Как видите, на входе неизменный дифференциальный каскад.
Дифференциальный усилительный каскад - один из самых ранних и фундаментальных строительных блоков транзисторной схемотехники. Его придумали не для красоты звука, а как способ бороться с паразитами -"грязями", шумом, фоном, наводками, которые норовят проникнуть в полезный сигнал по пути от источника сигнала до первых входных цепей усилителя.
Принцип работы простой: каскад сравнивает два сигнала. Один — положительный вход, другой — отрицательный. Усиливается только разность между ними. Вот простая водопроводная аналогия: Есть две трубы — левая и правая. По обеим течёт вода. Но кран посередине открывается только тогда, когда давление в одной трубе выше, чем в другой. Если давление одинаковое — хоть по 10 атмосфер с каждой стороны — кран остаётся закрытым. Если в одной стало даже чуть-чуть больше, то кран реагирует пропорционально разнице и даёт "сигнал" дальше. Или такая аналогия: в комнате стоит термостат, но у него два датчика температуры: один у окна, другой у двери. Он не смотрит на температуру в абсолюте , а лишь измеряет разницу между ними. Если в комнате сквозняк и у окна холоднее, чем у двери, то он включит обогрев, а если наоборот — отключит. Если температура одинакова , то он ничего не делает, даже если обе температуры низкие.
Поэтому всё, что присутствует на обоих входах диф.каскада одновременно и оно не симметрично, не противофазно (наводки, фоновое напряжение, шум земли), отбрасывается как синфазная помеха, а на выходе остаётся очищеный от синфазного шума сигнал.
Но если шум не синфазный, а уже интегрирован в сигналал как его спектральная часть, например, от предыдущих неотфильтрованных синфазных помех, то дифференциальный каскад уже не поможет — он просто примет этот шум за часть полезного сигнала и честно усилит его. Потому что задача диффкаскада — отличать совпадающие компоненты, а не судить о «музыкальности» или спектральной целесообразности. Таким образом, диффкаскад хорош для отсекания только актуальной внешней синфазной грязи, но бесполезен против предыдущих паразитов трактов, которые уже встроены в спектр сигнала, закрепились в нем — будь то шум питания, резонансы стабилизаторов или искажения тех каскадов, которые создали входной сигнал и зафиксировали его в виде канавки на пластинке, намагниченности магнитной ленты или цифрового потока.
Более того, для корректной работы диффкаскада нужно два полностью идентичных транзистора и их обвязки, нужна 100-процентная симметрия, что реализовать на дискретной элементой базе практике невозможно, потому что даже транзисторы из одной партии имеют разброс параметров — это и токи утечки, различная крутизна, коэффициент усиления и т.д. Нагрев усиливает разброс. Идеально симметричная топология требует подбора и термостабилизации, а значит, дополнительных узлов, которые усложняют схему, удлиняют тракт и вносят свою нелинейность. Диффкаскады приближаются к теоретическим возможностям в микросборках и ОУ, потому что все элементы внутри кристалла изготавливаются в одинаковых условиях, на одном подложечном участке, и прогреваются равномерно. Это позволяет добиться высокой симметрии, низкого дрейфа, стабильного режима работы и хорошего подавления синфазных помех. Но даже в этом случае конструктивная симметрия не отменяет того факта, что любой дифкаскад — это не усиление как таковое, а вычитание. А вычитание — это не про музыку, а про математику.
На лампах и германии дифкаскад построить можно, даже схемы существуют, и даже применялись в измерительной технике, но практического смысла для аудио в этом почти нет, потому что сам смысл диффкаскада — подавление синфазных помех, а это достигается только при идеальной симметрии плеч. А вот именно её на лампах и германии реализовать невозможно в принципе, потому что в лампах даже одной партии расхождение по крутизне, мю и внутреннему сопротивлению идёт за пределы допуска для построения диффкаскадов. В германии — ещё хуже: параметры плывут от температуры, монтажа, даже пайки. Симметрии нет, и не будет, а если нет симметрии, то синфазная помеха превращается в дифференциальную, потому что усиление в одном плече выше, чем в другом. В результате то, что должно было быть подавлено, наоборот попадает на выход в виде дополнительных искажений, фазовых перекосов и фоновых дрожаний. Диффкаскад начинает вести себя не как фильтр, а как генератор паразитных составляющих, и получается обратный эффект: вместо чистого сигнала ещё больше грязи, поэтому в ламповом и германиевом аудио дифференциальный каскад — архитектурно лишний. Он не улучшает, а только засоряет звук.
