viser seg å gi en subjektivt økt opplevelse av "dynamikk" og "plutselighet" vil det være en bonus, som i så fall sier noe interessant om hvordan øret fungerer.
     
    Sist redigert:

    Armand

    Bransjeaktør
    Ble medlem
    13.08.2005
    Innlegg
    3.157
    Antall liker
    7.682
    Sted
    Kongsberg
    Jeg snakket med Tytte om disse Benchmarkene. Han mente det ikke var helt samsvar mellom de målingene og hva forsterkerne faktisk leverer av støy. Forøvrig er vel den oppgitte støyen A-vektet, og har jeg forstått rett benyttes både 3 og 6dB som faktor av ulike produsenter. Det betyr uansett at summert støy enten er ca 10 eller ca 14uV i audioområdet.
    Armand hadde ikke du et triks der du filtrerte bort selve signalet for å få mer headroom på instrumentet? Eller er det ikke noen vits med den spenningen vi har her?

    Sent fra min SM-G965F via Tapatalk
    Det hadde vært interessant å fått lånt en slik Benchmark og gjort målinger selv. Hvis noen har en eller kjenner noen som har så gi meg gjerne et tips.
    Jo, jeg har et triks i ermet som går på å redusere selve signalet før det går inn i måleriggen. Det er et twin-T notch filter som er tunet til 1kHz og som demper 1kHz med ca. 40dB. 2khz dempes 10dB og 3kHz kun 1dB. Siden signalet blir redusert 30dB mer enn 2 harmonisk skulle man i teorien øke måleområdet med 30dB. Jeg skal prøve dette, men det tar noen dager før jeg får tid.
     

    Asbjørn

    Rubinmedlem
    Ble medlem
    26.03.2006
    Innlegg
    38.472
    Antall liker
    39.576
    Sted
    Vingulmǫrk
    Torget vurderinger
    2
    ^Bra timing. SINAD @ 5 W in 4 ohm er målestokken. De vi liker å sammenligne oss med er topp tre, mens Halcro vil nok aldri sende en Eclipse hit for testing.

    Best Audio Amplifiers 2019 Reviewed.jpg


    Støyen i AHB2 måles til -113 dB under 5 W @ 4 ohm. De 5 W er 4,47 V RMS, så støyen må være ca 10 uV.

    Hvis vi går ut fra at Bifrôst også vil være dominert av støy ved 5 W og 1 kHz (og det vil den være), så er de 15 uV Armand målte 20 log(4,47/15e-6) = 109,5 dB. Altså plasserer Bifrôst seg nå midt mellom AHB2 og NC400 i denne rankingen. Hvis vi reduserer støyen til f eks 8 uV får vi en SINAD på 115 dB og en nokså klar førsteplass. :cool:

    Hvis jeg gjettet riktig med ca 45 uV støy ut fra Halcro Eclipse vil den havne nokså nøyaktig på 100 dB SINAD og likt med Mod-286. Da må Mod-286 tydeligvis ha gjort det en god del dårligere i testen her enn hva Toms egne måledata skulle tyde på, siden de oppgitte 29,5 uV støy skulle tilsi 104 dB SINAD. Testen pekte også på et antall andre småting med Mod-286:
    https://www.audiosciencereview.com/...urements-of-neurochrome-modulus-286-amp.6443/

    En B&O ICEpower 100AS har oppgitt 103 uV støy, tilsvarende 93 dB SINAD og en grei femteplass på listen, mens en Hypex UcD180HG har 30 uV støy, 103,5 dB SINAD og havner mellom NC400 og Mod-286.
    https://icepower.dk/support/#download-expand
    https://www.diyclassd.com/product/ucd180hg/4

    Purifi/Eigentakt har oppgitt 11,5 uV, men A-vektet. Hvis vi er generøse og antar at A-vektingen bare gir 2 dB fordel, vil den også ha uvektet støy rundt 15 uV og komme likt med Bifrôst. En klasse D-forsterker. Slik kan vi ikke ha det. ;)
    https://www.purifi-audio.com/eigentakt/
     
    Sist redigert:

    Snickers-is

    Bransjeaktør
    Ble medlem
    05.02.2004
    Innlegg
    18.441
    Antall liker
    16.739
    Sted
    Østfold
    Nå er vi jo på et nivå der støy ikke lenger er kritisk. Mye viktigere er hvor mye støy man har før gain.

    Jeg er mer nysgjerrig på hvordan denne Benchmarken (og Bifrosten så klart) klarer seg med litt vanskeligere laster. Kan heller ikke se at målingene i linken viser noe særlig om hva som skjer ved reaktive laster.
     

