Аналоговый трансформаторный фильтр с выходным буфером на JFET
Идея использования трансформаторов в качестве аналогового фильтра уже была реализована в ЦАП AH-D7T, который я в своё время собрал, подключив к нему выходные буферы на JFET. С удовольствием «слушаю» эту конструкцию до сих пор,и меня очень устраивает получаемый от неё звук. Было интересно попробовать аналогичный фильтр с буфером в ЦАП AH-D16 Pro, и результат оправдал ожидания.
Схема выходного буфера заимствованау Joachim Gerhard, считаю её чрезвычайно удачной, и я уже неоднократно использовал её в своих конструкциях. Буфер обладает достаточно высокой нагрузочной способностью, что позволяет устранить влияние выходных цепей ЦАП на работу трансформатора.
Верхнее плечо буфера представляет собой истоковый повторитель с каскодным включением, позволяющим получить малую входную ёмкость. Нижнее плечо является динамической нагрузкой повторителя в виде источника тока и обеспечивает поддержание нулевого потенциала на выходе схемы за счёт работы однотипных транзисторов обоих плеч в одинаковых режимах.
Особенностью буфера, кроме применения исключительно JFET транзисторов и малого количества элементов, является отсутствие общей ООС — мне нравится «живое звучание» таких схем, и практически весь звуковой тракт у меня сейчас построен именно по такому принципу.
К недостаткам рассматриваемого буфера можно отнести относительную дефицитность JFET транзисторов BF862(вроде как они уже сняты с производства, но в Чип и Дип пока продаются хорошего качества, хоть и недёшево; покупать их на Алиэкспресс лучше не пытаться) и MMBFJ310, а также необходимость их подбора в пары по начальному току стока для верхнего и нижнего плеч. При большом разбросе этих параметров может возникнуть проблема с балансировкой схемы. От начального тока стока зависит также результирующая величина тока покоя, который не регулируется, поэтому желательно подобрать транзисторы с одинаковыми параметрами для обоих каналов. Я использовал для этой цели китайский тестер M328. Несмотря на то, что измеренные им значения для JFET могут отличаться от реальных значений больше, чем на порядок, и тестер может даже «перепутать» расположение выводов стока и истока (последнее вызвано скорее особенностями транзисторов JFET, чем недостатком измерительного прибора), по его показаниям вполне можно подобрать близкие по параметрам транзисторы.
При сборке одного из каналов фильтра «сходу» подобрать транзисторы BF862 в пару не удалось — не помогла даже их перестановка в плечах, поэтому один из «неудачных» транзисторов пришлось заменить на более подходящий, хорошо, что был запас. Ток покоя в одном канале буфера получился 14 мА, в другом — 10 мА, и я посчитал такой разброс приемлемым. Уход «нуля» на выходе схемы при прогреве с правильно подобранными транзисторами не превышает 1 мВ.
Первоначальную установку «нуля» на выходе схемы (потенциометром R5) и проверку получившегося тока покоя (по падению напряжения на резисторе R3)удобнее производить без трансформатора, временно подключив вместо его вторичной обмотки резистор номиналом 300 Ом, эквивалентным сопротивлению обмотки. В этом случае, принеобходимости, будет легче перепаивать транзисторы, расположенные снизу платы:
Транзисторы BF862 (VT1, VT3) характеризуютсядовольно большим начальным током стока (10..25 мА), высокой крутизной (более 35 мА/В) и способностью работать при пониженном напряжении исток-сток примерно от 1..2В. Первое обстоятельство позволяет получить достаточный выходной ток буфера (порядка 10..15 мА) при относительно малом значении номинала резистора R3, через который проходит выходной сигнал. Благодаря второй характеристике достигается низкое выходное сопротивление (не более 22..28 Ом без учёта сопротивления R3) и близкий к единице коэффициент передачи. Третья особенность уменьшает ток утечки затвора, увеличивая входное сопротивление, а также снижает требования к величине напряжения между истоком и затвором при рабочем токе стока для транзисторов VT2, VT4.В качестве VT1, VT3 подойдут CPH3910 (выходное сопротивление получится не более 25..33 Ом), NSVJ2394 (выходное сопротивление не более 26..50 Ом), 2SK209BL (выходное сопротивление возрастёт до 70..250 Ом).
Транзисторы MMBFJ310 (VT2, VT4) также имеют «приличный» начальный ток стока (24..60 мА), и они работают при том же выходном токе. В свою очередь, напряжение отсечки у транзисторов MMBFJ310 больше (2..6,5В), и оно влияет на рабочее напряжение между истоком и стоком транзисторов VT1, VT3 (с моими экземплярами транзисторов VT2, VT4 оно получилось в пределах 1,3..1,6В). Вместо MMBFJ310 можно использовать MMBFJ111.
