ИТУН vs ИНУН - или реальность, как она есть

[Nota Bene]

Предлагаю в этой ветке обсудить особенности работы ДГ про работе от усилителей типа ИНУН (обычный УНЧ) и ИТУН (усилитель с высоким выходным сопротивлением). Подопытный среднечастотный динамик - 25ГДС1-8 (RRR) в боксе 4,5 литра (13х22х16см) с заполнением ватой. Питается от усилителя, режим работы которого ИНУН/ИТУН переключается вручную. Собственные искажения усилителя - 0,008% в полосе рабочих частот. Микрофон - динамический типа SPC MD100 (Philips), включенный в обычный микрофонный вход звуковой карты. Не калиброван.
По просьбам трудящихся результаты измерений перенесены в пост #2.
-------------------------------------
А начиналось это так (вот тут и дальше) -

чему помогает ИТУН, а чему он мешает?

Очень много эта тема обсуждалась на хи-фи.ру в теме "Токовое управление". Если кратко - в ДГ исключаются эффекты, связанные с тепловой модуляцией сопротивления ЗК, как то - тепловая интермодуляция и термокомпрессия, а также на СЧ/ВЧ - исключаются искажения, вносимые нелинейностью индуктивности ЗК, являющейся частью импеданса ДГ на этих частотах. Эта нелинейность обусловлена неидеальностью магнитной цепи динамика.
А так как все ДГ разрабатывались под управление ИНУНом, то токовое управление приводит к искажению АЧХ. Кроме того ухудшается демпфирование диффузора. Но эти трудности преодолимы

Вот, по порядку, с вашей помощью и попробуем разобраться
А измерения будут продолжены.

[Alex]

с внятным изложением механизмов искажения в динах и анализом того, почему итун их должен снижать.. Опровержений его выводов, я кстати, в в лит-ре не встречал..

А зачем его опровергать? С тем что теоретически эффект есть - никто ведь и не спорит, вопрос стоит в том, что в домашних условиях на хороших динамиках, этот эффект есть величина бесконечно малая и практического смысла не имеет.

olvicgor, тем не менее, вы использовали не итун, а его подобие.. Поэтому и возникают вопросы..

Почему "подобие"? Настоящего ИТУНа, насколько я знаю, вообще никто не использовал (т.е. чистый Current Source, а не "усилитель с повышенным выходным сопротивлением").

[mixxxxxer]

Настоящего ИТУНа, насколько я знаю, вообще никто не использовал (т.е. чистый Current Source, а не "усилитель с повышенным выходным сопротивлением")

Я использовал.. Вот такой.. Или с твоей точки зрения, это тоже усь с просто повыш сопр?

---------- Добавлено в 22:12 ---------- Предыдущее сообщение в 21:58 ----------

вопрос стоит в том, что в домашних условиях на хороших динамиках, этот эффект есть величина бесконечно малая и практического смысла не имеет.

Может и так.. По Хоксфорду, питание током убирает нелинейности дина, зависящие от нелинейности (Bl)^2, R, L и вых сопр уся. Остаются нелинейности, зависящие от нелинейности гибкости подвеса и Bl (не в квадрате).. Т.е. хороший дин - это дин с лин индуктивностью катушки, лин напр магн поля в зазоре, лин подвесом, хорошей вентиляцией подв системы, питающийся от инуна с лин вых сопр.. Не хватает сферичности и вакуума..

[olvicgor]

Лично мои измерения вч, сч и нч голов (vifa xt25tg30-04, seas h149, seas h1305) с "настоящими" итуном и инуном не подтверждают ваши выводы.

Какие выводы? Я сделал вывод о том, чем и когда лучше питать ЭТИ конкретные головки?
Обе упомянутые головки СИС имеют самый примитивный мотор. У них даже нет Т-образного керна.
Такие головки с простейшим мотором имеют бОльший диапазон мощностей, где повышение выходного сопротивления УНЧ дает заметный положительный эффект, о чем я писал раньше.

Тем не менее, я для себя отметил, что с увеличением уровня spl выигрыш в искажениях при питании итуном увеличивается,

Сомнительное утверждение, особенно без цифр и графиков. А когда головка вылетает за линейный ход на НЧ это тоже работает?

Вообще, я до сих пор читал лишь одну работу (Малькольма, нашего, Хоксфорда - Distortion Reduction in Moving-Coil Loudspeaker Systems Using Current-Drive Technology) с внятным изложением механизмов искажения в динах и анализом того, почему итун их должен снижать.. Опровержений его выводов, я кстати, в в лит-ре не встречал..