    Asbjørn

    Rubinmedlem
    Ble medlem
    26.03.2006
    Innlegg
    38.472
    Antall liker
    39.576
    Sted
    Vingulmǫrk
    Torget vurderinger
    2
    Det er lenge siden vi var bortenfor hva som gjør noen hørbar forskjell, så nå er det mest for sportens del. :)

    Jeg simulerte reaktive laster for noen uker siden. Bifrôst ser ut til å tåle usannsynlig mye. Den har også mikroskopisk lav og flat utgangsimpedans, så jeg ser ikke helt hva som skulle vippe den av pinnen. Vi får vel se (og høre) etterhvert om det også gjelder med den fysiske forsterkeren og en reell høyttaler, ikke bare i simuleringen.
    https://www.hifisentralen.no/forume...78-hva-med-noen-chipamper-17.html#post2910309

    Når man tar frem lupen for å titte etter svakheter på noe slikt som AHB2 finner man alltids noe. Det er litt påfallende hvordan dempingsfaktoren faller med økende frekvens:

    Annotation 2019-06-04 190853.jpg


    Den "lille" klasse A-forsterkeren som driver lasten direkte ved lave effekter er musestille og har lav forvrengning, så AHB2 får veldig bra THD+N ved lave effekter, men her ser vi at den "store" forsterkeren i den ikke har så veldig mye NFB øverst i audiobåndet når den tar over ved høyere effekter. Den har hele 0,25 ohm utgangsimpedans ved 20 kHz, men 23 milliohm ved 20 Hz. Det er også derfor intermodulasjonsforvrengningen ved full effekt i 19+20 kHz ser litt medioker ut sammenlignet med Bifrôst. Hvis man skal provosere AHB2 til å vise farge på en eller annen måte ville jeg forsøkt med en tungdrevet elektrostat med lav impedans i diskanten. Om det er nok til å skape hørbare avvik i frekvensgang eller forvrengning med tilstrekkelig tungdrevne laster vet jeg ikke, men det er en åpenbar mulighet til et "sammenlignet med produkt X"-argument for Bifrôst.

    Du vet, the cleanest, quietest amplifier on the planet, og så har vi minst 20 dB lavere intermodulasjonsforvrengning allerede i forrige prototype: https://www.hifisentralen.no/forume...78-hva-med-noen-chipamper-17.html#post2914133
     
    Sist redigert:

    Snickers-is

    Bransjeaktør
    Ble medlem
    05.02.2004
    Innlegg
    18.441
    Antall liker
    16.739
    Sted
    Østfold
    Kult det. Jeg regner med det gikk litt fort i svingene der, 20kHz vs 20kHz skulle kanskje være vs 20Hz, og lavere utgangsimpedans skulle sikkert være lavere dempningsfaktor?

    Men Bifrost har jo ikke helt ubegrenset strømkapasitet. Det jeg lurer på er om, siden den tross alt er en klasse AB, vil slite med effektomsetningen i chippen ved reaktive laster og dermed også vil slite med å være stabil i reaktive laster enn i resistive laster når det går en smule hett for seg. Det kan jo se ut til at AHB2 også vil slite en smule akkurat der.

    Det ser ut som om du kjenner litt til kretsen i den, er AHB2 en klasse D effekt på den ene polen, som feilkorrigeres av en liten klasse A på den andre polen, med lite spenningssving men relativt stor strømkapasitet?
     

    Asbjørn

    Rubinmedlem
    Ble medlem
    26.03.2006
    Innlegg
    38.472
    Antall liker
    39.576
    Sted
    Vingulmǫrk
    Torget vurderinger
    2
    Jepp, rettet nå.

    Ja, begrensningen i Bifrôst er strømkapasiteten pr forsterkerkort (11,5 A) og maksimalt spenningssving. Du har rett i at en last som provoserer frem tilstrekkelig stort strømtrekk vil få den til å klippe på strøm eller utløse beskyttelseskretsene i LM4780 med litt uforutsigbare konsekvenser. Det løser vi ved å sette tilstrekkelig mange forsterkerkort i parallell for en gitt lastimpedans. I prinsippet vil ett forsterkerkort greie 4 ohm, men tilstrekkelig reaktiv last i tillegg kan være et problem. Det skal ganske mye til. Jeg måtte opp i 3 uF koblet direkte over høyttalerterminalene i parallell med en simulert 8 ohm høyttalerlast for å få den til å ringe så mye at den begynte å klippe på strømtrekk, og selv da hadde den ingen problemer med å snelle seg inn igjen uten ustabilitet. I simuleringen, vel og merke.