Отсутствие общей ООС делает выходной буфер довольно чувствительным к качеству питания. Очень хорошо, что в ЦАП AH-D16 Pro применены качественные стабилизаторы! Конденсаторы в фильтрах питания C2, C3 — плёночные SMD с диэлектриком PPS типоразмера 1206 или 1210. Опытным путём установлено, что обычно достаточно номиналов ихёмкостейв пределах 0,01..0,033 мкФ; при увеличении номиналов возможно нарушение тембрального баланса в сторону преобладания ВЧ (кстати, на плате самого ЦАП фильтрующие плёночные конденсаторы устанавливаться не должны; на звук могут оказывать влияние даже шунтирующие ёмкости, установленные на входах стабилизаторов аналоговой части блока питания). Сейчас у меня установлены ёмкости C2, C3 по 0,01 мкФ. Для облегчения подбора емкостей снизу платы предусмотрены ещё два места параллельно C2, C3, так что можно начать с установки меньших номиналов (например 0,01 мкФ) и, в случае необходимости, добавить ещё, не выпаивая первые.
В результате многочисленных экспериментов выяснилось, что для получения «чистого» звука необходимо использовать сетевой фильтр на синфазном дросселе с двумя конденсаторами ёмкостью хотя бы по 0,22..0,33 мкФ в первичной цепи питанияаналоговой части ЦАП (питание цифровой части сейчас не рассматриваем). Причём существуют оптимальные комбинации емкостей сетевого фильтра, при которых звучание остаётся «прозрачным» и «чистым», но не теряет при этом своей «сочности» (в случае чрезмерного увеличения емкостей звук может стать слишком «гладким», «сухим», «неинтересным», и чем это объяснить, я не знаю; в сетевом фильтредля аналоговой части своего ЦАПа я установил конденсаторы по 0,47 мкФ).
Изначально планировалось использование трансформаторов собственной намотки на тороидальных сердечниках из нанокриcталлического железа, например, MSTAN-30S-TH, с намоткой одновременно в 4 провода по 500..1000 витков, при этом обмотки должны включаться последовательно, попарно, в результате первичная и вторичная обмотки получатся строго идентичными. Впоследствии выяснилось, что при такой намотке в 2 или 4 провода межобмоточная ёмкость получается слишком большой, и между обмотками образуется емкостная связь, в результате полоса пропускания трансформатора может доходить до единиц мегагерц, и функции фильтра не выполняются.
Так как платы фильтров имеют ограниченный размер (40 x 25 мм), применение сердечников большего размера крайне проблематично. На фотографиях ниже приведены возможные варианты размещения указанных сердечников тороидальных трансформаторов: горизонтально («плашмя») или вертикально.
При горизонтальном расположении трансформатора концы 4-х обмоток обмоток (8 выводов) запаиваются в специально предусмотренные отверстия в левой части платы, а потенциометр регулировки баланса придётся «навесить» на выводах за пределами платы:
При вертикальном размещении трансформатора потенциометр поместится на плате сбоку, а сам трансформатор можно будет пристегнуть к плате пластиковой стяжкой:
Концы выводов трансформатора при этом варианте запаиваются в отверстия в верхней части платы:
При любом из этих вариантов, на мой взгляд, конструкция получается громоздкой и некрасивой, и по этой причине я решил пойти «проторенной дорожкой», использовав готовые китайские трансформаторы R3 с Алиэкспресс (раньше я покупал их в магазине Zhifeng D electron Store, а в этот раз приобрёл вPony Electronics Audio Store), отказавшись от намотки собственных трансформаторов, хотя на платах этаопциясохранена.Впоследствии я всё же попробовал намотать собственные трансформаторы — об этом подробно описано ниже в виде дополнения к статье.
Параметры китайских трансформаторов R3 следующие:
- размер (Ш x Г x В): 26 x 25 x 20 мм;
- материал сердечника: пермаллой с 85% содержанием никеля;
- режим экранирования: медной фольгой вокруг сердечника;
- сопротивление постоянного тока: около 304 Ом;
- измеренная индуктивность: около 340 Гн;
- частотный диапазон: 20 Гц ~ 80 кГц -0,2 дБ;
- максимальный входной ток: 15 мА.
Элементы R1, C1 нужно подобрать для конкретных трансформаторов по минимуму выбросов на прямоугольном сигнале. Если этого не сделать, звук будет слишком «шумным», не «гладким» на ВЧ. Приведу примеры осциллограмм прямоугольного сигнала с частотой порядка 10 кГц на выходе вторичной обмотки трансформатора с разными номиналами R1, C1 (вход осциллографа нужно перевести в режим делителя 1:10).
