Идея интересная.
В СССР было множество радиоконструкторов. Можете посмотреть что было реализовано у них. Помню там были всякие звонки, реле на переключение, моторчики и т.д… Т.е. визуально воспринимаемые вещи с видимым эффектом работы.
Единственное, что я никогда не понимал и до сих пор не понимаю, так это зачем нужен такой конструктор? Какая у него целевая аудитория? Папа-электронщик собирает непонимающему сыну из кубиков лампочку? Конструктор достаточно детский и простой. Радиолюбителям любого возраста неинтересен. Им нужно большее. Для детей он слишком сложен: им сначала нужно понять что такое транзистор, не говоря уже о схемах на ОУ и триггерах. Попробуй сначала объясни ребенку что такое конденсатор и для чего он нужен, и как использовать, и какие у него характеристики… И для такого понимания нужно хотя бы пройти школьную программу по физике. А это 15+ возраст. Но вероятно некоторые родители купят детям такой конструктор по-приколу. Эти детишки, как и я в детстве с аналогичным советским конструктором, будут случайным образом составлять схему и ждать чего-то работающего. Ребенку тяжело объяснить то, что он не может увидеть и пощупать — электроны.
Хорошим примером являются на мой взгляд контроллеры LEGO. Их уже школьники средних классов во всю гоняют. Там главная фишка: моторчики! Движение объектов — это много интереснее незримого движения электронов.
Действительно, нужно первым делом проверить проходят ли полученные числа по критериям случайности! Тестов полно таких.
Уверен, что для криптографии такой генератор не подойдет.
Лично проверял функцию rand() на ПК: хорошо подобранная и натасканная нейросеть предсказывает следующее число почти с 50% вероятностью.
Статейка любопытная и практическая! Автору плюс!
Но дать ответ на вопрос автора о применимости в HI-FI почти невозможно, т.к. реально нет данных о суммарном уровне гармонических искажений и уровне шумов — THD+N.
Часто вижу как люди приводят графики спектра сделанные с осциллографа (или анализатора спектра) и говорят: мол третья гармоника уже -100 дБ всё супер! Или: посмотрите, вроде синус выглядит ровным без искажений. В таких делах никакие оценки на глаз неприменимы. Только цифры! Даже самый лучший осциллограф не в состоянии отразить всю картину происходящего (в осциллографах обычно ставят 8-12 разрядные АЦП!!!). Но человеческое ухо тут же выявит искажения. Конкретное значение одной гармоники ничего не значит. Важна сумма всех гармоник всей слышимой ухом части спектра. Ухо слышит интегральный шум. Например, если при БПФ было взято 1024 точки разрешения по шкале частоты, и, к примеру, получили белый шум на уровне -100 дБ, то взяв корень из суммы квадратов всех гармоник мы получим далеко не -100 дБ.
Поэтому, что нужно делать?
Нужно читать стандарты о том, как это делается. Например, есть чудесный стандарт IEEE 1241 описывающий методику тестирования АЦП. Там описаны методы подгонки, как считать искажения, какие сигналы на вход подавать. Нужно иметь высокоточную и дорогую аппаратуру на которой вы сможете всё это сделать: источник сигнала с известным уровнем шумов и точный измерительный АЦП. Почти ни у кого такой аппаратуры нет. Это фактически должна быть тестовая аудиолаборатория.
Несмотря на небольшое количество элементов, рассчитать шумы схемы основываясь на паспортные данные вряд ли получится с приемлемой точностью. В приведенной схеме усилители так же добавят собственных шумов. Если бы потенциометр использовался в качестве обратной связи в ОУ для изменения усиления, то влиял бы еще сильнее.
В конечном итоге всё очень сильно зависит от того как сделана плата, например, могут начать сильно пролазить помехи от передачи данных управления по SPI.
Если разобраться во всём этом, то можно еще 10 статей на хабр написать. )))
В качестве хоть какого-то решения могу посоветовать сделать схему настолько хорошо, насколько сможете и послушать её на действительно хорошей аппаратуре (за много сотен тысяч) с разбирающимся человеком (надеюсь у вас есть такой богатый знакомый). Если этот человек не заметит разницы, то можно говорить о победе! Это будет ответом на ваш вопрос. В конечном счёте ухо очень сложный орган, способный, например, определять направление звука по разности фаз с базой в ~15 см. Поэтому для него цифры тоже часто бывают не информативны.
О вкусах не спорят. Каждому нравится своё. Меня вот, например, визуально ваш усилитель, собранный из двух УНЧ от радиолы Урал-111, не впечатлил.
По поводу долговечности 6Е1П могу сказать следующее: согласно паспорту срок службы не менее 500 часов. Что соизмеримо с другими вакуумными лампами. Если слушать почти каждый день по 2 часа, то хватит почти на год. При цене вопроса 200 руб не вижу в этом проблем.
