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由 **wensan** 發表於週五 10月 31, 2003 9:35 pm

不知從何時開始，高速(高迴轉率)跟Low TIM似乎被劃上等號？其實應該是兩種不同的訴求才對！ :ale:

由 **mtlin12** 發表於週五 10月 31, 2003 11:17 pm

wensan 寫:不知從何時開始，高速(高迴轉率)跟Low TIM似乎被劃上等號？其實應該是兩種不同的訴求才對！

我想這與國內只有少數幾本音響設計的參考書有關，我常看日塚茂原著、曾煥燃譯的
"前-後級擴音機新設計"一書。書中第一章第三節幾乎就是把高速放大器與降低TIM
失真相提並論。 :ale:

當然我個人一直覺得減少放大級數，和減少使用相位補償元件也是非常重要。

所以我堅持使用直交的DC設計，而且不加DC-SERVO。

文山兄，我們求知若渴，請賜教有關Low TIM的奧秘。

由 **wensan** 發表於週六 11月 01, 2003 6:51 am

mtlin12 寫:
wensan 寫:不知從何時開始，高速(高迴轉率)跟Low TIM似乎被劃上等號？其實應該是兩種不同的訴求才對！

我想這與國內只有少數幾本音響設計的參考書有關，我常看日塚茂原著、曾煥燃譯的
"前-後級擴音機新設計"一書。書中第一章第三節幾乎就是把高速放大器與降低TIM
失真相提並論。

mtlin12兄，您1980年就電機系畢業，那時我剛上五專而已，得尊稱您一聲「大哥」才是。 :bs:

我從五專畢業就沒有玩音響了，不了解這些年音響技術的新發展。

"前-後級擴音機新設計"一書是哪個書局出版的，我得去找一本來看看！

由 **mtlin12** 發表於週六 11月 01, 2003 9:02 am

"前-後級擴音機新設計"一書也是本老書了，73年9月初版，大孚書局。

TEL:06-2682865，台南市德光街65號，不知還在不在? :ale:

由 **wensan** 發表於週日 11月 02, 2003 7:39 am

要談「迴轉率」與「TIM」的關係，必須先把一些相關的名詞定義釐清楚！先來個「解釋名詞」，如有疏漏，還請各位大大指正。

諧波失真(THD)：完美的正弦波應該沒有諧波成分，因此一個正弦波濾掉基頻後，剩下的諧波成分便是「諧波失真(THD)」。

:roll:

互調失真(IM)：兩個不同頻率的正弦波加在一起，經過放大後，如果產生「拍差」頻率成分，及「拍差」頻率的諧波，便是「互調失真」。

:roll:

瞬態互調失真(TIM)：為了測試放大器步階暫態響應時的失真，把大振幅的低頻方波加上小振幅的高頻正弦波，經過放大器放大後，如果除了低頻方波的基頻及諧波，以及高頻正弦波的基頻外，還有其他的頻率成分，便是「瞬態互調失真」。

:roll:

迴轉率(Slew Rate)：指的是放大器輸出變化的最大斜率。

:roll:

輸入動態範圍：通常指的是放大器還未輸出過荷前的最大輸入信號範圍。但在探討瞬態互調失真時，會比較在意輸入級單級的輸入動態範圍。

由 **Kit** 發表於週一 11月 03, 2003 12:10 am

wensan 寫: 諧波失真(THD)：完美的正弦波應該沒有諧波成分，因此一個正弦波濾掉基頻後，剩下的諧波成分便是「諧波失真(THD)」。

這是放大倍率不只有一次項的影響對嗎？

互調失真(IM)：兩個不同頻率的正弦波加在一起，經過放大後，如果產生「拍差」頻率成分，及「拍差」頻率的諧波，便是「互調失真」。

感覺起來似乎也是因為放大倍率不只有一次項的影響，才會產生兩個頻率相乘的現象，還是還有其他的原因呢？

瞬態互調失真(TIM)：為了測試放大器步階暫態響應時的失真，把大振幅的低頻方波加上小振幅的高頻正弦波，經過放大器放大後，如果除了低頻方波的基頻及諧波，以及高頻正弦波的基頻外，還有其他的頻率成分，便是「瞬態互調失真」。

