Branko Nojković: Moja audio priča (5)

Submitted on: 18 окт 20

Website Address:

Category: Blog: Branko Nojkovic

Website Rating:

Author's Description:

LINE sekcija je sada bila redizajnirana, tj. ulazni tranzistori su bili u kaskodnoj sprezi a izmenjena je i konfiguracija izlaza, više to nisu bili tzv. komplementarni Darlingtoni (tj. CFP, Compound, Sziklai konfiguracija), nego su dodati standardni komplementarni emiter-follower-i ali u kaskodnoj sprezi, kao i ulaz. Time se dobila znatno manja izlazna impedanca LINE sekcije, da se ne bi došlo u situaciju da bude, zbog kapacitivnosti interkonekt kabla i sl., gubitak viših učestanosti ukoliko se priključi na izlazni pojačavač manje ulazne impedance. Samo izlazna, kaskodirana sekcija je naknadno dodata i u „∑ of The New Trends, ver. 1.“ izbacivanjem CFP tranzistora i dodavanjem male PCB ispod LINE sekcije (to se na priloženim slikama ne vidi jer je snimak uradjen pre toga).

Kompletna prerada LINE sekcije će kasnije biti objavljena u TAA pod nazivom:

  1. R. N. Marsh: „POOGE-3“, TAA 4/85, p. 39 – 42.

(Tada sam negde procitao i neke prigovore u vezi sa korišćenjem relea, osim zbog kontakata i ZBOG UTICAJA MAGNETNOG POLJA OD SOLENOIDA RELEA NA AUDIO SIGNAL NISKOG NIVOA.

Naravno, relea u mom preamp-u su bila „military“ tipa pa je taj uticaj zbog kontakata i mag. polja kod hermetički oklopljenih relea bio znatno manji, ali ipak…).

Tu je, sa velikim entuzijazmom, „pomagao“ i tatin junački sin (sl. 39.), ……

Slajdovi od ovog preamp-a krajem 1991 poslati su u TAA, a predlog oduševljenog izdavača (Edward T. Dell) je bio da se slike od slajdova stave u TAA kalendar za narednu godinu, i da se neki od priloženih slajdova stavi na naslovnu stranu TAA kad se steknu prilike da se ona štampa u boji. Ipak kasnije se, uz dogovor sa Ed Dell-om i R. N. Marsh-om odustalo od toga iz nekih drugih razloga. (Pročitati pismo iz TAA od Jan 9, 1992 za ovaj predlog, sl. 39a.).

To je bilo i vreme velikih priloga dizajnera Erna Borbelija u časopisu TAA: (6 min da se pročita tekst)

  1. Erno Borbely: „60W Mosfet Pwr Amp“, TAA 2/1982, p. 7 – 12. 14. 15.
  2. Erno Borbely: „New Devices for Audio from National Semiconductor“, TAA 5/83, p. 9 – 19.
  3. Erno Borbely: „Third generation Mosfets: The Servo 100“, Part I, TAA 1/84, p. 7 – 16, 18.
  4. Erno Borbely: „Third generation Mosfets: DC 100“, Part II, TAA 2/84, p. 13 – 17, 20 – 22,
  5. Erno Borbely: „Measuring Nonlinear Distortions“, TAA 3/90, p. 8 – 10, 12 – 15, 18 – 25.

Posebno me je zaintrigiralo zagonetno tzv. „Lender„-ovo kolo za VAS, koje je Borbeli koristio u gotovo svim svojim kasnijim dizajnima zbog njegovih izuzetno linearnih osobina. To je ustvari bila neka neobična kombinacija dva tranzistora od kojih je jedan radio u konfiguraciji „common collector“-a, tj. tzv. emitter follower-a, tj. voltage follower-a (strujno pojačanje veliko a naponsko = 1) a drugi (radni) u spoju „common base“, tj. current follower-a (naponsko pojačanje veliko a strujno = 1). U izvorniku je naveo da se o tom kolu pisalo u radu:

  1. R. Lender: „Power Amplifier With Darlington Output Stage“, Motorola Inc., Geneva, Switzerland, 7.9. 1974. (Internal Report).

Nažalost, nikada niko nije uspeo da dodje do tog dokumenta.