Операционный усилитель (ОУ) всегда имеет дифференциальный вход не потому, что это удобно или модно, а потому что только такая архитектура обеспечивает универсальность, гибкость и стабильность для инженеров. Во-первых, диффвход позволяет реализовать обратную связь: ОУ усиливает именно разность между двумя входами ( (U+ − U-), и это ключевой момент. Без такого входа невозможно построить классическую ООС — основу всей схемотехники на ОУ. Во-вторых, архитектура диффвхода даёт разработчику широкий инструментарий: инвертирующий или неинвертирующий усилитель, компаратор, буфер, активный фильтр, интегратор — всё строится на одном и том же модуле. В-третьих, только дифференциальный вход обеспечивает подавление синфазных помех, таких как наводка 50 Гц, общие шумы земли и прочие сетевые паразиты: то, что одинаково пришло на оба входа, на выходе просто исчезает, вычитается. И наконец, чисто технологически, внутри микросхемы проще всего реализовать именно диффкаскад: он обеспечивает начальное усиление, высокое входное сопротивление и сразу подхватывает обратную связь. Но у этой универсальности есть цена. Диффвход — это системное ограничение для звука. Он подавляет не только синфазный шум, но и чётные гармоники, потому что он симметричен. Идеальная симметрия — залог подавления второго, четвёртого и всех прочих "музыкальных" искажений, которые делают звук тёплым, органичным, похожим на ламповый. Остаётся только лес нечётных — искажения более «жёсткие», характер которых ближе к транзисторному. Поэтому звук после диффкаскада становится более "холодным", собранным, менее музыкальным. Это не брак — это конструктивная особенность. Также диффкаскад выравнивает микродинамику, гасит случайности, контролирует сигнал "по разности", не пуская в тракт живые флуктуации, которые и делают звук выразительным. В результате тракт получается стабильный, точный, технически идеальный — но звуковая сцена сжимается, теряет телесность и объём.
Почему же тогда диффкаскады повсюду от ОУ, АЦП, ЦАП до студийной техники?
Потому что:
В операционных усилителях диффкаскад — обязательный элемент. Именно он делает ОУ тем, чем он является: устройством, реагирующим на разницу между двумя входами, и ничего не усиливающим без обратной связи. Это не вкусовщина, а логика конструкции: если бы в ОУ не было диффкаскада, он бы не умел сравнивать сигнал и опорное значение — а значит, не мог бы управлять усилением с помощью внешней цепи ООС.
В АЦП и ЦАПах та же история, только ещё более суровая. Там важна точность, а точность в электронике — это всегда борьба с помехами. Питание шумит, земля гуляет, импульсы шлются пачками ... всю эту гадость надо отсечь. Диффкаскады в АЦП и ЦАП фильтруют синфазные помехи, убирают напряжения смещения, выравнивают потенциалы. Без них невозможно получить достоверный цифровой сигнал. Поэтому в ЦАП и АЦП дифференциальные каскады на входе стоят не для красоты — они выполняют функцию фильтрации общей наводки, которая иначе попала бы в оцифровку или синтез звука. Но когда диффкаскады усиливает только разность между "плюсом" и "минусом" сигнала, то всё, что пришло одинаково на оба входа — отфильтровывается. Это называется Common-Mode Rejection Ratio (CMRR) — коэффициент подавления синфазной помехи. Хорошие диффкаскады (например, в AKM, ESS, Burr-Brown) имеют CMRR выше 80–100 дБ., то есть, помеха в 1 Вольт наводки может быть снижена до микровольт на выходе. Именно это и предотвращает попадание грязи в АЦП или ЦАП. Иначе в ЦАП каждая наводка превращалась бы в оцифрованный артефакт, а в АЦП — ещё хуже: наводка в микрофонной линии сразу становится ошибкой измерения, и которую потом уже не убрать.
Вывод: Диффкаскад на входе ЦАП/АЦП — это как боец на КПП: он пропускает только полезный сигнал, а всё "с фонариками" разворачивает обратно. Без него любой фон из воздуха, соседнего БП или земляной петли попадёт в цифру и станет частью звука или сбоем в измерении. Именно поэтому симметрия и диффвход — не "аудиофилия", а необходимость при работе с малосигнальной аналоговой частью цифро-аналоговых преобразователей.
В студийной технике вообще без вариантов. Десятки метров кабеля, разные земли, куча цифровой периферии. Один длинный небалансный провод может превратить весь тракт в антенну, поэтому вся студийная техника балансная, и в ней везде сидят диффкаскады: в микрофонных предусилителях, DI-боксах, активных мониторах, микшерах — везде.
Всё, что написано выше, справедливо для задач точности (ЦАП\АЦП), работоспособности (ОУ) и устойчивости (студийная техника), но в домашнем аудио важна не столько точность, сколько характер звучания. И тут диффкаскад — палка о двух концах.
Во-первых, в обычной домашней системе нет ни длинных кабелей, ни студийных помех. MM-головка выдаёт несколько милливольт и идёт по 50-сантиметровому экранированному кабелю до ближайшего фонокорректора. Если всё заземлено правильно, экран нормальный, и источник адекватный — никаких наводок нет и диффкаскаду просто нечего фильтровать.
