«Работающий операционный усилитель» в усилителе для наушников Objective 2

Или… Мои приключения по испытанию бутиковых операционных усилителей стоимостью 240 долларов в комплекте усилителей за 60 долларов.

Меня заинтересовало понятие «прокатка операционного усилителя” с тех пор, как его укусил ламповое усиление баг несколько лет назад. Ламповые парни постоянно собирают эзотерические и дорогие лампы, чтобы попробовать их в своих усилителях, и все с намеченной целью погони за этим «идеальным» звуком.

Катящиеся трубки, хотя и не имеют абсолютно никакого отношения к физическому вращению круглой трубки по поверхности, возможно, были названы в честь кругового качательного движения, используемого для извлечения трубки из гнезда. «Вращение» имеет еще меньше смысла, когда используется для вставки и извлечения микросхем из твердотельной схемы усиления. Как бы то ни было, энтузиасты и аудиофилы часто будут поднимать прокатка операционного усилителя как достойный способ модернизации усилителей для наушников.

Лаборатория SparkOS SS3602 и Корпорация NJR NJM2068 операционные усилители.

Начнем с самого начала: что такое операционный усилитель?

Операционный усилитель (операционный усилитель) является одним из самых основных строительных блоков в схемах. Операционный усилитель обычно представляет собой ИС (Интегральная схема – эквивалент многих транзисторов, резисторов и конденсаторов в одном крошечном чипе), который усиливает сигналы. Многие операционные усилители (также известные как двойные операционные усилители) включают в себя два операционных усилителя в одном кристалле, по одному для усиления каждого стереоканала: левого и правого.

При обсуждении качества операционного усилителя часто упоминаются несколько технических терминов:

Прирост
Скорость нарастания
Импеданс
Напряжение

Отношение входного сигнала (нижний) к выходному сигналу (верхний) описывается как прирост операционного усилителя. В идеальном операционном усилителе выходной сигнал изменится мгновенно, однако на самом деле термин «скорость нарастания‘ описывает, как быстро операционный усилитель может измениться выходное напряжение. Идеальный операционный усилитель также будет иметь бесконечно высокий входной сигнал. импеданс в то время как выходное сопротивление было бы незначительным (0).

Поскольку ни один из этих идеалов невозможен, мы соглашаемся на достаточно высокую скорость нарастания с достаточно высоким входным импедансом и достаточно низким выходным импедансом.

Теоретически, чип с лучшими параметрами должен звучать лучше, однако схема, в которой он находится, должна быть спроектирована так, чтобы соответствовать.

Схема операционного усилителя из

Как появился термин «прокат операционных усилителей»?

Операционные усилители используются почти во всех устройствах с разъемом для наушников (за исключением ламповых конструкций). В зависимости от устройства могут использоваться дешевые операционные усилители и другие детали; поэтому замена на операционные усилители с лучшими характеристиками является часто предлагаемым аудиофильским вариантом для модернизации усилителей для наушников. Это особенно легко для конечного пользователя, если операционные усилители вставлены в гнезда на плате, а не припаяны на месте. Так родилось понятие «катящегося» операционного усилителя. Так же, как трубопрокат в ламповых усилителях практикуется замена различных частей (чипов или ламп), чтобы увидеть, изменится ли качество звука.

Так что это неизбежно приводит к следующему вопросу: есть ли слышимые различия между операционными усилителями?

Стоимость большинства операционных усилителей варьируется от 1 до 20 долларов, но есть несколько дорогих эксклюзивных операционных усилителей, предназначенных для высокопроизводительных аудиоприложений. Двойной дискретный операционный усилитель SS3602 от SparkOS Labs, являются заменой многих распространенных 8-контактных микросхем формата DIP (двойной линейный корпус с прямоугольным корпусом и двумя параллельными рядами электрических соединительных контактов). Обратите внимание, что SS3602 не являются отдельными микросхемами ИС (интегральной схемой), а состоят из отдельных компонентов и плат (именно это делает их «дискретными»).

SS3602 имеют площадь приблизительно 15 мм и высоту 15 мм от кончиков контактов до верха. Это означает, что они намного больше, чем типичный чип операционного усилителя (примерно 8 мм в длину, 9 мм в ширину и 7 мм в высоту), но подходят для многих непортативных усилителей, которые обеспечивают достаточный зазор. Чипы SparkOS, несмотря на то, что они в несколько раз дороже монолитных операционных усилителей IC (Integrated Circuit), требуют гораздо более высоких характеристик усиления, шума и тока. Они очень хорошо спроектированы и изготовлены, но превосходят ли они звук?