Если не ставить R1, C1:
Если поставить неоптимальные номиналы (R1=220 Ом, C1=4n7):
С оптимальными номиналами (потенциометр R1=3,8 кОм, C1=1n):
С реальными номиналами, запаянными на плату (R1=3,9 кОм, C1=950 пФ):
Резистор R2, нагружающий трансформатор, ставить не нужно, так какпри его установке возрастают искажения, или можно подобрать его номинал порядка 1..10 МОм для «смягчения» звучания на высоких частотах, чтобы оно стало чуть-чуть как бы «сочнее», с почти незаметным снижением детальности.
Номинал резистора R4 должен примерно соответствовать реальному сопротивлению постоянному току вторичных обмоток трансформатора (у моих экземпляров — по 308 Ом).
При использовании собственных трансформаторов необходимо замкнуть припоем снизу платы перемычки J3, J4, J5, J6 — они подключают дорожки до отверстий под выводы трансформаторов на краях платы (если они не используются, то и незачем «тянуть» по плате лишние провода, поэтому по умолчанию эти соединения разорваны). Также на плате предусмотрена возможность отключения выходного буфера — для этого нужно разрезать снизу платы дорожку на перемычке J1 (по умолчанию она замкнута) и замкнуть припоем перемычку J2 — она соединит выход трансформатора напрямую с контактом выходного разъёма. Думаю, что в конструкции AH-D16 Pro такой вариант востребован не будет, так как в этом случае придётся исключить на плате ЦАП выходные T-фильтры, и под влиянием выходных соединительных кабелей звук безусловно деградирует. Тем не менее, для экспериментов с другими вариантами буферов такая возможность может оказаться полезной.
На плате фильтра предусмотрена установка подстроечного многооборотного резистора R5 номиналом 10 Ом типа SMD 3224W или выводного типа 3296W — навесным монтажом (выводы резистора лучше при этом наполовину укоротить):
Так как фильтры получились довольно массивные, желательно предусмотреть в конструкции ЦАП какую-нибудь прижимную обойму для них:
В приватном вложении я прикрепил gerber-файл для самостоятельного заказапечатной платы.
P.S. Для повышения устойчивости выходного буфера целесообразно «подвесить» параллельно его выходу небольшую ёмкость номиналом порядка 100 пФ:
ДОПОЛНЕНИЕ
Вариант использования трансформаторов собственной намотки
Теперь рассмотрим вариант использования тороидальных трансформаторов собственной намотки на компактных сердечниках из нанокристаллического железа MSTAN-20A-TH. Размеры такого сердечника без контейнера: 20-12.5-8 мм, а с пластмассовым контейнером — чуть больше: 22.7–10.2–10.3 мм. Сердечники для аудио MSTAN, кроме всего прочего, характеризуются высокой начальной магнитной проницаемостью, узкой линейной петлёй гистерезиса и низкими потерями. Можно попробовать намотать трансформаторы на подходящих тороидальных сердечниках T201208 (T201210) из аморфного или нанокристаллического железа, которые продаются на Алиэкспресс.
Индуктивность обмотки трансформатора L (мкГн) можно рассчитать как произведение коэффициента индуктивности AL (мкГн/вит²) на квадрат числа витков. Минимальноезначение коэффициента индуктивности (39,4 мкГн/вит² для указанных сердечников) можно найти в таблице на сайте производителя. Если такого значения для имеющегося сердечника нет, то его можно рассчитать. Для этого нужно намотать на сердечник некоторое число витков (например, 50..100) какого-нибудь провода и измерить полученную индуктивность. Значение коэффициента индуктивности рассчитывается как отношение полученнной индуктивности (мкГн) к квадрату числа намотанных витков. Для моих сердечников этот коэффициент получился в пределах 50..60 мкГн/вит², т.е. больше заявленных значений.
Трансформаторы с приемлемыми параметрами удалось намотать только с 4-й попытки: все предыдущие варианты с намоткой в 2 и в 4 провода пришлось забраковать, так как из-за высокой межобмоточной ёмкости (несколько нанофарад) полоса пропускания фильтра доходила до единиц мегагерц! При такой полосе пропускания устройство не выполняет функции аналогового фильтра, и реально может служить лишь для устранения постоянной составляющей с выходов микросхемы ЦАП и для согласования с выходной нагрузкой благодаря применению выходного буфера.
Самой удачной получилась намотка с двумя обмотками по 1000 витков каждая, при этом между обмотками размещён изолирующий слой достаточно толстой (0,1 мм) ленты из лакоткани для снижения межобмоточной ёмкости, которая получилась менее 200 пФ. Количество витков 1000 выбрано дляполучения расчётных значений индуктивностей обмоток в пределах 40..60 Гн каждая, что обеспечивает достаточно высокое их реактивное сопротивление на самых низких частотах (2,5..3,5 кОм на частоте 10 Гц).
Для намотки использовался провод ПЭ-НП 0,08, при этом длина отрезка провода для первичной обмотки составила примерно 32..33 м (средняя длина витка около 3,2 см), для вторичной обмотки — примерно 35..36 м (средняя длина витка около 3,5 см).
