OP AMP: perché non suonano

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oblomov
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Re: OP AMP: perché non suonano

Messaggio da oblomov » domenica 12 novembre 2017, 1:45

La preamplificazione analogica

Il delicato segnale proveniente dalla sezione di conversione D/A viene adeguatamente accolto da un circuito analogico che si impegna nel gravoso compito di consegnarlo amplificato alla doppia uscita bilanciata XLR e sbilanciata RCA.
Immagine
In questa parte circuitale in classe A è racchiusa tutta l’esperienza maturata da Bryston nella implementazione delle amplificazioni con l’intelligente utilizzo di componenti individuali “discreti” al posto dei troppo abusati integrati quasi sempre presenti in questo settore su altri progetti.
L’uso di componentistica selezionata ed accuratamente accoppiata per minimizzare le tolleranze prestazionali di ciascun componente discreto è il fiore all’occhiello della politica aziendale di Bryston. E’ in questo stadio dove il progettista ha impresso sul BCD-1 il DNA del marchio canadese operando una fine “accordatura” del suono risultante con quello posto a target del progetto.
Immagine

Il circuito analogico ed i connettori di uscita

http://www.techup.it/articoli/bryston_b ... page=0%2C4

oblomov
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Re: OP AMP: perché non suonano

Messaggio da oblomov » domenica 12 novembre 2017, 1:56

THE FIRST FULLY DISCRETE DAC AMPLIFIER

As the first analog signal stage following the DAC converter, the DAC amplifier or I/V stage is arguably the most critical analog signal stage in the system. The DAC amplifier is where ‘the rubber meets the road’ so to speak and where circuit linearity, speed and resolution are absolutely essential in determining ultimate system sonics. Unfortunately, today’s DAC and I/V amplifiers in digital audio components are universally implemented with low bias, low voltage IC op-amp circuits due to their ease of design, stability and low cost. Research at Spectral under live recording conditions indicates that the use of integrated circuit DAC amplifiers in today’s high-end digital products results in severe performance compromise.
Although designing a stable, discrete circuit DAC amplifier is a challenging task, solving the dilemma of IC compromise is a priority at Spectral. Our solution is the new SHHA I/V module (Spectral High-Speed Hybrid Amplifier) for use after the digital decoder. This discrete high performance amplifier is fully balanced and employs eight amplifier sections with superlative risetime and bandwidth characteristics. Only matched discrete through-hole fet and high-speed bipolar transistors are capable of the degree of precision required. The SHHA DAC amplifier module in the SDR-4000 solves the classic IC compromise in this critical analog stage for the very first time.
HIGH PERFORMANCE PASSIVE EQUALIZATION

The output equalizer section of current digital audio components is another critical analog circuit plagued by performance compromises. Today’s output equalizers are fully active designs utilizing easy to implement IC filter circuits. These circuits are very attractive in their size and cost, but subject the sensitive signal to all the various distortions inherent in low voltage monolithic amplification. Spectral engineers have side-stepped the performance problems of integrated circuit filters entirely with an ingenious passive equalizer topology. The SDR-4000 passive equalizer is developed around a transient perfect circuit utilizing the finest available passive components such as handmade silver litz wire chokes and low noise bulk metal precision resistors. Eliminating the distortions inherent in IC based equalization results in a new level of signal purity in the SDR-4000.
.....
http://www.spectralaudio.com/sdr-4000.htm

bepi67
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Re: OP AMP: perché non suonano

Messaggio da bepi67 » domenica 12 novembre 2017, 6:30

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doc elektro
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Re: OP AMP: perché non suonano

Messaggio da doc elektro » domenica 12 novembre 2017, 7:17

E'giusto mettere anche le mie esperienze negli OP,visto che di sperimentazione elettronica ne ho fatta parecchia.
Che dire? i vari Op economici come il 741,4558,4560,747 in impieghi non critici non vanno poi così male. Darei qualche punto in piu' per il TL 081,071 e derivati perchè tirano fuori qualche centesimo di resa in piu' e consumano qualcosina in meno. Solo quisquiglie però.
In molti impieghi mi ha deluso parecchio il LM358 . In compenso ho trovato un OP valido il TDA2330A,classico OP stereo ,versione oramai introvabile visto che la sigla oltre che il pezzo è pure obsoleta. Era derivato dall' LM381,un discreto (ma non di piu') pre per testine magnetiche. Guardate lo schema interno,non è poi così male.