Во-вторых, диффкаскад убивает звук. Буквально. Вместо "дышащего" лампового почерка получается техничный, сухой, отжатый тракт. Это особенно заметно, если фонокорректор построен на дискретных транзисторах, где можно играться с режимами и получать музыкальную сатурацию. Диффкаскад, особенно в виде типового симметричного входа, всё это сводит к нолю. Звук становится правильным, но безжизненным. Даже на германиевых транзисторах диффкаскад звучит уже не так, а если на кремнии, то вообще превращается в "маленький ОУ", со всеми вытекающими: исчезает насыщение, исчезают тела инструментов, исчезает естественный объём.
Если стоит задача сделать "очень правильный" фонокорректор — пожалуйста. Если нужна музыка — лучше от диффкаскада отказаться. Пусть вход будет однотактный, но музыкальный. Пусть будет немного гула, но с телом. Пусть будет микрофонный эффект, но зато с дыханием.
Вывод: Дифференциальный каскад — это инструмент инженера, а не музыканта. Он нужен, когда надо отсечь грязь, компенсировать шумы, вытащить слабый сигнал из болота помех. Он незаменим в студии, в цифре, в измерениях. Если есть реальная проблема с фоном, длинным кабелем, балансной головкой, диффвход имеет смысл, но он не сделает звук «лучше», «музыкальнее» или «ламповее», а скорее как раз убьёт ту самую музыкальную «грязь», поэтому в домашнем звуке, особенно в аналоговой части, он зачастую лишний и даже вредный.
Последний раз редактировалось shurik_pronkin; 11.07.2025 в 23:10.
Диффвход — это системное ограничение для звука. Он подавляет не только синфазный шум, но и чётные гармоники, потому что он симметричен. Идеальная симметрия — залог подавления второго, четвёртого и всех прочих "музыкальных" искажений, которые делают звук тёплым, органичным, похожим на ламповый. Остаётся только лес нечётных — искажения более «жёсткие», характер которых ближе к транзисторному. Поэтому звук после диффкаскада становится более "холодным", собранным, менее музыкальным.
Утверждение про четные гармоники, мягко говоря, не соответствует действительности.
И четные, и нечетные гармоники являются составляющими единого полезного сигнала, которые должны одинаково усиливаться "идеальным" усилителем, невзирая на то, есть на входе дифкаскад или нет. В реальном усилителе все будет определяться частотными характеристиками транзисторов (или ламп) и фильтров.
Всё зависит от конкретной схемы и её реализации, а не от типа каскада.Если подать на вход сигнал с гармониками — каскад усилит их все, если они есть в полезном сигнале. Он не является фильтром отдельно для четных гармоник. Дифференциальный каскад не выбирает, какие гармоники (четные или нечетные) усиливать или подавлять. ) Всё верно, но немного не как истолковано, кратко и своими словами, чтобы дошло до всех. И Юрий молодец, я бы нак не смог. О сложном и так доходчиво.
__________________ О нас думают плохо лишь те, кто хуже нас. А те, кто лучше нас, им просто не до нас. --Омар Хайям
Обновления по запросу — на Я.Ди. «Мэйл-облако» для тех, кто помогает нашему интернет-проекту, и для тех, кто хотел бы это делать, но пока не знает, как.
Помогая форуму ВТО, вы прежде всего помогаете себе! А не делаете что-то абстрактное для «других», совершенно незнакомых и безразличных вам людей.
Из-за симметрии схемы может меняться общий характер искажений. Но это не значит, что он специально убивает четные гармоники, как прочитал ув. Саша777
Темы все крайте нужные. Они помогают людям. Чтобы мы тут без них делали, если вы не чуни. https://www.vsetutonline.com/forum/s...t=59352&page=2 бердичев/чемоданчик мп3 и кусочки фонограммы по несколько сек повырезали в редакторе, чтобы пометить запись, головку мафона специально так распаяли или же фазу в редакторе вертанули. чтобы не украли... и кому она вообще нужна была. Нам чужая земля не нужна, свои стоят не обработанные гектарами заросшие борщевиком.
__________________ О нас думают плохо лишь те, кто хуже нас. А те, кто лучше нас, им просто не до нас. --Омар Хайям
Обновления по запросу — на Я.Ди. «Мэйл-облако» для тех, кто помогает нашему интернет-проекту, и для тех, кто хотел бы это делать, но пока не знает, как.
Помогая форуму ВТО, вы прежде всего помогаете себе! А не делаете что-то абстрактное для «других», совершенно незнакомых и безразличных вам людей.
Нужен ли фонокорректору дифференциальный каскад
Дифференциальный каскад не выбирает, какие гармоники (четные или нечетные) усиливать или подавлять. ) Всё верно, но немного не как истолковано, кратко и своими словами, чтобы дошло до всех. И Юрий молодец, я бы нак не смог. О сложном и так доходчиво.
Линейный вид