這個就實在是搞不懂了耶，能請前輩解釋一下為何會如此定義嗎？

由 **wensan** 發表於週一 11月 03, 2003 1:12 pm

Kit 寫:
wensan 寫: 諧波失真(THD)：完美的正弦波應該沒有諧波成分，因此一個正弦波濾掉基頻後，剩下的諧波成分便是「諧波失真(THD)」。

這是放大倍率不只有一次項的影響對嗎？

互調失真(IM)：兩個不同頻率的正弦波加在一起，經過放大後，如果產生「拍差」頻率成分，及「拍差」頻率的諧波，便是「互調失真」。

感覺起來似乎也是因為放大倍率不只有一次項的影響，才會產生兩個頻率相乘的現象，還是還有其他的原因呢？

瞬態互調失真(TIM)：為了測試放大器步階暫態響應時的失真，把大振幅的低頻方波加上小振幅的高頻正弦波，經過放大器放大後，如果除了低頻方波的基頻及諧波，以及高頻正弦波的基頻外，還有其他的頻率成分，便是「瞬態互調失真」。

這個就實在是搞不懂了耶，能請前輩解釋一下為何會如此定義嗎？

諧波失真、互調失真探討的都是弦波穩態時的狀況，瞬態互調失真探討的是回授放大器在步階暫態時的狀況。因為回授放大器在穩態時的誤差訊號很小，在步階暫態時的誤差訊號很大！

由 **Kit** 發表於週一 11月 03, 2003 9:20 pm

wensan 寫: 諧波失真、互調失真探討的都是弦波穩態時的狀況，瞬態互調失真探討的是回授放大器在步階暫態時的狀況。因為回授放大器在穩態時的誤差訊號很小，在步階暫態時的誤差訊號很大！

所以是利用方波的edge來模擬放大器在暫態的現象囉，這樣想不曉得對不對，請前輩指點囉:D

由 **skyboat** 發表於週一 11月 03, 2003 9:55 pm

Kit 寫:所以是利用方波的edge來模擬放大器在暫態的現象囉，這樣想不曉得對不對，請前輩指點囉:D

方波只能觀測到 Slew rate ，好像還要複合送出第二種頻率成份，才能同步觀測到
"無中生有" 的第三種(或更多)頻率成份！ :roll:

由 **wensan** 發表於週一 11月 03, 2003 10:47 pm

skyboat 寫:
Kit 寫:所以是利用方波的edge來模擬放大器在暫態的現象囉，這樣想不曉得對不對，請前輩指點囉:D

方波只能觀測到 Slew rate ，好像還要複合送出第二種頻率成份，才能同步觀測到
"無中生有" 的第三種(或更多)頻率成份！

如果回授放大器的方波響應可以用肉眼看出迴轉率過荷，表示輸入過荷已經非常嚴重！

肉眼看不出迴轉率過荷也不表示沒有發生輸入過荷。

由 **wensan** 發表於週二 11月 04, 2003 12:58 am

雙極性電晶體的差動電路，在射極沒有串接電阻的情況下，其輸入動態範圍我記得是26mV+26mV=52mV(二十年前的電子學課本早就不知道丟到哪裡去了，52mV這個值不曉得對不對？)。

:roll:

如果在射極各串上300ohm的電阻，而差動電路的偏流為4mA，則輸入動態範圍由52mV擴增為1.2V，輸入過荷的情形因此大為改善。

:eeh:

但是相較於真空管動輒十幾二十伏的輸入動態範圍，1.2V實在是小巫見大巫！真空管在Low TIM上的優勢至為明顯(即使真空管放大器的迴轉率比不上電晶體放大器)。

由 **mtlin12** 發表於週二 11月 04, 2003 9:00 am

wensan 寫:極性電晶體的差動電路，在射極沒有串接電阻的情況下，其輸入動態範圍我記得是26mV+26mV=52mV(二十年前的電子學課本早就不知道丟到哪裡去了，52mV這個值不曉得對不對？)。

2*Vt=52mA是沒有錯，但指的應該是工作於線性區，而非動態範圍。當輸入電壓差大於
數百mV時，集極電流就和Vid無關，因為此時電流都只流經一個
電晶體了。(詳見全華木宗正編著類比積體電路頁90)

同書頁91加串射極電阻則"線性範圍"可增加Iee*Re左右，但電壓增益也降低Iee*Re倍。
wensan兄原例=0.004A*300ohm=1.2V

使用JFET為差動輸入時其線性範圍較BJT為寬，但是增益較低，
所以DB-01採用電流鏡當主動負載以提高增益。

線性範圍較寬者例如真空管，因為在線性範圍內無需施加負回授
來修正可能有失真的波形，TIM的問題就小，因而音色不會
偏"硬"。但是一般石機雖然THD很低，主要卻是依賴負回授，訊
號又得重新回個幾級來做加加減減，TIM的問題就會嚴重起來。

石機例如PASS "Simple is the Best"的道理就是如此，
當然我設計DB-01時還是主張要加負回授以降低THD和雜音等等。

由 **wensan** 發表於週二 11月 04, 2003 12:38 pm

mtlin12 寫:
wensan 寫:雙極性電晶體的差動電路，在射極沒有串接電阻的情況下，其輸入動態範圍我記得是26mV+26mV=52mV(二十年前的電子學課本早就不知道丟到哪裡去了，52mV這個值不曉得對不對？)。

2*Vt=52mA是沒有錯，但指的應該是工作於線性區，而非動態範圍。當輸入電壓差大於
數百mV時，集極電流就和Vid無關，因為此時電流都只流經一個
電晶體了。(詳見全華木宗正編著類比積體電路頁90)

同書頁91加串射極電阻則"線性範圍"可增加Iee*Re左右，但電壓增益也降低Iee*Re倍。
wensan兄原例=0.004A*300ohm=1.2V

就當我自訂名詞好了（其實應該不是，原文縮寫好像叫「IDF」，經國號戰機？），我把雙極性電晶體差動電路的輸入動態範圍定義為：差動電路還未輸出過荷前的最大輸入信號範圍。

由 **wensan** 發表於週二 11月 04, 2003 12:45 pm

mtlin12 寫:線性範圍較寬者例如真空管，因為在線性範圍內無需施加負回授
來修正可能有失真的波形，TIM的問題就小，因而音色不會
偏"硬"。但是一般石機雖然THD很低，主要卻是依賴負回授，訊
號又得重新回個幾級來做加加減減，TIM的問題就會嚴重起來。

我想提出的重點是：即使真空管放大器具有跟晶體管放大器等量的負回授，真空管放大器仍舊不容易發生瞬態輸入過荷！

由 **wensan** 發表於週二 11月 04, 2003 2:20 pm

mtlin12 寫:使用JFET為差動輸入時其線性範圍較BJT為寬，但是增益較低，

不曉得有沒有人注意到，雙極性電晶體的特性曲線，Ib跟Ic大致上成正比。JFET的特性曲線，Vgs跟Id卻呈現平方律的關係。JFET的失真一定比BJT低嗎？

mtlin12 寫:所以DB-01採用電流鏡當主動負載以提高增益。

電流鏡對差動級同相輸入電晶體的輸出而言，等於增加了電流鏡輸出晶體的C-E、C-B極際電容。對差動級反相輸入電晶體的輸出而言，等於插入了一級共射極反相放大，必須考慮加入的這一級共射極反相放大的相位延遲對高頻穩定性的影響。

