ЭМОС/ЭБОС. Вторая серия

[Nota Bene]

Ну вот, летние каникулы закончились, можно продолжать.
Незнакомые с первой серией, могут познакомиться с ней тут - https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=7001
или в сокращенном варианте - тут - http://reanimator-h.narod.ru/forum_baro.htm
Была разработана конструкция бародатчика - http://reanimator-h.narod.ru/baro_sens.html
Определены функциональные схемы ЭБОС для УМ типа ИНУН и ИТУН (по ускорению и скорости). Произведены замеры параметров для ЭБОС по ускорению и скорости.
В качестве дальнейшей базовой конфигурации остановимся на ЭБОС по скорости с УМ типа ИНУН.
Цель - создать полнофункциональный активный сабвуфер с ЭБОС. В качестве полигона выбрана АС типа S70 (35АС-013) - доработанная - уменьшена высота ящика до размеров гриля, заглушено отверстие от СЧ-динамика, дополнительно укреплена передняя панель. Из электронной начинки оставлен блок питания и усилитель мощности. Динамик 30ГД-2 (он же 75ГДН1-4). Никаких датчиков в динамик не встраивалось. Внутренность колонки оклеена синусным поролоном, в нижней части находится х/б вата. Бародатчик укреплен на боковой стенке АС. В верхней части внутри находится блок питания и размещен изолированный отсек для электроники. Внутренние размеры (ШхГхВ) = 29х17х44см. Объем АС - примерно 19л.
На первой стадии планируется рассмотреть влияние положения датчика на его АЧХ. В первую очередь будем оценивать влияние стоячих волн внутри АС.

[bgv777]

Такой вопрос к Наилю: какая задержка сигнала получается со входа на выход системы с учетом всей электроники на частотах 200-300Гц? Будут ли отличаться эти величины при использовании ИНУН и ИТУН?

[Nota Bene]

какая задержка сигнала получается со входа на выход системы с учетом всей электроники на частотах 200-300Гц?

Уточняющие вопросы - выход системы - считаем по звуковому выходу?
Учитываем ли ФНЧ 4-го порядка на 80-120Гц, который будет в окончательном варианте? Имеет ли смысл смотреть задержку в нерабочем для сабвуфера диапазоне частот (200-300Гц)? Понимать ли под задержкой ГВЗ?

Будут ли отличаться эти величины при использовании ИНУН и ИТУН?

Нет, в конечной системе, ИМХО, не будут.

[bgv777]

Уточняющие вопросы - выход системы - считаем по звуковому выходу?
Учитываем ли ФНЧ 4-го порядка на 80-120Гц, который будет в окончательном варианте? Имеет ли смысл смотреть задержку в нерабочем для сабвуфера диапазоне частот (200-300Гц)? Понимать ли под задержкой ГВЗ?

Нет, в конечной системе, ИМХО, не будут.

Да интересует задержка в системе со входа на выход (клемы динамика) без ФНЧ 4-го порядка.
Сможет ли система работать выше 120Гц, до 300Гц без искажения АЧХ?
У меня фильтр 6-го порядка имеет задержку на Фс=300Гц 3,5мс.

[gross]

Система ЭМОС может быть выполнена так, что будет работать только в НЧ области. Например, вам нужна полоса по НЧ 16..400 Гц. Участок 16..100 можно оформить в петле ЭМОС, а остальная часть 100..400 Гц будет усиливаться обычным способом. Далее вверх полоса ограничивается только драйвером (поршнем, направленностью) и допплеровскими искажениями (если они важны). Поэтому говорить о задержках, вызываемых именно ЭМОС, нельзя.

Добавлено через 6 минут

Так не только для себя стараюсь Многим, по традиции, захочется применить именно ИНУН, как не раз опробованное решение. Так что еще поборемся
И есть один неприятный момент с ИТУНом. Если УМ (типа ИТУН) входит в клиппинг, происходит резкое изменение выходного импеданса - от очень большого к очень малому за счет какого-либо насыщенного выходного транзистора. ДГ на такое издевательство довольно плохо реагирует заметным на слух переходным процессом. Это одна из причин, по которой я вынужден применять лимитер/компрессор по входу системы.