https://www.bucek.name/pdf/lm381.pdf

E vediamo in cosa mi hanno deluso:in genere ovvio

-RUMORE....non penso sia un segreto il fatto che non appena si cerca di spremere un goccio di guadagno in piu' del previsto il rumore è spaventoso. E' un utopia guadagnare piu' di 100 ,il massimo ottenuto in laboratorio ,un guadagno di 2500 (oltre si diventa instabili) causava gia' a17 Khz un netto calo della risposta ,va un pochino meglio con gli ampli Op a fet che calo a parte che non hanno presentano il problema dell'instabilità e della facilità di imbarcare ronzio a 50 hz e autoscillare.

Non a caso dopo una prima uscita in campo pre fono con i primi OP (principalmente 741) i costruttori di ampli sono tornati ai transistor singoli senza pensarci due volte di piu'.

E' andata un goccetto meglio con gli OP "migliorati" dal 4558 in avanti che hanno conquistato il posto nei pre della serie a medio basso prezzo,principalmente per la semplicità circuitale.

-CORRENTE in uscita

Qui casca l'asino,le impedenze "teoriche " di uscita a 600 ohm in qualche caso vengono rispettate ,principalmente se siamo a basso guadagno e non tiriamo troppo il collo agli integratini. In tutti gli altri casi ,bè pur potendo fare e mantenere un corto in uscita senza danni la tensione già a 1 K gi carico cala vistosamente.

-STABILITA'

Bè non potrebbe essere altrimenti visto che la contro reazione è a livelli mostruosi,tuttavia negli anni anche qui qualcuno comincia a degradare.

DOVE SONO RIMASTO DELUSO....eh in parecchi posti

- dove le alimentazioni sono basse,l'uscita ha un degrado in termini di tensione mostruoso,questo perchè ogni transistor interno fa cadere di 0,7 V e cadi tu e cado io quando si lavora con 5 volt duali bè il clip è in agguato al primo assolo di chitarra

- dove il rumore conta veramente
E non sto parlando di ampli da chitarra ma tutte quelle applicazioni particolari come gli ampli EVP (qualcuno lo ho dovuto fare) gli ampli spia(col microfono a parabola) i pre fono e i pre microfonici.
Un circuito a componenti discreti se ben fatto le suona di santa ragione agli OP ,anche quelli di classe.
Non a caso il mio pre fono" la città della musica" per ogni canale ha una ECC83 e un FET come finale
Non a caso un ampli spia con cui sentivo cosa succedeva nel bosco a 2500 km da casa NON aveva integrati ma solo transistor anche nel finale.

Quello che non digerisco degli op è il loro mondo intorno,elettronici,anche professori che li considerano come i santi discesi in terra quando poi che cosa sono? La roba per i diversamente abili all'elettronica.

Voglio fare un paragone....una yaris ultima versione quasi con autopilota e una vecchia 127. E il paragone è successo davvero l'anno scorso.

La mamma di nurdin con la yaris in un tratto gelato ha carambolato e la ha girata sul tetto. E si che aveva tutti gli aiuti da diversamente abile alla guida..che vanno di moda oggi! Un vecio corroso dall'alcool dal tabacco e probabilmente asmatico,bronchitico e con la sciatica che era nel suo stesso turno di lavoro con la 127 nello stesso tratto non ha nemmeno sbandato. E si è fermato a soccorrere la sciura.
A casa mia si usano i controlli di tono,gli equalizzatori e si usano ancora i tubi catodici. A volte un continental ti può fare volare più in alto dello space shuttle. Certa musica finisce nella stufa,non mi dispiace

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Re: OP AMP: perché non suonano

Messaggio da bepi67 » domenica 12 novembre 2017, 7:31

Dok, non esistono solo il 741 ed il 4558 nel mondo degli operazionali integrati.

Ciao
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doc elektro
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Re: OP AMP: perché non suonano

Messaggio da doc elektro » domenica 12 novembre 2017, 9:39

sono quelli che trovo negli apparati che riparo. Alcune sigle non le ho mai viste,inoltre è proprio il tipo di approccio che negli OP mi fa venire l'orticaria.
A casa mia si usano i controlli di tono,gli equalizzatori e si usano ancora i tubi catodici. A volte un continental ti può fare volare più in alto dello space shuttle. Certa musica finisce nella stufa,non mi dispiace

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Re: OP AMP: perché non suonano

Messaggio da F.Calabrese » domenica 12 novembre 2017, 10:09

Col caffé davanti, provo a darvi la mia spiegazione.