Да сколько можно ссылаться на эту ветхозаветную статью Ей в обед сто лет Сегодня даже китайцы делают моторы с кольцами Фарадея. А о механизмах искажений в динамических головках опубликованы десятки статей. Еще раз приведу ссылку на лучший, на мой взгляд, на сегодняшний день обзор Клиппеля: http://www.klippel.de/uploads/media/...ymptoms_06.pdf
Этот обзор цитирует и Линквитц: http://www.linkwitzlab.com/frontiers_3.htm#O
Что касается опровержений пользы ИТУНов, то их и быть не может. Вопрос в целесообразности.
Вы правы относительно проблем на изломных резонансах диффузора. Кроме того, по моим наблюдениям увеличение выходного сопротивления УНЧ часто повышает вторую гармонику т.к. в головках наблюдается частичная компенсация искажений разной природы.
Поэтому для каждой головки надо смотреть отдельно. Тут нет и не может быть общих рецептов, типа ИТУН это всегда хорошо, а ИНУН всегда плохо.
Для посредственных головок ИТУН, как правило, дает заметный выигрыш, а для хороших далеко не всегда. Именно это и показывают измерения для Ti100.

По Хоксфорду, питание током убирает нелинейности дина, зависящие от нелинейности (Bl)^2

(Bl)^2 как функция чего? Можете пояснить физику?

Остаются нелинейности, зависящие от нелинейности гибкости подвеса и Bl (не в квадрате)..

Почитайте Клиппеля и список удлинится раза в три

[Alex]

Я использовал.. Вот такой.. Или с твоей точки зрения, это тоже усь с просто повыш сопр?

Не знаю, назови цифру.

[mixxxxxer]

(Bl)^2 как функция чего? Можете пояснить физику?

Хоксфорд использует обычную эл-мех модель дина и выводит передаточную функцию скорости диффузора от напряжения (для инуна) и от тока (для итуна). В передат ф-цию инуна помимо напряжения в числ входит Bl, в знамен - мех сопр Zm * { эл сопр (Zg+R+sL) + (BL)^2/Zm}. В передаточную ф-цию итуна - в числ Bl, в знаменателе - Zm. Все физ параметры определяются как нелинейные функции смещения x диффузора дина, т.е. Bl(x), L(x), Zm(x).. На основе этих моделей и измеренных нелинейных зависимостей указанных физ параметров дина от смещения диффузора он строит комп симулякр и рассчитывает искажения. Затем измеряет иск реального дина при питании от инуна и итуна.. Рез моделирования и реальных измерений у него показывают хорошее совпадение..

Почитайте Клиппеля и список удлинится раза в три

Клиппеля я читал, так же как и других аесовцев.. Эл-мех модели динов в работах Х и К (и других), естественно, совпадают (было бы странно, если бы не совпадали).. Мне просто проще ссылаться на Х, т.к. его я в свое время "нарыл" первым..

Сравнивая измерения нелинейностей у Х с примерами нелинейных зависимостей физ параметров из док-та Клиппеля, можно сказать, что Хоксфорд взял дин с неоверханговой катушкой и с магнитной системой без кз кольца, т.е. как бы "наихудший" вариант из числа возможных.. Это, имхо, "фишка" Хоксфорда, он много где прибегает к такому трюку - то дин возьмет полн г.., то транзисторы в своем "улучшенном каскоде" из того же ряда.. Эт наверно чтобы "достигнутый результат" смотрелся весомее..

Но суть не в этом.. Вы правы - суть в целесообразности.. А она весьма конкретна - смотрим, что за дины, измеряем, экспериментируем, выбираем наилучшее (какой бы смысл у этого слова ни был) решение..

---------- Добавлено в 00:26 ---------- Предыдущее сообщение в 00:25 ----------

Не знаю, назови цифру.

Пара килоом, где-то.. Не, вру, десяток килоом..

[olvicgor]

т.е. Bl(x), L(x), Zm(x)

Т.е. Вы хотите сказать, что по выводам Х ИТУН способен компенсировать (Bl)(х) ^2? Интересно каким образом?
Или все-таки ИТУН компенсирует только нелинейность импеданса, а компенсация (Bl)(х) ^2 - простое жонглирование формулами?

Эл-мех модели динов в работах Х и К (и других), естественно, совпадают (было бы странно, если бы не совпадали)

Применительно к рассматриваемой задаче ИТУН vs ИНУН естественно не совпадают. Только моделей импеданса головок несколько: http://www.klippel.de/uploads/media/Voice_Coil__Impedance_04.pdf

Хоксфорд взял дин с неоверханговой катушкой и с магнитной системой без кз кольца, т.е. как бы "наихудший" вариант из числа возможных

Не соглашусь. Андерханговый мотор имеет меньшие искажения, чем оверханговый. У оверхангового намного сильнее зависимость L(x). Кроме того, появляются еще два новых вида искажений, которые практически отсутствуют в АМ: "additional reluctance force Fm ~ i^2 driving the mechanical system" дает четные гармоники искажений и постоянную силу, смещающую точку равновесия ЗК внутрь магнитной системы. А смещение точки равновесия естественно увеличивает и искажения подвеса.
И, кстати, ИТУН этих проблем никак не решает.

