Zachęcony poprawą brzmienia jednego ze swoich urządzeń postanowiłem wymienić wzmacniacz operacyjny na lepszy.
Sucho brzmiący i trzeszczący w wysokich rejestrach TL072 zastąpiłem OPA2134 słynący z miękkości, łagodnego ale nisko schodzącego basu i aksamitnego środka - ponoć nie brakuje mu także kopa przy ostrzejszej muzyce.
Po wymianie układu wprost nie mogłem oderwać się od przesłuchiwania nowego wzmacniacza na różnych słuchawkach i różnych kolumnach. Brzmienie nowego opamp'a całkowicie mnie zaskoczyło. Różnice w brzmieniu chciałem jak najszybciej potwierdzić pomiarami ... Oczywiście zgodnie z przewidywaniami w wynikach pomiarów różnice te widoczne są gołym okiem.
Zestaw pomiarowy:
Jako zestaw do wykonania pomiarów posłużył mój przedwzmacniacz wraz ze sterownikiem ( dokładnie opisany tutaj: https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3433799.html ).
Przedwzmacniacz zasilany dobrze filtrowanym i stabilizowanym napięciem +/-5V ze względu na zastosowany potencjometr cyfrowy PGA2311.
Stanowisko pomiarowe wyglądało tak:
Pomiary:
Wykonałem 3 pomiary:
1) Sama karta dźwiękowa ( biały )
2) Układ ze wzmacniaczem TL072 ( zielony )
3) Układ ze wzmacniaczem OPA2134 ( seledynowy )
Wyniki ogólne:
Frequency response:
Noise level:
Dynamic range:
THD + Noise (at -3 dB FS):
Intermodulation distortion:
Stereo crosstalk:
WNIOSKI
Patrząc na powyższe wykresy widać, że różnica w pracy układów jest praktycznie "ZEROWA" i dokładnie tak samo to słychać
Skąd w takim razie biorą się opinie takie jak cytuję z internetu: "spróbuj opa2134, bardzo podobny, bardziej wygładzony nawet, nie ma tak dokładnej góry, ale ma niższe zniekształcenia i naturalne brzmienie. Jest też mocniejszy z dołu, w basie. " ?
Czy to jest technicznie możliwe aby wystąpiła słyszalna przez człowieka różnica w brzmieniu tych układów ?
Wyniki opublikowałem aby nieco powstrzymać natłok bzdur publikowanych na temat różnic tych opamp'ów i uświadomić niektórym, że paśmie akustycznym te typy wzmacniaczy zachowują się IDENTYCZNIE.
Jeśli się mylę proszę o rzeczowe argumenty, które mogą świadczyć o tym, że jest inaczej niż piszę. Na chwilę obecną 24zł wydane na zakup kilku OPA2134 uważam za wyrzucone
Na koniec podzielę się jeszcze swoimi przypuszczeniami na temat tego skąd biorą się różne opinie na temat różnych opAmp'ów.
Teoria 1 - prawdopodobnie pochodzi od gitarzystów lub innych muzyków, którzy wykorzystują różnego rodzaju efekty, w których opAmp'y służą jako elementy generujące np. sygnał przesterowany. W takim przypadku pracują one daleko poza swoimi "katalogowymi" warunkami i rzeczywiście mogą brzmieć i zachowywać się różnie. Ciężko jednak odnieść to do zwykłego przedwzmacniacza ...
Teoria 2 - tym razem dotyczy zastosowania w normalnych przedwzmacniaczach audio. Każdy opamp pracuje w towarzystwie różnych elementów. Każdy ma także w notach określone warunki pracy t.j. np. max napięcie zasilania max napięcie wejściowe itd ... Nieświadomi użytkownicy często w swoich urządzeniach "bezmyślnie" przekładają opamp'y bez zmiany ich otoczenia co może powodować, że niektóre w takim układzie pracują w niekorzystnych dla siebie warunkach przez co zachowują się w sposób nie do przewidzenia. Mogą się wzbudzać, tworzyć jakiś filtr RC itd ... To też może mieć wpływ na końcowe brzmienie jednak jest efektem błędu "użytkownika" a nie samego brzmienia opamp'u ...