Partiamo da un concetto basilare: gli OP-amp impiegano circuiti interni in Classe-A, perlomeno ai normali livelli di impedenze di carico cui sono collegati.

Ebbene, il rumore termico di uno stadio di uscita a stato solido, come quello presente in ogni Op-amp, è proporzionale alla temperatura di lavoro, alla banda passante ed al valore della resistenza (un poco di più quando si impiegano generatori di corrente costante a stato solido...).

Quindi è chiaro che lo stadio di uscita dell'Op-amp lavorerà ad una temperatura più alta (essendo intrappolato nella plastica) e -soprattutto- ad un livello di impedenza circuitale sostanzialmente più alto (10-40 volte) rispetto a quello normalmente utilizzato nei circuiti discreti.

Ma il vero problema degli Op-amp NON è lo stadio di uscita, bensì quello di ingresso, che lavorerà comunque a temperature più alte del necessario, in quanto fisicamente vicino allo stadio di uscita in classe-A ed inglobato nello stesso case plastico. Ebbene... l'impedenza circuitale di questo stadio di ingresso sarà altissima e -con essa- il rumore termico minimo.

Ma attenzione: lo stadio di ingresso è anche quello a cui ritorna il segnale di controreazione, attenuato di migliaia di volte e sommato ad un segnale d'ingresso magari anch'esso attenuato (*)(gli operazionali hanno guadagni dell'ordine delle centinaia di migliaia...). Lascio a voi immaginare quanto facilmente questo segnale finisca per annegare nel rumore termico dovuto appunto agli alti valori d'impedenza circuitale ed anche all'impiego di generatori di corrente costante e specchi di corrente, al posto delle resistenze di un circuito discreto.

In uno stadio a discreti si può lavorare con impedenze circuitali 10-40 volte minori, per cui la risoluzione ai bassi livelli non può che aumentare in proporzione. Il che all'ascolto si avverte...

Saluti
F.C.

(*): Questo accade con gli stadi invertenti, che infatti sono tipicamente più rumorosi.

Olympus
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Re: OP AMP: perché non suonano