Существуют теории, что шум и ошибки ввода вызывают слышимые различия между операционными усилителями. Блок питания может создавать помехи. Тепловые ошибки могут быть вызваны недостаточным рассеиванием мощности при работе с наушниками с низким импедансом. Эти тесты и результаты, как правило, не являются частью спецификаций производителя и требуют сложного испытательного оборудования для объективного определения результатов, однако они могут объяснять некоторые воспринимаемые различия в качестве звука между различными операционными усилителями.

Собран Набор «Сделай сам» JDS Labs Objective 2 со штатными операционными усилителями.

Тестирование

Этот тест ограничен несколькими важными факторами:

Собранный Лаборатория JDS O2 доступен через Amazon (или непосредственно из JDS Labs), или, в качестве альтернативы, Мэйфлауэр Электроникс версия с установленным и собранным NwAvGuy ODAC.

Если вам интересно попробовать этот тест самостоятельно, возможные варианты прокатки операционных усилителей от Amazon включают:

Сердце этого обзора может стать самым большим камнем преткновения для некоторых читателей. Я использую усилитель Objective 2 (O2) (собран мной в форма комплекта от JDS labs). Этот усилитель имеет тенденцию быть поляризационным в сообществе энтузиастов наушников.

Моя очень нестандартная гибридная сборка O2 с ламповым буфером.

Усилитель для наушников Objective 2 (O2)

Техасские инструменты OPA2107 операционные усилители в DIY Kit O2 от JDS Labs.

Происхождение цели 2

Если вы каким-то образом пропустили уникальную предысторию его разработки, знайте, что Objective 2 изначально был разработан и выпущен под лицензией с открытым исходным кодом для публики неизвестным лицом, известным под псевдонимом НвАвГай. Он исчез с онлайн-сцены персонального аудио в 2012 году, но его продукция до сих пор производится и продается. Поскольку его проекты были выпущены с открытым исходным кодом, он не получает дохода от текущего производства. Он применил противоречивый, а иногда и конфронтационный подход (его запретили на многих форумах энтузиастов) и поставил перед собой цель создать простой, недорогой и (прежде всего) нейтральный усилитель, который мог бы адекватно питать почти любую пару наушников, не добавляя фоновый шум. Цель 2 – результат его труда.

Мой O2 в обычном режиме.

У усилителя для наушников Objective 2 много поклонников и недоброжелателей, но большинство людей согласны с тем, что ему удается добиться очень низкого уровня шума (шипение цепей почти не слышно при увеличении громкости). Это также (в значительной степени по замыслу) нейтральное звучание, означающее, что музыка практически не окрашивается, другими словами, частоты не слышно усиливаются или утапливаются. Эта звуковая характеристика, однако, заставила многих почувствовать, что усилитель звучит несколько скучно и относительно неинтересно. Некоторые описывают O2 как аналитический, холодный и иногда демонстрирующий высокое зерно (что может быть результатом слышимых искажений). Он может разряжаться от батареи, и есть опасения по поводу правильного управления питанием, когда батареи разряжаются, однако размер и форма усилителя, на мой взгляд, делают его более подходящим для настольной работы с выделенным блоком питания.

Так зачем использовать O2 для этого теста? У меня есть такой и в целом он мне нравится. Полное раскрытие, я использовал комплект усилителя JDS Labs O2 для создания гибридного усилителя (ламповый буферный вход, питающий O2), но для этого теста секция лампы была удалена из схемы, поэтому я использовал оригинальные вход и выход O2 3,5 мм. для оценки. На самом деле я предпочитаю звук с ламповым буфером в схеме, но я безоговорочно являюсь ламповым парнем и предпочитаю такой звуковой почерк.

Нравится вам это или нет, но O2 является недорогим продуктом на рынке усилителей для наушников и, возможно, самым известным и широко используемым среди энтузиастов. Часто это шлюз или первый усилитель на пути к лучшему звуку. Низкая цена и повсеместная популярность делают его привлекательным испытательным стендом, чтобы убедиться, что покупка более дорогих операционных усилителей на замену является целесообразным вариантом, а не покупкой более дорогого усилителя.