Так как провод тонкий, мотать пришлось внавал; для удобства сердечник размечался карандашом или маркером на 10 секций, в каждую из которых требуется «уложить» по 100 витков; таким образом, каждая обмотка состоит как бы из одного слоя провода.
Первичная обмотка:
Вторичная обмотка:
Конечный результат:
Поверх обмоток на сердечник наматывается два слоя тонкой изоляционной ленты шириной 4..5 мм, отрезанной от рукава для запекания в духовке:
Ручная намотка тороидальных трансформаторов, безусловно — рутинная и нелёгкая работа. Одна обмотка из 1000 витков по времени занимает примерно 2,5 часа, не считая подготовки, в которую входит намотка отрезков провода требуемой длины на челнок, закрепление выводов обмоток и т.п. И таких обмоток в итоге получается четыре. При намотке нужно внимательно следить, чтобы на проводах не образовывались так называемые «барашки». Намотанное количество витков удобно записывать на листке по сотням (считать витки в пределах сотни легче), а также в те моменты, когда приходится на что-либо отвлекаться.
Сопротивление первичной обмотки получилось примерно 103..104 Ом, вторичной обмотки — примерно 116..117 Ом, межобмоточная ёмкость — 165 пФ (на первом сердечнике) и 185 пФ (на втором сердечнике). Внешние размеры готового трансформатора примерно 24-7-13 мм (D-d-h), и трансформаторы без проблем помещаются на платах фильтра:
Чтобы трансформаторы не «болтались», под них можно подложить на платы небольшие кусочки двухстороннего скотча.
Без демпфирующих цепочек не обойтись — они не только устраняют выбросы на фронтах прямоугольного сигнала, но и обеспечивают требуемую АЧХ — без этих цепочек верхняя граница полосы пропускания фильтра выходит за пределы 100 кГц, и устройство не в полной мере выполняет свои функции.
Форма меандра без демпфирующих цепочек:
С демпфирующими цепочками 4,7 нФ + 470 Ом:
С указанными номиналами демпфирующих цепочек спад уровня АЧХ начинается с 60..70 кГц, и на частоте 100 кГц составляет -3 дБ.
Номиналы элементов схемы: транзисторы BF862 и MMBFJ310, C1=4n7, R1=510 Ом (сердечник N1), R1=470 Ом (сердечник N2), C2=C3=6n8 PPS ECHU1H682GX5, R3=2,2 Ом, R4=120 Ом. Из-за повышения детальности звучания на высоких частотах субъективно кажется, что их стало больше, поэтому номиналы емкостей C2 и C3 можно снизить до пределов 2,2..6,8 нФ (подобрать по вкусу).
Небольшая разница в номиналах элементов демпфирующих цепочек (R1) для двух сердечников может быть связана с разной индуктивностью обмоток вследствие различий в значениях магнитной проницаемости сердечников (у второго сердечника она чуть больше) и величинах межобмоточной ёмкости из-за разной толщины межслойной изоляции и из-за возможных различий при ручной укладке витков обмоток. При подборе номиналов элементов C1, R1 необходимо убедиться в идентичности АЧХ в обоих каналах.
Снизу плат нужно запаять перемычки из припоя J3, J4, J5, J6:
Полученные фильтры по звучанию напоминают AH-F7 (из того, что имеется у меня в наличии) с входной сборкой LSK389 и транзисторами КП303Е+КТ3102 на выходе, но имеют чуть более «прозрачные» высокие и средние частоты. Можно сказать, что китайские трансформаторы R3 — по сравнению с самодельными трансформаторами на сердечниках из нанокристаллического железа — придают звучанию на ВЧ и СЧ некоторую «замыленность».
Дааааа , если бы и сюда все таки надумали мотать трансформаторы, преклоняюсь перед вашей терпеливостью и усидчивостью.......
nice :) на счет BF862… можно ли заменить на CPH3910 или NSVJ2394?
или 2SK152, Ciss=8pF ?
можно, на счет BF862 я замену с CPH3910 и 2sk209BL проверял в аналогичном применении
спасибо! попробую тогда CPH3910
CPH3910 по параметрам подходит, а у NSVJ2394 и 2SK152 максимальное рабочее напряжение 15 вольт, маловато может оказаться (P.S. Они работают при очень низких напряжениях, так что и эти транзисторы должны подойти).
Заинтересовал данный фильтр, но возник вопрос: измерялся ли частотный диапазон фильтра, что с ослаблением вч (частотный диапазон трансформаторов: 20 Гц ~ 80 кГц -0,2 дБ, на 80 кГц практически нет ослабления, что дальше неизвестно)?
Нет, частотную характеристику я не снимал.
Транзисторы бы еще наши германиевые, их вроде пока еще не подделывают. джфеты лотерейно покупать, да (
Совместим ли данный фильтр с AH-D3.1?