Messaggio da Olympus » domenica 12 novembre 2017, 11:39


Ho trovato questa conversazione, ed anche le precedenti richiamate interessanti e stimolanti, anche se come in tutte le argomentazioni divisive, alla fine ciascuno rimarrà della propria opinione: per esemplificare LP-CD, Valvole/Transistor, Radiazione diretta/Trombe, Twetter in seta/Titanio ecc…
Il mio intervento deve essere preceduto da alcuni noiosi punti di premessa.
-Il mio riferimento è il solo mondo audio Home e non professionale, per cui servono altri parametri e conoscenze che non ho, e su cui non intervengo
-ascolto prevalentemente musica classica di tutti i generi, ad ascolti realistici, ed avendo frequentato Auditorium RAI e Teatro Regio, e posso dire con soddisfazione media migliore di quella di un concerto reale ( a parte la mancata soddisfazione di vedere all'opera Abbado, Serkin, Mullowa ecc..),. Sono fortunato, ho a disposizione uno spazio che mi permette quanto sopra e sono munito di finestre a triplo vetro. Il mio udito essendo senior la le limitazioni note
-In un appartamento o sala musicale privata in villetta le dinamiche anche ad ascolto realistico non possono superare i 100-110 dB a qualche metro di ascolto, con un ipotetico rumore di fondo di circa 50 db
Alcuni fattori tecnici:
T1) Il campo di frequenze è limitato da 16 a 20kHHz Qualsiasi considerazione oltre questi valori è da considerare pretestuosa. Lo slew-rate dei segnali è quindi delimitato di conseguenza.
T3) I sistemi di misura attuali, con la misurazione della distorsione armonica, ai transitori ed all’intermodulazione sono perfettamente in grado di darci un quadro attendibile delle prestazioni, con affidabilità e ripetitività ben superiore all’orecchio umano
T4) I circuiti integrati lineari hanno caratteristiche perfettamente delimitate dai rispettivi data sheet, come i componenti discreti del resto, ed i prodotti sfornati da giganti della microelettronica come Fairchild a suo tempo, National, Texas In, e Analog Device sono ben al di sopra delle prestazioni ottenibili da circuiti a componenti discreti: il vero problema è di impiegarli correttamente nei limiti indicati.
Il discorso delle sollecitazioni termiche può avere una validità per ampli finali di grossa potenza in classe A (quelli su cui Mark Levinson consigliava di cuocere le uova...) o in sistemi professionali con decine di rack accatastati e non distanziati e magari esposti in estate al sole...
Un post precedente esemplificava Yaris e Fiat 127: ieri su internet si poteva leggere di disastri con due Ferrari ed una terza supercar che non ricordo: dipende dal pilota e dalle circostanze.
Mi viene il sospetto che alcuni non abbiamo ben presente il progresso compiuto dalla microelettronica, di cui gli IC lineari sono una sotto branchia. Da molti anni uso un Citizen a energia solare radiocontrollato. Ieri ho appreso dalla pubblicità che esiste una versione migliorata con precisione data da tre satelliti. Forse qualcuno di voi carica ancora il pendolo rigorosamente alla stessa ora di ogni settimana….
C’è di più: il post, molto utile, di Bepi 67 richiama l' Analog Device LT 1115, su cui si possono verificare i risultati ottenibili con l’equalizzazione RIAA, mostra chiaramente misurazioni superiori a quelli di qualunque pre discreto, ma ascoltando io solo digitale, qui lascio libertà di orecchio…
Molti percepiscono l’ora esatta guardando il sole…
T5) In un post qualcuno ha ricordato che il 99,99% degli ascoltatori non distinguerebbe il segnale proveniente da Boheringer da uno proveniente da un DCS, e sono d’accordo. Nel mio piccolo ho fatto un test con alcuni amici quarantenni, ed alla commutazione istantanea non hanno individuato il Beheringer dall’OPPO 105. Ora molti non si rendono conto che ormai tutta la musica, anche quasi tutti i vinili, sono derivati da processamenti e conversioni AD e DA, e che quasi tutti questi dispositivi hanno un percorso di segnale attraverso IC. Il problema vero è che questo attraversamento sia ottimale! Su questo vedasi dopo…
T6) Dispongo di 3 sistemi, di cui uno triamplificato con un cross a tre vie da me progettato e realizzato moltissimi anni or sono, in cui ho impiegato gli IC migliori disponibili con ingresso JFet, in metallo, ecc.. ecc.
Per molto tempo, dopo un trasloco non lo utilizzavo più. In occasione dell’acquisto dei TAD 2001 ho avuto il tic di reinserirlo.. con ottimi risultati. Ho effettuato un Up Grading sostituendo in connettori (non è bilanciato, è dimostrato che i circuiti bilanciati sono indispensabili nel professionale per non avere loop di massa, sicurezza delle connessioni ecc, ma che dalle misurazioni della vituperata A.R. in 9 casi su 10 i parametri dei circuiti bilanciati sono intrinsecamente leggermente peggiori), ho portato all’esterno del box la parte trasformatore ed ho ricollegato il tutto. Risultati così ottimi, che sono molto tentato dall’inserzione di un secondo sistema triamplificato…ho solo qualche dubbio per la complicazione del cablaggio. Ho esaminato quattro possibilità:
-costruire un clone con componenti più moderni tipo quelli citati dal post di….soluzione scartata, perché non essendo più operativo avrei difficoltà ad accede ai componenti di eccellenza già precedentemente usati, ed in più mano e vista non sono più adeguati..
-Acquisto di Accuphase F-15L (scarto il non L per il circuito più modesto) o SONY TA-D88, sono componenti affini che in Giappone si trovano correntemente su Yaoo, me in Europa sono poco diffusi. I circuiti sono realizzati con il massimo della tecnica discreta con blocchi operazionali con JFet invocati da molti post, il tutto per centinaia ( forse migliaia) di componenti su una piastra dalle dimensioni di un foglio A3 ( data l’età l’MTBF è tutto da rideterminare ed il rischi guasto assai elevato…) prestazioni eccellenti sulla carta, ma troppi rischi. Costo in Giappone con trasporto circa 2000 euri..
-Acquisto di un JBL/DBX analogico: prezzo di 250 euri, prestazioni sulla carta affini ai sopracitati, moderno, garantito, flessibile, ma qui insorgono i puristi, completamente con IC lineari, ergo certamente non suonerà bene, non avrà dettaglio, i suono sarà gonfio..ecc ecc!!???
-Acquisto di un processore digitale supermoderno JBL, prezzo sui 1000 euri, con i difetti di cui sopra IC aggiunto ad elaborazione digitale spinta… chissà le atrocità acustiche…
In questo momento il mio orientamento è per la versione da 250 euri, senza se e senza ma…
Devo aggiungere che in rete circolano schemi di cross a tre vie con grossi difetti e limiti circuitali, quali la mancanza di corretta interfaccia ingresso – uscita, mancanza di circuito limitatore dello SR, uscite dirette dal cursore dei potenziometri di regolazione ed altre perle…Non sono riuscito a scaricare lo schema del DBX, se qualcuno ha il link mi toglierebbe una grossa curiosità…
T7) Prima di scrivere questa tiritera, ho scollegato il mio cross e l’ho esaminato sottoponendo triangoli e quadre da 10mV a 2 V fino a 100KHz, ho potuto constatare mancanza di distorsione sullo 0, mancanza di Overshoot e tempi di salita di 100 nanosecondi…insomma F.O. perfette...
Nel mentre ascoltavo su un altro sistema un CD di Rainer e la Chicago di Debussy e Respighi, malgrado il riprocessamento digitale (ben eseguito) dall’odiata Sony, un gran bel sentire…
Buon ascolto a tutti, e grazie per la pazienza!