Объектив 2 спроектирован таким образом, чтобы обеспечить прозрачное и детальное звучание, оставаясь при этом относительно простым в электрическом отношении. Имея это в виду, изменения основного компонента (например, операционного усилителя) должны быть заметны, если новый компонент имеет другую звуковую характеристику. В усилителе для наушников O2 используются три двойных операционных усилителя в стиле DIP 8, удобных для самостоятельного изготовления. Для этого требуются операционные усилители, которые могут комфортно работать при +/- 12 вольт (всего 24 вольта). Это исключает отдельные устройства, корпуса для поверхностного монтажа и операционные усилители с более низким напряжением. С технической точки зрения используются двойные операционные усилители, потому что перекрестные помехи внутри микросхемы обычно лучше, чем в остальной части схемы усилителя для наушников, и часто лучше, чем у штекера на самих наушниках.

Лаборатория SparkOS SS3602 операционные усилители на заказ О2 усилитель — да, в корпусе Mac Mini — и Аудиотехника MSR7NC наушники.

Результаты теста

Здесь вы найдете мой обширный отчет и заметки обо всех воспринимаемых слышимых различиях между операционными усилителями. Различия должны быть перечислены и тщательно детализированы до тошноты. Это, как ожидается, будет заряженным и спорным разделом. Все испытания проводились в течение нескольких недель, в разное время суток и с использованием всего перечисленного выше оборудования. Вот оно.

Явных результатов не было.

Как бы я ни старался, я не мог последовательно воспроизвести воспринимаемые различия в качестве между заменой операционных усилителей в усилителе для наушников O2. Я бы отметил, что что-то звучало глубже, более контролируемо, демонстрировало большую звуковую сцену и т. д. Затем я менял местами обратно. Или поменять наушники. Неизбежно я обнаружил, что не могу повторить впечатление. Иногда я забывал, какие операционные усилители я сейчас слушал, и думал: «Хорошо, вот я снова слышу улучшение», только чтобы обнаружить, что это был не тот операционный усилитель, которому я ранее приписывал улучшение.

Так этот результат создан ограничениями методологии тестирования, снаряжения или меня?

Интересно, что тема прокатка операционного усилителя тот, который NwAvGuy подробно описан по поводу О2. Он прямо заявил, что теория о том, что большинство операционных усилителей звучат по-разному, является мифом. «… При правильном использовании в типичном аудиоприложении я вызову любого на прослушивание и держу пари, что они не смогут отличить три вышеупомянутых операционных усилителя друг от друга. Единственная загвоздка в том, что это будет слепой тест, и слушатель не будет знать, какой операционный усилитель какой». Он утверждал, что операционные усилители должны быть прозрачными и усиливать сигнал, не окрашивая его.

Он заявил, что одна из проблем, которая заставила энтузиастов и обозревателей услышать о различиях между операционными усилителями, заключается в том, что они используются в неправильных приложениях. «Если вы сравните перегруженный операционный усилитель A с перегруженным операционным усилителем B, вы можете услышать некоторые различия в их сильно искаженных характеристиках». Однако при использовании в соответствующем приложении эти различия становятся неслышимыми. Операционные усилители имеют сложную конструкцию и оптимизированы для различных приложений. Хотя они имеют одинаковую конфигурацию выводов, это не означает, что они совместимы во всех случаях.

Некоторые операционные усилители работают лучше, чем другие, когда используются (выдвигаются) за пределы их спецификаций. Производители будут склоняться к операционным усилителям, которые максимально стабильны в разработанной ими схеме. Например, большинство современных аудио операционных усилителей практически никогда не испытывают нагрузки по скорости нарастания. «…Любой операционный усилитель со скоростью нарастания 3 В/мкс или выше достаточно быстр практически для любого аудиоприложения на планете. А операционные усилители, такие как 5532, могут легко иметь полосу пропускания до 200+ кГц в большинстве приложений, что приводит к незначительному фазовому сдвигу или «задержкам» в звуковом диапазоне». Использование операционного усилителя, рассчитанного на очень высокую скорость нарастания, в схеме, рассчитанной на более медленную микросхему, может добавить нестабильности и привести к ухудшению характеристик шума и/или искажений. NwAvGuy также заявляет, что скорость нарастания операционного усилителя «… в диапазоне 2,5–5 В / мкс идеально подходит для усилителя для наушников с высокой выходной мощностью, такого как O2».

Лаборатория SparkOS SS3602 операционные усилители в О2.