да
Есть лишняя плата буфера. Одна!
У меня кстати тоже одна лишняя есть :)
Вот и пара :)
Может кто видел, на Алиэкспрессе попадались панельки для смд транзисторов. Чтото не могу найти, ато как их в пары подбирать?
Можнотакие переходники использовать и прижимать к ним транзисторы какой-нибудь прищепкой.
Сделал очень интересное и неожиданное наблюдение: если вообще убрать резистор R2, нагружающий вторичную обмотку трансформатора, звук на ВЧ станет заметно чище и разборчивее. В результате аналоговый фильтр с трансформаторами, на мой слух, превзошёл по звучанию все остальные имеющиеся у меня фильтры, в том числе и мой любимый AH-F7 V1 (со сборкой 2N3958 на входе, без с КП902 на выходе). Эти китайские трансформаторы с «безоосными» каскодными повторителями на JFET были, видимо, мной оценены не до конца. То же самое относится и к ЦАП AH-D7T — эффект такой же.
Интересное наблюдение, надо послушать,
вообще без R2 и R1 / C1 пробовал, потом сразу были эксперименты уже с R2 и R1 + C1
У этого трансформатора довольно большая индуктивность обмотки (больше 300 Гн — и это хорошо), поэтому на ВЧ последняя имеет очень большое реактивное сопротивление (более 30 МОм), и трансформатору, видимо, не очень «нравится» относительно низкоомная нагрузка. Наверное, это особенно заметно с буфером, имеющим большое входное сопротивление. Примерно такую же картину я наблюдал в своём гибридном цирклотроне, когда поставил ему на вход повышающий пермаллоевый трансформатор 1:2 и нагрузил его резистором 22 кОм — и сразу появилась «грязь» на ВЧ — тогда я не придал этому особого значения, и просто убрал трансформатор. В последнее время экспериментировал с каскодным безоосным повторителем на КП302В+КП303В — оказалось, что в принципе каскодная схема на JFET не только обладает малой входной ёмкостью, но и отличной термостабильностью и малыми искажениями по сравнению с аналогичным «некаскодным» повторителем на JFET, что отчётливо слышно при прослушивании (ламповый звук). Так, например, безоосный Цирклотрон КП1 построен полностью на JFET каскодах (за исключением ВК, где применяются латералы), и по звучанию мне пока не удалось его «переиграть» никакой другой схемой. Что меня и насторожило, и я решил попробовать убрать этот нагрузочный резистор. А вот R1+C1, думаю, убирать не надо, так как эта цепочка устраняет «выбросы».
Забавно, я тоже в своих экспериментах пришел с каскодным решениям с КП303В/Г как наиболее натуральным по звуку.
Если я правильно понимаю, то чем больше индуктивность в данном случае, тем лучше? У этого производителя есть еще трансы R1 с индуктивностью 1000-1500 Гн.
Подойдет ли он в этом фильтре?
Тут, наверное, индуктивность не самоцель. Главное, наверное, чтобы реактивное сопротивление первичной обмотки на самых низких частотах не нагружало выходы чипа ЦАП. С данными трансформаторами на частоте 10 Гц оно будет порядка 18 кОм, и, скорее всего, этого достаточно.
Наверное, и эти R1 пойдут, пробовать надо.
Спасибо. Если по размеру подойдут, закажу их и попробую.
А где вы их собираетесь заказывать?
Я как раз собираюсь делать некую групповую закупку подобных (возможно) трансформаторов для конструкции ув. ppy, может, мне лучше на этот вариант посмотреть?
Нашел на aliexpresshttps://de.aliexpress.com/item/4000833155498.html?...
Жду ответ от продавца по габаритам трансформатора. Посмотрим укладывается ли в размер печатки.
Размер R1 25 х 25 х 20 мм. Получается такой же как и R3. Заказал, посмотрим что получится.
Update.
Пришли трансформаторы. Размер соответствует заявленному. Побыстрому замерил мултиметром сопротивление обмоток. 2.07 кОм с обоих сторон. Правда на вторичке немного несимметрично. Одна половина порядка 1.1кОм, а вторая примерно 970 Ом, но это не критично, так как они используются последовательно. Индуктивность не замерял, но на трансах указана в 1330 и 1350 Гн. Примерил к плате. Становятся как родные.
Буду собирать фильтр. Посмотрим, что получится по звуку.
Разница в сопротивлениях двух обмоток, скорее всего, связана с тем, что обмотки мотались отдельно, сначала одна половина, потом другая, и из-за этого на обмотки ушла разная длина провода, соответственно и получились разные сопротивления. Это, конечно, мелочи. Индуктивность 1330 Гн имеет реактивное сопротивление на частоте 20 Гц 167 кОм, а на частоте 20 кГц — уже 167 МОм! Никакой нагрузки на выходы чипа ЦАП практически не будет. Интересно, что получится. Нужно только демпфирующую цепочку подобрать.