    Jeg ville nok sagt at ett kort er for 8 ohm og opp, to for 4 ohm og opp, og fire for 2 ohm og opp. Halvert støy i hvert steg er en tilleggsbonus. Derimot er det ikke så mye å gjøre med spenningssvinget. Vi håndterer spenningsklipping nokså elegant, men LM4780 tåler ikke mer enn +/- 40 V forsyningsspenning uansett kjøling, så det blir en hard begrensning på hvor mye effekt som er mulig i høye impedanser. I prinsippet er ca 225 W i 8 ohm mulig, men det skal godt gjøres å bli kvitt så mye varme fra en så liten chip. 100-130 W i 8 ohm er innenfor de termiske anbefalingene fra TI.

    Jeg har lest patenten på AHB2, ja. Den har en liten klasse A-forsterker som er koblet som feedforward og driver lasten direkte ved små spenningssving, og så en større klasse B-forsterker som tar over ved behov for høyere effekter. Den er single ended med begge forsterkere i parallell på pluss-siden. Den er også en komposittforsterker, i den forstand at klasse A-forsterkeren fungerer som drivertrinn for klasse B-forsterkeren og tar NFB fra utgangen på denne. Forsyningsspenningene justeres dynamisk etter behov, så tomgangstrømmen blir nokså lav selv med stor effektkapasitet. Noen ville kalt den en klasse G eller klasse H-forsterker.

    https://patentimages.storage.googleapis.com/ff/ac/b2/1490b909e94546/US8004355.pdf
    Annotation 2019-06-04 193604.jpg
     
    Sist redigert:

    Asbjørn

    Rubinmedlem
    Ble medlem
    26.03.2006
    Innlegg
    38.472
    Antall liker
    39.576
    Sted
    Vingulmǫrk
    Torget vurderinger
    2
    Jeg så litt på hvordan vi kan optimere Bifrôst for rankingen i Audiosciencereview. Det er SINAD ved 1 kHz @ 5 W i 4 ohm som er hovedkriteriet.

    Det blir i praksis en øvelse i lavest mulige støy, som igjen blir et spørsmål om å finne riktige impedanser rundt de enkelte opampene. Den termiske støyen fra motstandene øker som kvadratroten av motstandsverdien i ohm, men vi vil heller ikke gå så lavt at opampen begynner å forvrenge og i verste fall klippe pga høyt strømtrekk. Det er mulig å gå en del lavere enn impedansene i versjonen Armand bygde og testet. Støyen blir også lavere ved lavere gain, så vi setter den til 9 dB, samme som "low gain" i testen av AHB2. I 4 ohm er det tryggest med to kort i parallell, noe som både sikrer tilstrekkelig strømkapasitet og reduserer støyen med enda noen dB.

    Så vi forestiller oss en dual Bifrôst med en delt 300 W SMPS og 9 dB gain. Den vil gi 200 W + 1 dB headroom før den begynner å klippe i 4 ohm. Simulert støytetthet på utgangene ser slik ut, og jeg innrømmer igjen at jeg har skjøvet "noise shaping" litt opp i frekvens her, nå omtrent som i NCore. Området 10 - 20 kHz er halve båndbredden og vekter tungt i en slik beregning som dette.

    Annotation 2019-06-04 233653.jpg


    Integrert blir det 4,44 uV total støy til 20 kHz. De 5 W i 4 ohm er fortsatt 4,47 V RMS. Da blir SNR = 20 log(4,47/4,44e-6) = 120.1 dB. Jeg vet ikke hva forvrengningen blir, men mye tyder på at den vil være begravd i støygulvet selv ved dette nivået. I så fall blir SINAD tilnærmet lik SNR, og vi vil slå AHB2 med 6-7 dB om denne simuleringen stemmer.

    Dette kan bli ganske morsomt, spesielt om noen titter oppi boksen og bare finner en Connex SMPS og to LM4780 på hvert sitt lille 5x8 cm kretskort. Det vil bli langt mer kognitiv dissonans enn harmonisk forvrengning, men den tror jeg ikke vi kan måle i decibel. :cool:
     
    Sist redigert:

    AAaF

    Overivrig entusiast
    Ble medlem
    12.01.2007
    Innlegg
    1.042
    Antall liker
    153
    Mulig eg har gått glipp av noko i denne interessante og lange tråden, men lurte på om det er planer om å lage ein versjon for LM3886? Eller føler dykk kanskje dette blir å gå i strupen på Neurochrome, og dette er noko dykk ikkje ønsker å gjere?
     