天下沒有白吃的午餐？

由 **uuu** 發表於週二 11月 04, 2003 3:11 pm

mtlin12 寫:
wensan 寫:極性電晶體的差動電路，在射極沒有串接電阻的情況下，其輸入動態範圍我記得是26mV+26mV=52mV(二十年前的電子學課本早就不知道丟到哪裡去了，52mV這個值不曉得對不對？)。

2*Vt=52mA是沒有錯，但指的應該是工作於線性區，而非動態範圍。當輸入電壓差大於
數百mV時，集極電流就和Vid無關，因為此時電流都只流經一個
電晶體了。(詳見全華木宗正編著類比積體電路頁90)

同書頁91加串射極電阻則"線性範圍"可增加Iee*Re左右，但電壓增益也降低Iee*Re倍。
wensan兄原例=0.004A*300ohm=1.2V

使用JFET為差動輸入時其線性範圍較BJT為寬，但是增益較低，
所以DB-01採用電流鏡當主動負載以提高增益。

線性範圍較寬者例如真空管，因為在線性範圍內無需施加負回授
來修正可能有失真的波形，TIM的問題就小，因而音色不會
偏"硬"。但是一般石機雖然THD很低，主要卻是依賴負回授，訊
號又得重新回個幾級來做加加減減，TIM的問題就會嚴重起來。

石機例如PASS "Simple is the Best"的道理就是如此，
當然我設計DB-01時還是主張要加負回授以降低THD和雜音等等。

類比積體電路....... :ale:

NO SEE過....

好吧
就地取材
就以下面這句來驗證DB-01初級增益

mtlin12 寫:" 木宗正編著類比積體電路同書頁91加串射極電阻則"線性範圍"可增加Iee*Re左右，但電壓增益也降低Iee*Re倍。"

DB-01的Q14.Q15換算成Re是多少呢？

Q1換算成Rc是多少呢？ :ho:

打開示波器和訊號慘聲器 :ya:

勾子分別勾到Q1的E極C極
看看便知
DB-01初級
電壓增益有多少訊號輸出給次級用

由 **ijaywu** 發表於週二 11月 04, 2003 3:49 pm

wensan 寫:
mtlin12 寫:使用JFET為差動輸入時其線性範圍較BJT為寬，但是增益較低，
不曉得有沒有人注意到，雙極性電晶體的特性曲線，Ib跟Ic大致上成正比。JFET的特性曲線，Vgs跟Id卻呈現平方律的關係。JFET的失真一定比BJT低嗎？

mtlin12 寫:所以DB-01採用電流鏡當主動負載以提高增益。
電流鏡對差動級同相輸入電晶體的輸出而言，等於增加了電流鏡輸出晶體的C-E、C-B極際電容。對差動級反相輸入電晶體的輸出而言，等於插入了一級共射極反相放大，必須考慮加入的這一級共射極反相放大的相位延遲對高頻穩定性的影響。

天下沒有白吃的午餐？

說到這個線性嘛…
wensan兄好像忘記在一開始的時候定義「線性」是什麼意思了。

由 **mtlin12** 發表於週二 11月 04, 2003 3:52 pm

uuu 寫:DB-01的Q14.Q15換算成Re是多少呢？
Q1換算成Rc是多少呢？

打開示波器和訊號慘聲器
勾子分別勾到Q1的E極C極
看看便知
DB-01初級
電壓增益有多少訊號輸出給次級用

哈哈!uuu兄搞錯Re了，差動放大器的Re指的是射極或者源級隨耦電阻，
如wensan兄所說的300 ohm，或是此處的SVR2/2。

Q14、Q15構成ultra-high impedance恆流源，此處可視為共地。與差模增益
(differential mode gain) Adm無關，與共模增益(common mode gain) Acm有關。 :ho:

DB-01因Q14、Q15恆流源之故，所以CMRR值很高。

至於Q1的Rc值我沒有量，但第一級的gain確實不低。 :bs:

由 **wensan** 發表於週二 11月 04, 2003 5:11 pm

ijaywu 寫:
wensan 寫:
mtlin12 寫:使用JFET為差動輸入時其線性範圍較BJT為寬，但是增益較低，
不曉得有沒有人注意到，雙極性電晶體的特性曲線，Ib跟Ic大致上成正比。JFET的特性曲線，Vgs跟Id卻呈現平方律的關係。JFET的失真一定比BJT低嗎？

mtlin12 寫:所以DB-01採用電流鏡當主動負載以提高增益。
電流鏡對差動級同相輸入電晶體的輸出而言，等於增加了電流鏡輸出晶體的C-E、C-B極際電容。對差動級反相輸入電晶體的輸出而言，等於插入了一級共射極反相放大，必須考慮加入的這一級共射極反相放大的相位延遲對高頻穩定性的影響。

天下沒有白吃的午餐？

說到這個線性嘛…
wensan兄好像忘記在一開始的時候定義「線性」是什麼意思了。

"線性範圍"不是我提出來的，我不可以擅加定義！

由 **wensan** 發表於週二 11月 04, 2003 6:54 pm

Q25、Q26為什麼要PNP放上面推NPN，NPN放下面推PNP呢？這樣的話，驅動Q20、Q21的最大電流不是變小了嗎？放大器的速度不是變慢了嗎？ :mad:

由 **mtlin12** 發表於週二 11月 04, 2003 8:20 pm

wensan 寫:Q25、Q26為什麼要PNP放上面推NPN，NPN放下面推PNP呢？這樣的話，驅動Q20、Q21的最大電流不是變小了嗎？放大器的速度不是變慢了嗎？

這個正是Diamond Buffer的特色，Head-Fi上 ppl有專題討論:
http://www4.head-fi.org/forums/showthread.php?s=fafc0027278c2ab3387d0ab12722fa95&threadid=48270

Q25、Q26其實與LC-KING的Q1、Q3共集極射極隨耦電路差不多，只不過電阻改為恆流源。
因此Q25、Q26及Q20、Q21都處於active狀態的工作區，而且驅動Q20、Q21的最大電流
就是CRD1、2的Idss (當Q25或是Q26 off時)，
偏壓Bias=Q13vbe=0.6V ，因此靜態電流就是0.6V/20 Ohm=30mA。

DB鑽石緩衝器有高輸入阻抗低輸出阻抗的優點，而且SLEW RATE極佳，
這可參考類似架構的BUF634的datasheet，
DB-01輸出電流約200mA對耳擴而言已經不小了。

由 **wensan** 發表於週二 11月 04, 2003 11:14 pm

mtlin12 寫:
wensan 寫:Q25、Q26為什麼要PNP放上面推NPN，NPN放下面推PNP呢？
這樣的話，驅動Q20、Q21的最大電流不是變小了嗎？
放大器的速度不是變慢了嗎？

這個正是Diamond Buffer的特色，Head-Fi上 ppl有專題討論:
http://www4.head-fi.org/forums/showthread.php?s=fafc0027278c2ab3387d0ab12722fa95&threadid=48270

Q25、Q26其實與LC-KING的Q1、Q3共集極射極隨耦電路差不多，只不過電阻改為恆流源。
因此Q25、Q26及Q20、Q21都處於active狀態的工作區，而且驅動Q20、Q21的最大電流
就是CRD1、2的Idss (當Q25或是Q26 off時)，
偏壓Bias=Q13vbe=0.6V ，因此靜態電流就是0.6V/20 Ohm=30mA。

DB鑽石緩衝器有高輸入阻抗低輸出阻抗的優點，而且SLEW RATE極佳，
這可參考類似架構的BUF634的datasheet，
DB-01輸出電流約200mA對耳擴而言已經不小了。