Владимир, а чем вы замеряли индуктивность данных трансформаторов? Китайский ESR-метр вроде как не дотягивает по диапазону
На них написана индуктивность.
Я когда, на свой страх и риск заказал первые трансформаторы для ЦАП на AK (смотря на заявления известных гуру вегалаба, шо работать не будет), то как раз включал не нагружая вторичку резистором. И звук нравился, с буферами улучшалась проработка баса и улучшалась масштабность звучания, но пропадало некое изящество, хотя эффект был выражен не сильно.
Буфер тоже вещь довольно капризная к питанию — я поначалу слушал с нестабилизированным питанием, и мне нравилось, а оказалось, что на самом деле без качественной стабилизации питания слушать там нечего, если буфер безоосный. И от типа и величин шунтируюших емкостей (электролитов, плёнки) сильно зависит. После стабов годятся электролиты Nichicon KZ Muse и плёнка PPS номиналом не больше 0,01..0,033 мкФ.
Сегодня провёл ревизию номиналов демпфирующей цепочки R1, C1 — видимо, их обязательно нужно подбирать под конкретные экземпляры трансформаторов. При неоптимальных значениях звучание получается какое-то «шумное» на ВЧ, «колючее», не «гладкое». Для моих трансформаторов номинал резистора пришлось увеличить больше, чем на порядок, а номинал ёмкости — уменьшить практически в 5 раз (кстати, поставил из того, что было под рукой - керамику 1 нФ типа X7R — с ней никаких специфических искажений не слышно). Внёс соответствующие изменения в статью (с примерами осциллограмм прямоугольного сигнала на выходе трансформатора). Также пришлось уменьшить номиналы фильтрующей плёнки C2, C3 (PPS) до 0,01 мкФ, так как за счёт повышения детальности на ВЧ субъективно стал ощущаться их избыток. Звучание фильтра кардинально улучшилось — оно стало абсолютно «чистым» и максимально разборчивым, нужно заново переслушивать свои ЦАПы и всю фонотеку :)
После оптимизации номиналов демпфирующих цепочек R1, C1 и после исключения нагрузочных резисторов R2 сравнил звучание двух ЦАПов: AH-D16-Pro с описанным трансформаторным фильтром и AH-D17T (с аналогичным фильтром) — практически никакой разницы услышать не удалось (за исключением незначительных тембральных отличий, связанных, скорее всего, с различием емкостей шунтирующей плёнки в питании и с разными номиналами конденсаторов сетевых фильтров 220В); при слепом прослушивании я бы их не различил.
Владимир, а у автотрансформаторного регулятора тоже нужно номиналы пересчитывать?
Максим, там я подбирал цепочки под свои трансформаторы, и взял какие-то средние значения, по возможности обеспечивающие наилучшую форму прямоугольного импульса во всех положениях регулятора - чтобы везде было идеально, просто не получится, так как меняется индуктивность. Можно подать прямоугольный сигнал и просто проверить его форму на выходе регулятора на предпоследнем от максимума уровне громкости, вполне возможно, что ничего изменять не придётся, если каких-то выходящих за разумные рамки выбросов там не будет.
Получил ещё одно подтверждение, насколько важен подбор демпфирующих цепочек для трансформаторов, хотя это уже к описанным фильтрам и трансформаторам прямого отношения не имеет. Есть у меня повышающие пермаллоевые трансформаторы собственной намотки 1:10 (с секционированием) для винилового MC-картриджа, не мог никак понять, почему так много ВЧ кажется с ними, несмотря на довольно ровную АЧХ, даже небольшую ёмкость (150 пФ) к выходу трансформатора пробовал подключать, и ёмкости шунтирующей плёнки в питании фонокорректора уменьшал. Был сегодня очень неприятно удивлён форме осциллограммы прямоугольного сигнала с частотой 70 Гц (!) на выходе трансформатора (это же — явный завал НЧ):
Подобрал демпфирующую цепочку для вторичной обмотки (R=33 кОм, С=100nF!), и вот, что с ней получилось:
Теперь горизонтальность «полок» меандра более-менее сохраняется примерно в диапазоне частот от 50 Гц до 10 кГц. При этом АЧХ трансформатора на синусоидальном сигнале не «пострадала»: 10 Гц..35 кГц при неравномерности примерно +-1.2 дБ. Послушал — звук стал совсем другой, «не шумный», с мощными басами, чего давно пытался добиться с этими трансформаторами.
Ни у кого случайно нет меандра сгенерированого 24/192 чтоб посмотреть меандр на выходе цапа?
Для загрузки в Фубар.
Или какого нибудь в хорошем разрешении?
DSD сразу говорю ноут дохлый не потянет.
То копнул интернет и ничего не нашел.