    Asbjørn

    Rubinmedlem
    Ble medlem
    26.03.2006
    Innlegg
    38.472
    Antall liker
    39.576
    Sted
    Vingulmǫrk
    Torget vurderinger
    2
    Det er ingen konkrete planer, men fullt mulig å gjøre. I prinsippet består en LM4780 av to LM3886 i samme pakke. Grunnen til at vi bruker LM4780 er en forestilling om at de to IC'ene inni kanskje er bedre matchet enn to tilfeldige LM3886. Kretsen blir også litt mer kompakt med mulighet for å holde pluss- og minus-traces bedre samlet for å kansellere ut- og innstråling. Det gjør at innstrålt støy i større grad vil vise seg som common mode og kanselleres over høyttaleren. Derfor er også alle andre opamper OPA1612 dualer, med bare ett unntak, en singel OPA277 som ikke egentlig er i signalveien. Dessuten gjør dette designet litt vanskeligere å kopiere for tilfeldige forbipasserende, spesielt etter at Armand kjøpte opp verdens samlede restbeholdning av LM4780'ere (eller nesten, i det minste). :)

    I prinsippet bør det være ganske enkelt å gjøre en LM3886-basert versjon hvis vi skulle ønske det, muligens med litt justeringer av feedback-kretsløpet hvis det blir vesentlige endringer i parasitics. Eneste funksjonelle fordel vil være at det blir litt lettere å bli kvitt varmen med de to IC'ene et stykke fra hverandre enn i samme pakke. Jeg tror det først blir aktuelt med en LM3886-versjon hvis og når vi har brukt opp LM4780'ene og eventuelt behøver å lage enda fler forsterkere, eller at en OEM vil kjøpe designet og av en eller annen ubegripelig grunn foretrekker å bruke IC'er som ennå er i produksjon og kan fås kjøpt over disk.
     
    Sist redigert:

    AAaF

    Overivrig entusiast
    Ble medlem
    12.01.2007
    Innlegg
    1.042
    Antall liker
    153
    OK, kunne nemleg vore interessert i eit sett eller to, dersom det skulle komme til det, og vart bekymra for at dykk ikkje skulle ha LM4780 igjen til meg:) Har ein forsterkar med LM3886TF, så då tenkte eg det meste låg til rette for å svappe ut relativt dårleg gjennomtenkt kina- PCB kanalar med noko særs gjennomtenkt frå dykk. Straumforsyning er jo allerede på plass, og av anstendig kvalitet. Rekner med det bare er å holde auge med denne tråden, så kjem vel meir info om evt salg seinare.
     

    Armand

    Bransjeaktør
    Ble medlem
    13.08.2005
    Innlegg
    3.157
    Antall liker
    7.682
    Sted
    Kongsberg
    Flere målinger

    Jeg har endelig tatt meg tid til å måle litt mer.
    Før jeg drar frem loddebolten og begynner å bytte komponenter ville jeg gjøre noen flere målinger av hvordan den er i dag så vi kan se etter forbedringer. Jeg viste i post 407 https://www.hifisentralen.no/forume...78-hva-med-noen-chipamper-21.html#post2922348
    at støygulvet ligger på 15uV og at den kan levere 100W i 8 ohm med 0,00047% THD+N.

    Nå ser jeg nærmere på IMD og THD. Dette er på mange måter bedre målinger. Ved å droppe noise og måle kun THD kan man se nøyaktigere på hvor lineær og nøyaktig forsterkeren er uten at støyen påvirker målingene. Til dette formålet har jeg kjøpt en superpresis oscillator som lager et ultrarent signal på 1kHz. Støynivået på denne er ikke like lavt som på UPV, men som nevnt så spiller det ingen rolle på disse målingene.

    Jeg blir gang på gang minnet om hvor nøye det er med ledningsføring og skjerming når man leter etter forbedringer på disse nivåene. ("Hva f... er det nå da?!" har blitt ytret i frustrasjon en del ganger). Oscillatoren ligger derfor inne i en ring av skjermende materiale. Kabler inn og ut må tvinnes og holdes med god avstand fra hverandre for å ikke kompromittere resultatene.
    Oscillator og Bifrost.jpg


    Med superoscillatoren som signalkilde ligger THD på 0,00007%. Det er det samme som tidligere prototype og indikerer muligens at det er analysatoren som er kilden til forvrengningen. Jeg ser også at ved å bruke UPV's interne generator går dette opp til 0,00011%
    Screen Shot 06-08-19 at 07.12 PM.PNG