Это не причина. Ты ведь сам ввел такие ограничения - небольшое объемное смещение головки и небольшая мощность усилителя. И теперь, для их преодоления нужно применять компрессор.

[Nota Bene]

Да интересует задержка в системе со входа на выход (клемы динамика) без ФНЧ 4-го порядка.

Она полностью определяется видом АЧХ и назвать конкретную цифру тут пока трудно.

Сможет ли система работать выше 120Гц, до 300Гц без искажения АЧХ?

Смотрите ЭМОС по скорости с акселерометра, установленного на диффузоре -
https://forum.vegalab.ru/showthread....&postcount=393 , точнее https://forum.vegalab.ru/attachment....9&d=1167855211 - удается охватить петлей ЭМОС практически весь поршневой диапазон динамика. А с бародатчиком такое вряд ли возможно. Те экзерсисы с корректором, которые я провожу не ставят целью расширить полосу вверх, это просто условие получения большей глубины ЭБОС.

У меня фильтр 6-го порядка имеет задержку на Фс=300Гц 3,5мс.

Ничего странного - именно таким и должно быть ГВЗ у системы с такой АЧХ. Еще горбик на ГВЗ должен быть в районе частоты среза.

сам ввел такие ограничения - небольшое объемное смещение головки и небольшая мощность усилителя. И теперь, для их преодоления нужно применять компрессор.

Для музыкального контенса проблем быть не должно, но хочется большей универсальности и "защиты от дурака".

В обычных условиях (ИНУН, отсутствие Э_ОС) весь запас хода выбирается на частоте резонанса 1-2 Ваттами мощности.

Евгений, а откуда такая информация?

[gross]

Для музыкального контенса проблем быть не должно, но хочется большей универсальности и "защиты от дурака".

Для обычного (длительного) прослушивания проблем не будет 100%. Для интенсивного, скажем так, прослушивания нужно будет 4..6 таких сабиков. Тогда опять проблем не будет.

[Nagema]

Наиль, тупейший, видимо, вопрос:

если бы у излучателя (диффузора) подвеска была совершенно незаметной, то есть с нулевыми механическими сопротивлениями - то разного рода Э_ОС могли ли в этом случае работать корректно/нормально?

Offтопик:
/не, надо начинать учиться думать самостоятельно. иначе смёрть./

PS: Это у меня неосознанный момент про КПД динамика, видимо. И КПД усилителя, видимо. И соотношения подводимых к усилителю мощностей в случае если подвижная система в Э_ОС залита эпоксидкой - и когда она не имеет тормозов вообще.

[Nota Bene]

если бы у излучателя (диффузора) подвеска была совершенно незаметной, то есть с нулевыми механическими сопротивлениями - то разного рода Э_ОС могли ли в этом случае работать корректно/нормально?

В этом случае роль возвратной "пружины" выполнял бы воздух в ЗЯ. Так что все теоретически должно работать.

И соотношения подводимых к усилителю мощностей в случае если подвижная система в Э_ОС залита эпоксидкой - и когда она не имеет тормозов вообще.

А ты думаешь сопротивление звуковой катушки выполняет полезную работу? Основная подводимая к динамику мощность (~95%) уходит в тепло КПД - ниже, чем у паровоза...
При зафиксированном диффузоре на импедансе ДГ не будет резонансного подъема на частоте основного механического резонанса. В случае раздемпфированного диффузора КПД динамика на резонансной частоте возрастает, так как из-за возросшего импеданса уменьшается ток в цепи ЗК, а значит и потребляемая мощность.
Ну, и немного к теме - более-менее приемлимый вариант с ИНУН - на схеме. Введена форсирующая цепочка С10R14, за счет чего добавился небольшой запас по фазе, несколько изменились номиналы элементов в корректоре. Дальше бороться за глубину ЭБОС не вижу смысла. Может быть, позже, попробую поднять глубину ЭБОС на ИНЧ. Хотя это тоже может быть чревато снижением устойчивости

АЧХ корректора на следующем графике - зеленый цвет.