U to vreme Borbeli je imao i jedan rad u „Wireless World“-u:

  1. Erno Borbely: „High Power High Quality Amplifier using Mosfets“, Wireless World, March 1983.,

u kome je za VAS koristio tranzistor (Darlington) u kaskodnoj sprezi. Kasnije, krajem 1990 god. se ponovo osvrnuo na obe konfiguracije u radu:

  1. Erno Borbely: „Measuring Nonlinear Distortions“, TAA 3/90, p. 8 – 10, 12 – 15, 18 – 25.

u kome je koristio i tada meni već poznat rad Malcolm Hawksford-a:

  1. Malcolm  Hawksford: “ Reduction in Trans. Slope Imp. Dependant Dist. in Large-Signal Amps“, JAES, Vol. 36, No. 4, Aprl 1988, p. 215 – 222.

za poboljšanje kaskodnog spoja u VAS. U „Lender“-ovom spoju se bez degradacije kvaliteta audio signala mogao postići odnos Input/VAS struja najviše 1ma/30mA, a tih 30mA u VAS nije bilo dovoljno za direktnu pobudu izlaznih mosfeta za veće snage (preko 60W). Kaskodni spoj je lako postizao odnos 1/50 (kasnije, u priči o kaskodnom spoju biće više reči o tome).

Tada sam mu napisao pismo (10 Oct. 1990.) u kojem sam ga pitao zašto nije probao da integriše oba pristupa u jedan, da spoji dobre osobine oba spoja. Poslao sam mu u svom predlogu dve šeme za spoj „Lender“-a sa kaskodnim spojem, kao i sa poboljšanom kaskodnom verzijom od M. Hawksford-a (sl. 40. i sl. 41.).

Nisam se nadao da će mi legendarni Borbely odgovoriti, a posebno da ću dobiti i pohvalu za ideju. Napisao je:

„Dear Mr. Nojkovic, Thanks for your letter of 10/10/90 and the schematics. Your logic is impeacable (vaša logika je besprekorna), and your fig. 2 (tj. sl. 41.) has lots of merits, especially for very high power amplifiers“,…  …“Will consider this again at the next design cycle“… (sl. 42.).

Pitao me je i da li se još u Jugoslaviji prave el. cevi (ECC88, ECC93, EL34, EF86 itd.). U to vreme je EI prestala da proizvodi cevi i fabriku je preuzeo neki privatnik sa kojim sam stupio u kontakt i poslao info., tel. i adresu Borbeliju. Mislim, ali nisam siguran, da je osim Rusa i nekih drugih i EI proizvodila legendarne izlazne cevi KT88 veoma velike snage (za cevna pojačala do 100W), koje su se koristile u nekim američkim pojačavačima i bile na veoma velikoj ceni, ali samo EI je razvila još bolju cev, KT90, za kojom je bila velika potražnja, pa sam sve te info. poslao Borbeliju. (pokazati pismo, odgovor, šeme, itd.)

…ali ništa se nije desilo. Ono što je kasnije bilo zanimljivo, je da sam svoj predlog, i to prvu (slabiju) šemu (bez Hawksford-ovog poboljšanja) video u knjizi:

  1. Ben Dunkan: „High Performance Power Amplifiers“, first. ed. 1996, p. 105 and 106. (sl. 43. i sl. 43a.)!!!

NAPOMENA: Ben Dunkan je, ako se zaboravilo, autor već pomenutih članaka o kondenzatorima „With A Strange Device“ u časopisu Hi-Fi News & Record Review.

Posle toga nigde više nije bilo pomena o toj mojoj verziji VAS.

 

ALI, MEDJUTIM…

… u to vreme nisam dovoljno znao i možda sam prevideo neke stvari.

  • U svom radu:
    1. Erno Borbely: „60W Mosfet Pwr Amp“, TAA 2/1982

na strani 9 Borbely kaže: „To my mind inherent linearity is the most important factor in driver circuit topology (VAS)…   …The most linear stage for large voltage swings is the grounded base or common base amplifier…   …LENDER presents the most elegant solution to this problem…   …(Fig. 5)…   …The AC voltage at the Q4 emitter is very small due to low impedance at this point. We can call it a current coupling between first stage and second stage…“…

Q4:  – grounded base configuration

– current follower (current gain = 1, tj. nema strujnog pojačanja)

– voltage gain – veoma veliko i veoma linearno

– Zin = very low, Zout = very high

Šta sam ja ustvari predložio Borbeliju:

  • Čini se da je to KASKODNI spoj tranzistora u konfiguraciji sa uzemljenom bazom umesto uobičajene konfiguracije sa „common emiter“-om (pojačanje i napona i struje), ili sa „common colector“-om (tl. emiter-follower, nema pojačanja napona, ima pojačanja struje, Zin = high, Zout = low).

Možda zbog toga Borbely nije dobio značajnije rezultate, pa zato o tome nigde nema reči kasnije.