    IMD.
    Asbjørn viste til Benchmarks AHB2 i post 333. Jeg satte opp målingen med eksakt samme signal på utgangen av forsterkeren.
    Bølgeformen ser slik ut nå 19kHz og 20kHz spilles samtidig. De vil modulere hverandre og vi får "et slags" signal som repeteres med 1ms (1kHz). Peak spenning er 40V og effekten i det øyblikket er 100W i 8 ohm.
    Screen Shot 06-08-19 at 07.16 PM.jpg


    Ved å se på spektrumet kan vi se hvor god forsterkeren er. Man ønsker seg minst mulig annet enn 19 og 20kHz.
    Screen Shot 06-08-19 at 07.20 PM.jpg

    De to signalene ligger på +23dBV. De to første sidebåndene ligger på -98dBV og -101dBV. Vi ser også at 1kHz ligger på -102dBV. Det er over 120dB lavere enn signalet og jeg tillater meg å vise til målingen fra AHB2.

    Screen Shot 06-08-19 at 07.25 PM.jpg

    Sidebåndene ligger "kun" 96dB lavere enn signalet og vi slår den med 24dB.

    Dette ser lovende ut :)

    Nå skal jeg bytte en gjeng med motstander og målet er å redusere støynivået uten at THD går opp.
     

    Snickers-is

    Bransjeaktør
    Ble medlem
    05.02.2004
    Innlegg
    18.441
    Antall liker
    16.739
    Sted
    Østfold
    Huff da, trist at det ikke ble bedre enn dette...

    Jaja, får håpe folk ikke hører så godt :D
     

    bambadoo

    Æresmedlem
    Moderator
    Ble medlem
    11.10.2002
    Innlegg
    22.657
    Antall liker
    11.783
    Sted
    Lørenskog
    Torget vurderinger
    16
    Alt det rare folk hører forskjell på så vil absolutt alt her være hørbart :)
    De ørene er mer presise enn all verdens måleinstrumenter.

    Noe Bybee på inngangene så kanskje det blir bra ;-)
     
    Sist redigert:

    Asbjørn

    Rubinmedlem
    Ble medlem
    26.03.2006
    Innlegg
    38.472
    Antall liker
    39.576
    Sted
    Vingulmǫrk
    Torget vurderinger
    2
    ^ Moroklumpen. :)

    Dette ser veldig, veldig bra ut. Det finnes ingen andre audioforsterkere på planeten som vil være i stand til å vise en tilsvarende IMD-måling. Selv om det også slipper gjennom noen strømforsyningsrelaterte frekvenser i Bifrôst, er det langt mindre enn i AHB2.

    AHB2 er allerede ekstremt bra. For å illustrere hvor stor forskjellen til mer «normale» forsterkere er, her er en tilsvarende test av Electrocompaniet AW400:

    https://www.stereophile.com/content/electrocompaniet-aw400-monoblock-power-amplifier-measurements
    C84736CE-0C40-4DE1-83F7-738948CF0659.jpeg


    Legg merke til at signalet her er ved -7 dB, så toppene ved ca -78 dB er tredjeordens forvrengning ca 71 dB ned fra signalet. I AHB2 ligger de ca 96 dB under signalet, og i Bifrôst 121-123 dB under signalet. Det er i «parts per billion»-området. Bifrôst har minst 50 dB lavere tredjeordens forvrengning enn AW400. Minst, fordi vi fortsatt er på grensen av hva måleinstrumentet kan gjøre.

    Her er state of the art Boulder 2150, 140 kg tung og priset til $99000:
    https://www.stereophile.com/content/boulder-amplifiers-2150-monoblock-power-amplifier-measurements
    0A541143-62A1-4B17-9373-19847314B1EC.jpeg


    Tredjeordens er ca 112 dB ned fra signalet. Det er «extraordinarily low» ifølge Atkinson, og det har han helt rett i, men vi slår den med 10 dB. Minst. Og vi bruker vel fortsatt en Connex SMPS strømforsyning til $69 og LM317/337 spenningsregulatorer til tre kroner stykket. :cool:

    Halcro DM58, om man kan stole på Atkinsons målinger:
    https://www.stereophile.com/content/halcro-dm58-monoblock-power-amplifier-measurements-part-2
    8726DB42-EFEC-4751-A2A2-8F2BF6E9EE4D.jpeg


    Høyeste forvrengningskomponent er femteordens ved ca -90-95 dB, mens tredjeordens ligger ved -95-100 dB. Om denne målingen stemmer slår vi den med 20 dB eller så.
     
    Sist redigert:
  • Laster inn…

Diskusjonstråd Se tråd i gallerivisning

  • Laster inn…
Topp Bunn