Teoria 3 - podłączanie słuchawek bezpośrednio do wyjścia opamp'a bez stopnia wzmacniającego prąd. Tutaj chyba sprawa jest jasna. Rożne opAmp'y mają różną wydajność prądową co bezdyskusyjnie skutkuje większym lub mniejszym zniekształcaniem sygnału z powodu przeciążenia układu. Jednak to kolejny przykład złej implementacji układu. Są słuchawki, które mają nawet 16Ω a z taką impedancją ich prądu nie jest już mały szczególnie kiedy słuchawki mają małą efektywność i potrzebują więcej mocy żeby zagrać. Gdy w Google wpiszemy "headphone amp opa2134" to zostaniemy zasypani tego typu schematami... Wg mnie one są poprawne tylko dla słuchawek o wysokiej impedancji / dużej efektywności. Dla pozostałych zniekształcenia będą spore. Poniżej przykład takiego rozwiązania ( wielokrotnie naśladowanego ):
Schemat układu, który był mierzony:
UWAGI
Dodaję krótkie uzupełnione informacji już po dyskusji w tym wątku.
1. Pomiar dotyczy zastosowania opAmpów we wzmacniaczu audio z wejściem liniowym dopuszczającym sygnał >0,1V i <2V ( czyli taki z jakim mamy do czynienia przy większości źródeł audio - playery, komputery, dac'e,, CD itp ... );
2. Nie należy pomiarów odnosić do urządzeń pracujących na częstotliwościach wyższych niż słyszalne (30kHz) ;
3. Nie należy pomiarów odnosić do urządzeń w których opAmpy pracują z dużymi wzmocnieniami napięciowymi np. > x100 ( np. przedwzmacniacze gramofonowe lub mikrofonowe );
4. Celem tematu nie jest pokazanie, że nie ma różnicy pomiędzy opisywanymi wzmacniaczami w ogóle a jedynie w zastosowaniach audio opisanych powyżej.
Jeszcze dla tych bardziej nerwowych co szybciej odpisują niż czytają skopiowałem fragment z dalszej części wątku.
Wykonałem jeszcze Eksperyment , który myślę, że raz na zawsze utnie dyskusje na tematy różnic TL072 i OPA2134.
Opis eksperymentu:
Do wykonania eksperymentu użyłem programu AUDACITY oraz karty dźwiękowej "M-Audio M-track Eight" ( parametry karty w poście głównym ).
Przez badany przedwzmacniacz przepuściłem kawałek prawdziwej piosenki ( bo ludzie nie słuchają sinusów ) następnie nagrałem go tą samą kartą. Czynność wykonałem 2 razy. Raz gdy w przedwzmacniaczu był układ TL072 a drugi raz z OPA2134.
W ten sposób otrzymałem dwa nagrania.
No i teraz istota sprawy. Jeśli wzmacniacze operacyjne pracują różnie to także te nagrane sygnały powinny być różne. Prawda czy nie ? Wg mnie prawda. A skoro sygnały są różne to także ich różnica powinna coś zawierać - a dokładnie te słyszalne różnice o których pisze kolega Jaro89.
Screen z eksperymentu:
Poszczególne ścieżki są dostępne w plikach: rec_opa2134.wav i rec_tl072.wav.
Jedną z nagranych ścieżek odwróciłem w fazie i zsumowałem z drugą to co mi wyszło mamy w pliku roznica.wav.
Jako ciekawostkę proszę zobaczyć, że roznica.wav wcale nie jest pusty - po wielokrotnym zgłośnieniu sygnału z pliku możemy usłyszeć przebijającą się piosenkę jednak są to sygnały właśnie na poziomie rzędu -100dB czyli odpowiadające różnicą z pomiarów
Dla zainteresowanych dodałem jeszcze:
a) kompletny projekt w Audacity: proj_audacity.zip ;
b) wyniki pomiarów z programu RMAA ;
Pliki eksperymentu:
Fajne? Ranking DIY