  • U to vreme još sam bio pretplaćen na časopise The Audio Amateur, Speaker Builder, Voice Coil i Glass Audio, sve od istog izdavača. Sa žaljenjem sam prekinuo pretplatu krajem 1993 god. za sve časopise, jer jednostavno za takve stvari više nije bilo novca, trebalo je za vreme sankcija opstati sa dvoje male dece.

 

ŠTA ZNAČI BITI AUDIO DIZAJNER?

Postoji pogrešno uverenje medju nekim ljudima koji me znaju da sam ja audio dizajner.

Audio dizajneri ili imaju toliko teoretskog znanja da imaju sopstvene ideje za rešavanje pojedinih problema ili u projekte uključuju teoretske ideje od drugih.

Poenta je u tome da pre objavljivanja projekta oni to provere, prvo simulacijom (na pr. LTSPICE) a zatim i praktično sagrade uredjaj i IZMERE sve relevantne parametre i u projektu objave izmerene rezultate, najčešće i rešenja za PCB, liste upotrebljenog materijala i proverene alternative istog. Na taj način se osigurava da potenncijalni graditelj ne doživi neprijatno iskustvo da mu sagradjeni uredjaj osciluje, ne radi dobro i sl., utroši mnogo vremena na izgradnju uredjaja a i dosta novca za delove.

Biti dizajner takodje znači da treba imati kapacitet i držati puno stvari u glavi u toku rada da se ne bi dešavali propusti, previdi i greške u radu.

Da bude sasvim jasno, nisam dizajner već, pre svega, audio graditelj – amater. Uvek sam koristio ispitane, proverene audio projekte koji su PUBLIKOVANI u stručnim časopisima, sa izmerenim rezultatima performansi. Doduše, a to sam ranije već pomenuo, gotovo nikad nisam pravio samo replike, uvek sam koristio kombinaciju nekoliko projekata različitih dizajnera i sve svojim znanjem i idejama integrisao u ono što sam želeo. Čak sam uvek i štampane pločice sam projektovao, prema dimenzijama sopstvenog sakupljenog materijala. Hvalospevi o mojoj malenkosti koji su napisani u JAT-ovom listu od 2 Juna 1981 g., preterani su i pomalo patetični (sl. 28a. i sl 28b.), a isto to donekle važi i za reči urednika i vlasnika časopisa TAA, Ed. T. Dell-a (naravno, to godi uhu, egu, itd. ali nije baš sasvim istina).

To je ujedno i razlog zašto kod kuće nisam imao gotovo nikakvu, bilo kupljenu bilo napravljenu ispitnu opremu. Jednostavno, za takvu aktivnost pod a) nije bilo novca a pod b) i nije bilo ni preko potrebno, ako se pazilo i ako se nisu pravile greške u radu. Merenja su potrebna uglavnom kod provere novih ideja a ja sam radio na osnovu publikovanih i proverenih radova.

 

 

ZAŠTO SU MOJI UREDJAJI SLOŽENIJI OD FABRIČKIH

(3 min da se pročita)

Najviše zbog mog gesla „straight wire with gain“ i zbog toga što sam uredjaje gradio za sebe a ne za tržiste.

Proizvodjači misle gotovo iskjučivo na profit i na to da on po svaku cenu bude što veći, a on se zasniva na razlici izmedju uloženog materijala, radne snage, plaćanja troškova komunalija, poreza sa jedne i vrednosti prodatog uredjaja sa druge strane. Proizvodjač gleda da uštedi u ulaganju gde god je to moguće.

Amaterska gradnja naprotiv nema taj cilj već da se sagradi što savršeniji uredjaj, što veće linearnosti, boljih mernih i čujnih rezultata. Za istu cenu kao što je fabrički uredjaj može se investirati u skuplji i bolji materijal ili više materijala, radna snaga je sopstvena (izrada pcb-a i kutija, itd.), ne plaća se porez,…

Za mene kao inženjera „HI-FI“ znači preneti snimljeni audio signal kroz pojačavač sa što manjim „dodacima“ bilo koje prirode, koji ne pripadaju izvornom signalu. Zbog nelinearnosti poluprovodničkih elemenata, koji nisu projektovani isključivo za audio (jer predstavlja beznačajni segment tržista), audio dizajneri se dovijaju na različite načine da postignu što veću linearnost (na pr. u kaskodnoj sprezi funkciju prenosa signala vrši samo jedan tranzistor dok je sve ostalo: „shield“ tranzistor sa uzemljenom bazom, njegov voltage reference sa svojim filterom za odvodjenje šuma i naponskih fluktuacija, kao i CCS koji ga opslužuje, a sadrži najmanje dva elementa, sve to čini bar sedam, pa i više elemenata umesto jednog tranzistora, te je i cena mnogo veća, jer takvih „paketa“ u pojačavaču može biti više). Dalje, radi veće dinamike izdašniji mrežni trafo, ispravljač (elektroliti većeg kapaciteta ili nekoliko njih u paraleli, tajmeri sa releima na izlazu pojačavača za zaštitu zvučnika, kao i za zaštitu primara mrežnog trafoa, low-Z serijski, ili još bolje paralelni tj. „shunt“ regulatori, kolo DC servo feedback-a za izbegavanje preskupih film ili, još gore, elektrolit-kondenzatora sa spregu, itd., itd…