На самом деле, чем ниже анодное напряжение, тем срок службы выше. Может у вас анодное под 300 В поэтому и лампы быстро умирают!?
По корпусу это вопрос вне темы (ответил в личку).
Нет, диоды исключительно как ограничители. Не дают сигналу уйти в минус и уйти выше +5В.
Подключается эта платка непосредственно на выход лампы, т.е. параллельно нагрузке — наушникам. Как сказано в статье, любое подключение вносит искажения. В данном случае сопротивление наушников шунтируется RC-цепочкой 0,1мкФ — 20кОм, что, в принципе, крайне немного и может быть уменьшено, например, увеличением резистора.
В хаб «схемотехника» добавил. Спасибо за совет!
Да, немного ошибся я тут. Спасибо вам, что нашли! Ядро на 8 МГц. Частота АЦП 1 МГц. Частота выборки примерно 77 кГц. Поспешил, видно, когда смотрел на осциллографе, подумал ровно 100кГц там.
Скорректировал в статье.
Замечу, что эта частота позволяет оценить только верхнюю границу полосы пропускания. Реально, контроллер не успевает между измерениями всё просчитать и отправить данные в потенциометр. Поэтому имеют место асинхронные пропуски выборок.
На самом деле всё немного не так. Тут другая физика процесса. В контроллере нет специального ограничения тока через порт до 40 мА. Это предельный длительный постоянный ток, больше которого переход транзистора порта перегреется и его кристалл разрушится. В нашем случае средний ток 156 мкА сильно меньше. Но при перезарядке ёмкости затвора, порт фактически работает на к.з., но кратковременно. При этом естественными ограничителями тока становятся: паразитные ёмкости, индуктивности выводов, сопротивление канала и сопротивления дорожек платы и т.д. Согласно спецификации IRLML2803, он способен переключиться за время около 11 нс. В течении какого времени течёт ток в затвор неизвестно и таких данных я никогда не видел, но, полагаю, что время сравнимое с 11 нс. Это даст пиковый ток, который может импульсно разрушить кристалл транзистора порта. Если исходить из худшего случая и оперировать этим временем, то пиковый ток через порт получается более 400 мА. Но, как я написал ниже, для маломощных КМОП-ключей такой 10-кратный импульсный перегруз не страшен. Реально, полагаю, ток будет в разы меньше.
В принципе, согласно «хорошему тону схемотехники», резистор поставить конечно надо бы. Но, разберемся в цифрах. Миллеровский заряд не самый страшный. Это лишь часть ёмкости. Тем более он ограничен резистором R10 — 20 кОм. А вот суммарный заряд в затвор на переключение этого транзистора составляет максимум 5 Кл. ШИМ на полной частоте даст средний ток в затвор 156 мкА. Что никак не страшно и по терморасчёту пройдёт. Пиковый ток на переключение получается не 40, а 420 мА при условии переключения за 12 нс. Реально он за 12 нс конечно не откроется. И это худший случай. Реально паразитные ёмкости, последовательное сопротивления на плате, сопротивление транзистора порта и индуктивности выводов завалят этот фронт (тяжело сказать насколько, но полагаю, в несколько раз). В спецификации на ATTiny25/45 я не нашел максимально допустимого пикового тока порта. Если смотреть на другие маломощные КМОП-транзисторы, то для них 10-кратный импульсный ток норма, пока не рассыпется канал полевика.
Лично я за свою жизнь использовал тысячи включений транзистора напрямую в устройствах, выпускающихся тысячами штук. Не помню ни одного случая выгорания порта от этого. Так что для экономии места, габаритов и прочее, я вполне допускаю подключение напрямую.
А вот что тут может быть важно, так это звон от быстрого переключения транзистора. И чем фронт более резкий, тем частота шума выше (учитывая верхние гармоники). Поэтому для лучшей ЭМС и уменьшения наводок на другие части части приборов, завалить фронт бывает полезно. Тут резистор очень пригодится, но это другая песня.
В СССР было множество радиоконструкторов. Можете посмотреть что было реализовано у них. Помню там были всякие звонки, реле на переключение, моторчики и т.д… Т.е. визуально воспринимаемые вещи с видимым эффектом работы.
Единственное, что я никогда не понимал и до сих пор не понимаю, так это зачем нужен такой конструктор? Какая у него целевая аудитория? Папа-электронщик собирает непонимающему сыну из кубиков лампочку? Конструктор достаточно детский и простой. Радиолюбителям любого возраста неинтересен. Им нужно большее. Для детей он слишком сложен: им сначала нужно понять что такое транзистор, не говоря уже о схемах на ОУ и триггерах. Попробуй сначала объясни ребенку что такое конденсатор и для чего он нужен, и как использовать, и какие у него характеристики… И для такого понимания нужно хотя бы пройти школьную программу по физике. А это 15+ возраст. Но вероятно некоторые родители купят детям такой конструктор по-приколу. Эти детишки, как и я в детстве с аналогичным советским конструктором, будут случайным образом составлять схему и ждать чего-то работающего. Ребенку тяжело объяснить то, что он не может увидеть и пощупать — электроны.