Это, имхо, "фишка" Хоксфорда, он много где прибегает к такому трюку - то дин возьмет полн г.., то транзисторы в своем "улучшенном каскоде" из того же ряда.. Эт наверно чтобы "достигнутый результат" смотрелся весомее.

Так делают все, кто предлагает что-то новое

[mixxxxxer]

Т.е. Вы хотите сказать, что по выводам Х ИТУН способен компенсировать (Bl)(х) ^2?

Не, не хочу.. Хочу сказать, что передаточные ф-ции для инуна и итуна имеют разное аналитическое выражение, в которые рассм нелинейные параметры входят разными образами.. И передат ф-ция итуна вообще не зависит от Bl(x)^2, а зависит лишь от Bl(x). Сл-но, если Bl нелинейна, то, условно говоря, для итуна этот фактор будет простой нелинейностью, а для инуна - нелинейностью в квадрате..

Применительно к рассматриваемой задаче ИТУН vs ИНУН естественно не совпадают. Только моделей импеданса головок несколько

Вообще-то модель импеданса головки по отношению к модели дина является как бы "вложенной", т.е. явл элементом модели дина.. И слово "несколько" не отражает сути различий этих моделей - они различаются степенью приближения к моделируемому объекту и границами своей применимости.. Т.е. даже самая грубая модель все же в хорошей степени отражает св-ва реального импеданса..

А эл-мех модель дина все же одна.. Так как объект один и метод исследования (эл-мех аналогия) тоже один и тот же..

Не соглашусь. Андерханговый мотор имеет меньшие искажения, чем оверханговый.

Про андерханг вообще речь не шла.. Х взял не андерханг (если судить по графику Bl(x) из его работы), а (судя по подписям к графику Bl(x) в работе К по вашей первой ссылке) вообще equal-length coil-gap (где длина катушки = длине зазора).. А это, сами понимаете..

[Alex]

Пара килоом, где-то.. Не, вру, десяток килоом..

Ну это да, по выходу это ИТУН.

[olvicgor]

И передат ф-ция итуна вообще не зависит от Bl(x)^2, а зависит лишь от Bl(x). Сл-но, если Bl нелинейна, то, условно говоря, для итуна этот фактор будет простой нелинейностью, а для инуна - нелинейностью в квадрате.

Просмотрел статью. "Устранение" зависимости от Bl^2 - просто жонглирование переменными, не несущее никакого физического смысла.
Bl^2 стоит в знаменателе, а не в числителе, что не одно и то же. Причем в числителе уже есть Bl. Если в знаменателе вместо Zs подставить его выражение через электрический импеданс звуковой катушки Zs=Bl^2/Ze. То после этого Bl в числителе и Bl в знаменателе благополучно сократятся и в знаменателе останется только первая степень Bl Только не могу взять в толк хорошо это или плохо, т.к. с точки зрения искажений нам интересен показатель степени тока через головку.

Т.е. даже самая грубая модель все же в хорошей степени отражает св-ва реального импеданса..

К сожалению нет.

А эл-мех модель дина все же одна..

Только в линейном приближении. Для анализа нелинейных искажений модели у разных авторов разные. Сравните нелинейную модель головки Клиппеля:

и Хоксворда:

Такого важнейшего элемента нелинейности, как "reluctance force Fm(x, i, i2)", у Хоксворда вообще нет.

вообще equal-length coil-gap

Был неправ. Только теперь понял смысл вашего термина неоверханговая

[sindbad07]

Всем привет! Изучая тему ИТУНов увидел два варианта развития данной топологии, это:

1) Суррогатный ИТУН - работает только за счет введения ОС по току

2) Натуральный ИТУН - выход усилителя и так обладает высоким сопротивлением (например, пентод или коллекторная цепь транзистора)

В этой статье идет упоминание об этом (в конце):
http://victorsaf.narod.ru/RadioLub/TokovUNsH/index.html

Кто что думает (знает/пробовал) на этот счет?

[gross]

Кто что думает (знает/пробовал) на этот счет?

Я думаю, что избежать этого нюанса можно, говоря про "токовое питание" и не акцентирую, как оно организовано. А аббревиатуру ИТУН не употреблять вовсе, т.к. 99% исполнений токового питания организованы именно введением ООС по току нагрузки. И термин "ИТУН" тут звучит так же неверно, как "проходной конденсатор" на месте разделительного.

На счет же того, как лучше и правильней сделать - думаю, что правильней - ОО по току нагрузки. Т.к. в этой схеме легче получить низкие искажения, чем с выходным каскадом с общим эмиттером и без ООС. А смысл токового питания не в коррекции АЧХ, а в снижении искажений.