Замеры в точке "OUT" - красный - сквозная АЧХ при отключенной ЭБОС, сиреневый - АЧХ системы при максимальной глубине ЭБОС. Желтый график - уже приемлимая АЧХ (+ФЧХ), тем более, все, что выше 100...120Гц будет отрезано входным фильтром и интегратором.
Чем дальше и займемся.

[gross]

До 3-х Гц - ровная. Это, если исходный резонанс был на 68 Гц, то глубина ООС как минимум 27 дб. Хорошо.

[Nota Bene]

если исходный резонанс был на 68 Гц, то глубина ООС как минимум 27 дб. Хорошо.

Я бы не был столь оптимистичным Такие цифры получаются, если считать спад на ИНЧ равным 6дБ/окт. Но, так как корректор производит дополнительный подъем ИНЧ, глубина ЭБОС получается более скромной, и ее можно явно увидеть на скриншоте как разницу ординат красного и желтого графиков. Максимум = 17дБ

[gross]

Тогда нельзя строго сказать, что ЭБОС по скорости. Получается, что она комбинированная. По скорости было бы пропорционально. А по ускорению - дает "спрямление вершины" петлевого усиления и тем самым снижает глубину. Но реально ты ведь будешь использовать до 20 Гц, не ниже. А там запас приличный.

[Nota Bene]

Тогда нельзя строго сказать, что ЭБОС по скорости. Получается, что она комбинированная. По скорости было бы пропорционально.

Не соглашусь, пожалуй. Тип Э_ОС определяется тем, какая физическая величина сравнивается на входном разностном каскаде со входным сигналом. В петле ЭБОС происходит линеаризация сигнала с датчика, который является в нашем случае измерителем скорости движения диффузора. А вид петлевой АЧХ может быть любым желаемым... По критериям устойчивости и желаемой глубины ООС.

[gross]

Не соглашусь, пожалуй. Тип Э_ОС определяется тем, какая физическая величина сравнивается на входном разностном каскаде со входным сигналом. В петле ЭБОС происходит линеаризация сигнала с датчика, который является в нашем случае измерителем скорости движения диффузора. А вид петлевой АЧХ может быть любым желаемым... По критериям устойчивости и желаемой глубины ООС.

Ну, нужно же нам по чем-нибудь не сходиться. Я остаюсь сторонником исключительно вида кривой петлевого усиления. А в каком виде происходит сравнение - это вторично. Почему? Потому что, входной коррекцией сигнал всегда приводится к виду, удобному для сравнения. То есть, на входе устройства сравнения уже нет исходного сигнала, который "по ускорению".

[Nota Bene]

Я остаюсь сторонником исключительно вида кривой петлевого усиления. А в каком виде происходит сравнение - это вторично.

Мы как-то уже обсуждали ( https://forum.vegalab.ru/showthread....&postcount=399 ) функциональные схемы Э_ОС по ускорению и скорости. Так вот, петлевое усиление формируется в том числе корректорами Z2 и Z3, но на характер ОС (чистый/комбинированный) влияет только Z3, поскольку, как я уже говорил, сравнение (и линеаризация) происходят в узле UW1. Пример комбинированности ОС можно посмотреть здесь - https://forum.vegalab.ru/showthread....&postcount=529 , где к скоростной компоненте сигнала добавляется компонента смещения, за счет цепочки R3C3 в предусилителе ( https://forum.vegalab.ru/attachment....8&d=1173559045 ).
Любые вариации АЧХ корректора Z2 не приводят к изменению типа Э_ОС, а вид АЧХ петлевого усиления при этом может меняется весьма значительно.