Лазить разбираться, генерировать в прогах пока нет времени.
1кГц меандра мне хватит.
Спасибо заранее!
Почта telemaster2007@ya.ru
Не доходит сообщение до Вас.
Проверьте правильно ли указали почту
Да ошибку сделал telemaster-2007@ya.ru
Отправил на почту
А можно мне тоже? khrychikov@inspiredgames.ru
Спасибо заранее
Оправил
Владимир, что-то не могу понять, по даташитам у BF862 и MMBFJ310 разная (обратная) цоколевка, у вас на схеме указано что она одинаковая. Посмотрел ваши герберы там тоже соединения идут, как будто цоколевка у транзисторов одинаковая.
P.S в даташитах сказано Drain and source are interchangeable, я так понимаю, что Сток и Исток можно менять местами ?
Для транзисторов BF862 я использовал даташит от Fairchild 1998 года. Там указана такая цоколёвка: если смотреть на транзистор сверху, два вывода сверху, один снизу, то нижний это затвор, исток справа, сток слева. Дело в том, что у транзисторов JFET эти выводы взаимозаменяемы. Вот что можно об этом найти в Интернете: «Поскольку канал JFET представляет собой единый непрерывный кусок полупроводникового материала, обычно нет разницы между выводами истока и стока. Проверка сопротивления от истока к стоку даёт такое же значение, как и проверка от стока к истоку. Это сопротивление будет относительно низким (максимум несколько сотен Ом), когда напряжение P-N-перехода затвор/исток равно нулю».
В более поздних версиях даташита на BF862, в частности, от NXP Semiconductors 2000 года, цоколёвка выводов истока и стока по какой-то причине была изменена на противоположную, однако, в даташите отмечается следующее (в разделе DESCRIPTION):
Drain and source areinterchangeable (сток и исток взаимозаменяемы)
Поэтому я ничего не стал переделывать, и во всех моих конструкциях использована именно первая цоколёвка BF862, причём эти транзисторы прекрасно себя чувствуют :)
Тоже с этим столкнулся на onsemi MMBJ310 правда в другой конструкции. Но как выяснилось работают без проблем как и должны :)
Поскольку полностью собирать цап для меня немного проблематично хотелось бы узнать мнение более опытных товарищей насчет использования готовой платы с алиэеспресс GeeDiy на АК4493 для подключегия к ней трансформаторного буфера. Если это возможно хотелось бы конкретных указаний куда цеплять на плате возможно что то надо изменить на схеме. Пишу это поскольку последние цапы ак4497 уже недоступны и дороги, а вариант с готовой платой был бы популярен для повторения многоми любителями и позволяет избегнуть лишних проблем с наладкой цапа.
Держал в руках плату на 4499ex от GeeDiy, по комплектации мне не понравилась, Китай во всей красе, комплектуха на 50% фейковая, в цифре все стабы в sot23-5 просятся в мусорку, оу 50/50. Ну хоть радует, что в аналог LT3042 оригинальные поставили и на этом спасибо. На счет «избегнуть лишних проблем с наладкой цапа» то сильно сомневаюсь, THD 0.003% с 4499ex выглядят как-то печально в стоке, без напильника считаю, чуда не получится. Хотя кто их знает, АК4493 сложнее запороть, может и нормальный будет.
Здравствуйте, хотел спросить по поводу трансформатора — исходя из чего 500 витков минимально необходимая индуктивность 30 гн? и с какой целью в 4 провода — для симметрии?
Здравствуйте! 30 Гн — это для примера, у такой индуктивности реактивное сопротивление на частоте 10 Гц примерно 1,8 кОм, если индуктивность будет намного меньше, то возможен спад на НЧ. Намотка в 4 провода скорее не для симметрии (хотя это гарантирует абсолютно точный коэффициент трансформации 1:1), а ещё для секционирования, чтобы не было спада на ВЧ.
Трансформатор стакой намоткой и индуктивностью двух последовательно соединённых обмоток около 30 Гн обеспечивает диапазон частот 10 Гц..100 кГц.
Значит 2 ком реактивной — будет достаточно, спасибо, хотел ещё узнать — что скажете, если выходным буфером применить уд+германиевую сборку из параллельной темы — оно сильно хуже будет, там по идее можно и плату ту использовать с минимумом переделок?
А какой смысл тогда трансформаторы использовать? Тот фильтр на ГТС609 работает и без трансформаторов. Трансформаторы тем и хороши, что минимум деталей в тракте, и с хорошим безоосным повторителем позволяют получить наилучший звук. И входное сопротивление повторителя после трансформатора не должно быть меньше десятков МОм.
Спасибо за ответ, тогда трансформаторный отдельно соберу, интересно сравнить, трансы только намотаю, думаю трансформаторный получше будет, есть такое ощущение.