[sindbad07]

gross, интересно схемку бы посмотреть для примера.

[gross]

интересно схемку бы посмотреть для примера

Для примера - это Вы имеете в виду любую, или "корректную" с каких-то позиций? Если второе, то с каких именно, т.е. для решения каких задач?

[antiluser]

На счет же того, как лучше и правильней сделать - думаю, что правильней - ОО по току нагрузки. Т.к. в этой схеме легче получить низкие искажения, чем с выходным каскадом с общим эмиттером и без ООС.

Выходной каскад в "токовом" усилителе напрашивается с ОБ, и охватить весь ООС по току.

[gross]

Я нисколько не возражаю. Просто получается, что обсуждение в ветке идет по двум подтемам:
- методы улучшения линейности динамической головки с использованием токового питания
и
- схемотехника усилителя для токового питания

Честно скажу, что отдаю предпочтение первой теме, ибо она ставит задачу и определяет, что нужно. А вторая тема, хоть и не менее важная, но все же подчиненная первой, и как говорил Папанов в Бриллиантовой руке - дело техники. Так вот, что мы решаем, каким способом, и почему именно так?

[apson]

Я думаю, что избежать этого нюанса можно, говоря про "токовое питание" и не акцентирую, как оно организовано. А аббревиатуру ИТУН не употреблять вовсе, т.к. 99% исполнений токового питания организованы именно введением ООС по току нагрузки. И термин "ИТУН" тут звучит так же неверно, как "проходной конденсатор" на месте разделительного.

На счет же того, как лучше и правильней сделать - думаю, что правильней - ОО по току нагрузки. Т.к. в этой схеме легче получить низкие искажения, чем с выходным каскадом с общим эмиттером и без ООС. А смысл токового питания не в коррекции АЧХ, а в снижении искажений.

Сделать ИТУН из ИНУН с ОО по току нагрузки,конечно,проще,но при этом возникают значительные проблемы из-за проникания сигнала противо ЭДС от громкоговорителя в петлю ООС.Поэтому,очевидно,более правильно строить ИТУН на усилителе с исходным большим выходным сопротивлением,а затем уже применять дополнительную ООС по току для выравнивания АЧХ на частотах ниже и выше
резонансной,а также и меры по улучшению демпфирования на резонансной частоте.
громкоговорителя

[gross]

но при этом возникают значительные проблемы из-за проникания сигнала противо ЭДС от громкоговорителя в петлю ООС.

У меня сейчас питание током осуществляется в трех верхних полосах: 400-1500 Гц, головка 5"; 1500-5000 Гц, головка 2"; 5000-20000 Гц, головка 3/4". Частоты основных резонансов головок не попадают в полосы их работы, однако все равно предприняты меры по подавлению всплесков АЧХ на этих резонансах, дабы и за полосой не выпирали. Так же и высокочастотной области АЧХ каждой из полос выравнена. При этом питание током организовано за счет ООС по току головки. Кг и ИМ усилителей, работающих на эквивалент нагрузки, не превышает 0,002-0,003%. Расскажите, как поставить эксперимент по выяснению проблем от попадания противоЭДС головок в цепь ОС усилителей.

[sindbad07]

Сделать ИТУН из ИНУН с ОО по току нагрузки,конечно,проще,но при этом возникают значительные проблемы из-за проникания сигнала противо ЭДС от громкоговорителя в петлю ООС.Поэтому,очевидно,более правильно строить ИТУН на усилителе с исходным большим выходным сопротивлением,а затем уже применять дополнительную ООС по току для выравнивания АЧХ на частотах ниже и выше
резонансной,а также и меры по улучшению демпфирования на резонансной частоте.
громкоговорителя

Вот например интересно реализован вых. каскад на двухобмоточном динамике, "подмагничивание" постоянкой позволяет ему работать в принципе от 0 Герц:
http://usil.narod.ru/circ2.htm

Вспоминается стишок: "Хорошо тому живется у кого одна нога...и сапог не надо много и порточина одна"

[Nota Bene]

http://usil.narod.ru/circ2.htm

В выходных проводниках и катушке динамика гальванически будет меняться направление тока, а это уже нехорошо с точки зрения продольных токовых волн и вращения ядер атомов в проводнике – будут значительные потери энергии на переориентацию спинов и, как следствие, это скажется на звучании.

Бред какой...
Вот и автор, если я не ошибся: https://forum.vegalab.ru/member.php/12814-georg1727

[sindbad07]

Бред какой...

Чуть что так сразу бред, обоснуйте...

---------- Добавлено в 22:28 ---------- Предыдущее сообщение в 22:25 ----------

Вот и автор, если я не ошибся: https://forum.vegalab.ru/member.php/12814-georg1727

Ну допустим, а чем он вам "насолил", если не секрет??