[gross]

Я тут подумал. Получается так - говорить о виде ЭМОС по скорости/ускорению, можно только, как ты говоришь - на входе сравнивающего устройства, и если входной сигнал всегда неизмЕнен, плюс к этому - основной усилитель не имеет коррекции, за исключением внеполосной. И смысл такое разграничение имеет только для подчеркивания, что в итоге мы получаем - либо горизонтальную АЧХ, тогда это "по ускорению", либо эквивалентный ФВЧ первого порядка, тогда это "по скорости". Если же мы во-первых корректируем входной сигнал, во-вторых делаем коррекцию в основном УНЧ в рабочей полосе, то строгость этого разграничения теряется и оно вообще не имеет смысла.

Ведь как там внутри сделано - не важно, добавив интеграторы/дифференциаторы можно изменить сигналы на входе сравнивающего устройства, и ничто другое при этом не изменится.

И задача построения ЭМОС для "обычного случая" сводится к следующим вещам: - получить петлевое усиление с нужнами спадами и глубиной, и скорректировать входной сигнал для получения горизонтальной АЧХ по ЗД. Хотя, может стоять задача так же и получения эквивалентного ФВЧ первого порядка. (У меня, возможно, так будет )

[Nagema]

А в случае акустического офрмления типа "открытый ящик" воздух является амортизатором, провожающим колебателную систему до экстремума экскурсии - или пружиной, возвращающей оный?..

[Nota Bene]

А в случае акустического офрмления типа "открытый ящик" воздух является амортизатором, провожающим колебателную систему до экстремума экскурсии - или пружиной, возвращающей оный?..

Ты в детстве в мячик играл? Зависит его отскок от того, надутый он или полуспущенный?

И смысл такое разграничение имеет только для подчеркивания, что в итоге мы получаем - либо горизонтальную АЧХ, тогда это "по ускорению", либо эквивалентный ФВЧ первого порядка, тогда это "по скорости"

Если эти рассуждения ведутся про ЗД, то именно так. Тут важен закон, связывающий выходной сигнал датчика и SPL. От него и надо танцевать

Ведь как там внутри сделано - не важно, добавив интеграторы/дифференциаторы можно изменить сигналы на входе сравнивающего устройства, и ничто другое при этом не изменится.

Будет разница в том, где происходит коррекция - в Z2 или в Z3, поскольку Z3 будет менять связь стабилизируемого параметра и SPL.

[gross]

Разница будет.
Я только о том, что эти схемы ведь сильно отличаются от "исходных", пикерсгилевских и салтыковских. Салтыков, называя схему "по ускорению", или "по скорости", имел в виду реализацию без дополнительной коррекции. И в итоге подразумевал получение различной конечной АЧХ. И заметь, ни одна ни другая схемы не обеспечивают получение ровной АЧХ. Они, скорее, теоретические, для демонстрации принципа. К нашим схемам все это применимо весьма условно.

[Nota Bene]

К нашим схемам все это применимо весьма условно.

Ну, Салтыковские и Пикерсгильские труды - это не библия, а руководство к действию Главное, чтоб мы друг друга понимали

Они, скорее, теоретические, для демонстрации принципа.

И это - главное. Остальное - само нарастет.

Offтопик:
gross, как там распиловка МДФ? Я так понимаю, что до НЧ-звена руки в последнюю очередь дойдут?

[gross]

Ну, Салтыковские и Пикерсгильские труды - это не библия, а руководство к действию

С той минуты, как я увидел эту первую статью Пикерсгиля, все дальнейшие мои взгляды на НЧ звено были через призму какого-либо управления, будь то ЭМОС, -R, или другое. Ну, нету головок нормальных.

Offтопик:
gross, как там распиловка МДФ? Я так понимаю, что до НЧ-звена руки в последнюю очередь дойдут?

Offтопик:

Куплена дисковая пила для этого. Плиты толщиной 25 мм, лобзиком под углом распил идет так медленно, что никакого терпения и времени не хватит. Решил, что пила нужна. НЧ звено у меня есть в существующих колонках, на первых порах будет оно. Потом, если меня хватит на все это, сделаю отдельные звенья.