Трансики очень хорошие готовые китайские 1:1, которые описаны в статье, самодельные будут хуже, я думаю. Кстати, у меня имеется лишний комплект собранных и настроенных трансформаторных фильтров.
Написал личку.
Приветствую.
На сегодняшний день это самые 'слушательные' фильтры в моей коллекции. В основном на D16 mk7.(есть несколько вариантов и F3, F5, F7 и биполярными и полевыми сборками на входе и разным выхлопом. А транс с буфером по-мне ровнее всего. Использовал трансы R3, CPH3910/J310, PPS 10n. Причем лучший результат дали алишные варианты транзисторов, хотя изначально были BF862 с терраэлектроники и с ЧиД, но звук зависел от кабеля к усилителю. Сейчас такой зависимости нет.
Благодарю за конструкцию, Владимир.
Что-то на Алиэкспресс и вообще где-либо я не нашёл CPH3910...
Заказывал в апреле 40шт 1866р, смотрю сейчас- уже пусто :(
Смотри, что есть на AliExpress! Микросхема CPH3910-TL-E J2 3E2 SC-59, 5 шт за 275 ₽
https://sl.aliexpress.ru/p?key=ErgerZq
так вот же
Особенно отзыв понравился.
Поискать можно. Периодически всплывают. Один раз даже BF862 jfet оказался(но p-канальным).
Да, это подделка, судя по отзыву.
Видать да.
Смотри, что есть на AliExpress! 10 шт./лот MMBFJ310LT1G MMBFJ310LT1 MMBFJ310 экран 6T за 144 ₽ — уже со скидкой -10%
https://sl.aliexpress.ru/p?key=nMKer1Q
Есть ещё такой вариант
J310 проще просто в магазинах поискать
https://www.ozon.ru/product/tranzistor-smd-s9013-s... вот на пример
или вот
efind.ru/offer/j310
А чем не устраивает ЧиД
Да, я, кстати, в ЧиД и брал, нормальные транзисторы.
И чид годится, просто с его ценовой политикой не определенной.....
Если он рядом, под боком можно и там купить. А заказывать, нафиг.
На аморфном железе из Китая получаются отличные трансформаторы! Намотка: один слой первички проводом ПЭЛШО 0.1 (влезло порядка 600 витков), межслойная изоляция толщиной 1,5-2 мм, одна вторичка (столько же витков), на тороидальном сердечнике с внешним диаметром 60 мм. Сопротивление обмотки постоянному току - 90..100 Ом, индуктивность обмотки порядка 60 Гн. Проверялось с ЦАП AH-D6 V2.x:
Осциллограммы прямоугольного сигнала на выходе вторичной обмотки трансформаторабез демпфирующей RC цепочки приведены ниже.
Для частоты 80 Гц:
Для частоты 1 кГц:
Для частоты 10 кГц:
Результат по измерениям и по «прослушке» по сравнению с китайскими трансиками R3 — «небо и земля»! Подзамыленность ушла и пространство лучше стало. В общем, аморфный «бублик» в очередной раз себя лучше пермаллоя показал. Пространство передаётся прям очень, одну композицию классики поставил, и сразу прилип)...
Есть ещё пара других трансформаторов лишних, высочайшего качества, один минус — габариты большие, но оно того стоит. Если есть интерес, то могу выслать под залог денежного эквивалента, не сильно дорого, учитывая стоимость материалов и нынешнее время (если интересует, в личку напишите) - это значительно лучше Китая.
Оно все хорошо, только кто б их еще намотал......
Поражает ваша усидчивость их мотать.
На самом деле ведь ничего страшного в намотке трансформаторов нет, главное всё подготовить, и можно получить от процесса намотки удовольствие.
А трансформаторы отSobiratel, я как понял, уже намотанные, хотя могу ошибаться.
Я же всё-таки созрел на намотку на отечественных сердечниках MSTAN-20A-TH диаметром 20 мм (как оказвлось, лежит у меня пара таких), в два провода. Пусть индуктивность будет раз в пять меньше, чем у китайских R3, но линейность может оказаться выше, и качество звучания соответственно тоже. Очень интересно сравнить.
Наконец-то созрел на намотку трансформатора собственной конструкции на основе сердечника из нанокристаллического железа MSTAN! Полученные результаты и описание процесса намотки с картинками разместил в качестве дополнения в конце статьи.
Подскажите какой использовали фильтр при просмотре меандра? У AK4497 их 6. И чем формировали меандр? WaveGene ?
При просмотре меандра подключал выход обычного звукового генератора к первичной обмотке трансформатора, а к выходу вторичной обмотки подключал осциллограф с делителем 1:10.
С WaveGene у меня на 10 кГц на моей ЗК получился синус. Собрал на 555 таймере схемку.
не понятно почему синус? это же цифровой сигнал на вход USB транспорта
Я подавал сигнал на трансформатор, для подбора C,R