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bepi67
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Re: OP AMP: perché non suonano

Messaggio da bepi67 » domenica 12 novembre 2017, 11:49

Per rispondere al padrone di casa.
Il rumore emesso da un op-amp dipende intrinsecamente dal chip, ma anche dal circuito in cui viene fatto lavorare, dai valori di resistenza e dal guadagno.
All'uscita di un lettore CD normalmente l'op-amp fa da buffer e guadagna 1, pertanto la densità spettrale di rumore (1/f) è quella tipica del chip, gli attuali Op-Amp hanno valori che viaggiano attorno ai 0.9 nanovolt/radice(Hz) e dubito che un circuito a discreti faccia meglio in termini di flicker noise perchè nei discreti i transistor sono polarizzati con correnti decisamente superiori di quelli sul chip.
Faccio presente che gli op-amp vengono comunemente usati come preamplificatori ad altissima impedenza e basso rumore in strumenti scientifici, come ad esempio rivelatori di particelle dove un eventuale rumore farebbe molti più danni che ad un pianissimo orchestrale (toh, non esiste solo l'audio nell'universo).
C'è comunque parecchia letteratura che permette di calcolare e predire il rumore di un op-amp in funzione del guadagno (ad es. http://www.ti.com/lit/an/slva043b/slva043b.pdf), mentre per un circuito a discreti diventa parecchio complicata.

Fa molto più danni dal punto di vista del rumore una catena di guadagno male dimensionata che il rumore introdotto dal singolo op-amp.

Si può criticare la filosofia di approccio progettuale del tipo: perchè devo usare un circuito con un elevato guadagno che devo poi abbattere con una rete di feedback quando posso costruire un circuito a più stadi ognuno del quale ha un guadagno più basso ?

E qui potremmo discutere per ore.

Questo è il mio punto di vista.

Ciao
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F.Calabrese
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Re: OP AMP: perché non suonano

Messaggio da F.Calabrese » domenica 12 novembre 2017, 12:41

bepi67 ha scritto:
domenica 12 novembre 2017, 11:49
...
Il rumore emesso da un op-amp dipende intrinsecamente dal chip, ma anche dal circuito in cui viene fatto lavorare, dai valori di resistenza e dal guadagno.
All'uscita di un lettore CD normalmente l'op-amp fa da buffer e guadagna 1, pertanto la densità spettrale di rumore (1/f) è quella tipica del chip, gli attuali Op-Amp hanno valori che viaggiano attorno ai 0.9 nanovolt/radice(Hz) e dubito che un circuito a discreti faccia meglio in termini di flicker noise perchè nei discreti i transistor sono polarizzati con correnti decisamente superiori di quelli sul chip.
...
Vero ed indiscutibile... ed infatti si tratta di applicazioni dove gli Op-amp fanno davvero il minimo danno possibile...

Ma attenzione... questo accade solo quando si prendono tutte le precauzioni del caso (vedi i miei DCX-2496...).

Nell'impiego generale, un buon Pre a discreti si mangia sempre quello ad Op-amp... chissà perchè... ;)

Saluti
F.C.

P.S.: che begli interventi...!!! Grazie a te ed a Olympus.

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