Хорошим примером являются на мой взгляд контроллеры LEGO. Их уже школьники средних классов во всю гоняют. Там главная фишка: моторчики! Движение объектов — это много интереснее незримого движения электронов.
Уверен, что для криптографии такой генератор не подойдет.
Лично проверял функцию rand() на ПК: хорошо подобранная и натасканная нейросеть предсказывает следующее число почти с 50% вероятностью.
Но дать ответ на вопрос автора о применимости в HI-FI почти невозможно, т.к. реально нет данных о суммарном уровне гармонических искажений и уровне шумов — THD+N.
Часто вижу как люди приводят графики спектра сделанные с осциллографа (или анализатора спектра) и говорят: мол третья гармоника уже -100 дБ всё супер! Или: посмотрите, вроде синус выглядит ровным без искажений. В таких делах никакие оценки на глаз неприменимы. Только цифры! Даже самый лучший осциллограф не в состоянии отразить всю картину происходящего (в осциллографах обычно ставят 8-12 разрядные АЦП!!!). Но человеческое ухо тут же выявит искажения. Конкретное значение одной гармоники ничего не значит. Важна сумма всех гармоник всей слышимой ухом части спектра. Ухо слышит интегральный шум. Например, если при БПФ было взято 1024 точки разрешения по шкале частоты, и, к примеру, получили белый шум на уровне -100 дБ, то взяв корень из суммы квадратов всех гармоник мы получим далеко не -100 дБ.
Поэтому, что нужно делать?
Нужно читать стандарты о том, как это делается. Например, есть чудесный стандарт IEEE 1241 описывающий методику тестирования АЦП. Там описаны методы подгонки, как считать искажения, какие сигналы на вход подавать. Нужно иметь высокоточную и дорогую аппаратуру на которой вы сможете всё это сделать: источник сигнала с известным уровнем шумов и точный измерительный АЦП. Почти ни у кого такой аппаратуры нет. Это фактически должна быть тестовая аудиолаборатория.
Несмотря на небольшое количество элементов, рассчитать шумы схемы основываясь на паспортные данные вряд ли получится с приемлемой точностью. В приведенной схеме усилители так же добавят собственных шумов. Если бы потенциометр использовался в качестве обратной связи в ОУ для изменения усиления, то влиял бы еще сильнее.
В конечном итоге всё очень сильно зависит от того как сделана плата, например, могут начать сильно пролазить помехи от передачи данных управления по SPI.
Если разобраться во всём этом, то можно еще 10 статей на хабр написать. )))
В качестве хоть какого-то решения могу посоветовать сделать схему настолько хорошо, насколько сможете и послушать её на действительно хорошей аппаратуре (за много сотен тысяч) с разбирающимся человеком (надеюсь у вас есть такой богатый знакомый). Если этот человек не заметит разницы, то можно говорить о победе! Это будет ответом на ваш вопрос. В конечном счёте ухо очень сложный орган, способный, например, определять направление звука по разности фаз с базой в ~15 см. Поэтому для него цифры тоже часто бывают не информативны.
По поводу долговечности 6Е1П могу сказать следующее: согласно паспорту срок службы не менее 500 часов. Что соизмеримо с другими вакуумными лампами. Если слушать почти каждый день по 2 часа, то хватит почти на год. При цене вопроса 200 руб не вижу в этом проблем.
На самом деле, чем ниже анодное напряжение, тем срок службы выше. Может у вас анодное под 300 В поэтому и лампы быстро умирают!?
По корпусу это вопрос вне темы (ответил в личку).
Подключается эта платка непосредственно на выход лампы, т.е. параллельно нагрузке — наушникам. Как сказано в статье, любое подключение вносит искажения. В данном случае сопротивление наушников шунтируется RC-цепочкой 0,1мкФ — 20кОм, что, в принципе, крайне немного и может быть уменьшено, например, увеличением резистора.
В хаб «схемотехника» добавил. Спасибо за совет!
Скорректировал в статье.
Замечу, что эта частота позволяет оценить только верхнюю границу полосы пропускания. Реально, контроллер не успевает между измерениями всё просчитать и отправить данные в потенциометр. Поэтому имеют место асинхронные пропуски выборок.
Лично я за свою жизнь использовал тысячи включений транзистора напрямую в устройствах, выпускающихся тысячами штук. Не помню ни одного случая выгорания порта от этого. Так что для экономии места, габаритов и прочее, я вполне допускаю подключение напрямую.
А вот что тут может быть важно, так это звон от быстрого переключения транзистора. И чем фронт более резкий, тем частота шума выше (учитывая верхние гармоники). Поэтому для лучшей ЭМС и уменьшения наводок на другие части части приборов, завалить фронт бывает полезно. Тут резистор очень пригодится, но это другая песня.