I pored veće složenosti, veće cene delova na malo, ako se ide na razumnu i svrsishodnu složenost (a ne kao na pr. kod čitaoca „Hi-Fi News & R.R.“ koji je umesto elektrolita za napajanje kupio punu torbu polipropilenskih kondenzatora), ili onih koji daju basnoslovne svote za „ezotericne“ kablove umesto da se potrude da oni budu što kraći), uz sopstvenu gradnju, cena pojačavača može biti i dosta niža od fabričkog uredjaja sličnih performansi.

 

ISPITNA OPREMA

Moram da priznam da, što se toga tiče, nikada nisam imao ni najmanju mogućnost da sebi bilo šta, od signal-generatora, osciloskopa, THD analyzer-a i sl. priuištim a da zbog toga ne trpi porodica, posebno deca. Imao sam samo multimetar i to analogni. Nisam ništa od opreme ni napravio, iako je u to vreme bilo izuzetnih projekata za samogradnju po časopisima za elektroniku. Ponekad sam bio u prilici da „prošvercujem“ već popunjenu štampanu pločicu na posao i da tamo, najčešcće posle radnog vremena, izvršim neka ozbiljnija merenja.

Zanimljivo je i to da je svaki moj sagradjeni uredjaj od prve proradio bez problema, sa izuzetkom jednog, sa Hitachi-jevim Mosfetima u izlazu, radjeno za prijatelja.

Ambicije za gradnjom ispitne opreme, za nabavkom programa za crtanje šema, izrade pcb, raznih simulacija audio elektronskih kola (na pr. LTSPICE), javile su se tek kasnije, kad mi je znanje bilo uvećano i prilično sredjeno (posle 2008 god), ali to nikad nisam stigao (niti ću stići) da uradim. U vezi sa ovom problematikom dat je izuzetan i iscrpan prilog u knjizi:

  1. Bob Cordell : „Designing Audio Amplifiers“,  ISBN: 978-0-07-164024-4,  McGRAW-HILL, 2011, Part 4. (Simulation and Measurement, Chapter 19, 20, 21, 22 and 23), p.383 do 495.

kao i u radovima:

  1. Robert R. Cordell: „Build a High Performance THD Analyzer“, Part 1, 2, and 3, Audio, July 1981, p. 34 – 42, August 1981, p. 14 – 25, and Sept. 1981, p. 52 – 61.
  2. Robert R. Cordell: „Open-Loop Output Impedance and Interface Intermodulation Distortion In Audio Power Amplifiers“, 64th Convention of the Audio Engineering Society (1982), preprint 1537, http//: www.cordellaudio.com/papers
  3. Robert R. Cordell: „Phase Intermodulation Distortion – Instrumentation and Measurements“, Journal of the Audio Engineering Society, Volume 31, March 1983
  4. Erno Borbely: „A Multi-Tone Intermodulation Meter“, Part I, TAA 2/89, p. 7, 8, 10 – 15.
  5. Erno Borbely: „A Multi-Tone Intermodulation Meter“, Part II, TAA 3/89, p. 13 – 16, 18 – 26, 28, 29, 65.

Postoje u TAA i drugi značajni radovi na temu gradnje ispitne opreme za audio, koji ovde nisu pomenuti. Ako bi se sve to što je objavljeno za gradnju i napravilo mogla bi se imati veoma dobro opremljena laboratorija za ozbiljan dizajnerski rad.

Od 1996 god. časopis TAA je promenio ime u Audio Electronics, i to je trajalo sve do 2000 god., kada mislim da se i vlasnik časopisa promenio, a časopis je dobio ime AudioXpress, i tako je sve do danas.

Posle devedesetih, započeo sam pripreme projekata za novi ciklus audio uredjaja.   Sakupljao sam, fotokopirao i sortirao potrebnu literaturu. Nažalost, još nije bilo Interneta, pa se sve svodilo na pisanje pisama, što je sve bilo vrlo sporo i zamorno u odnosu na današnje vreme.

 

Comments are closed.