Пишем статью/FAQ по Э_ОС

[Nota Bene]

По форуму во многих местах разбросана информация по этой теме. Кроме того, она часто "замусорена" мелкими техническими деталями и оффтопиками. Предлагается совместными усилиями заинтересованных в конечном результате участников форума собрать и систематизировать эту информацию.

Для начала предлагается проект содержания этой ветки. Для обсуждения.

1. Замануха
2. Основные принципы. (последняя редакция 27 февраля 2008)
3. Разновидности Э_ОС

Рассмотрим подробнее, что же мы можем измерить у движущегося диффузора. Первое, что приходит в голову - его смещение относительно положения равновесия. Используя эту величину (выход OFFSET модели) в качестве сигнала обратной связи, мы получим ЭМОС по положению (смещению). Еще можно измерять моментальную скорость движения диффузора (выход VELOCITY) - и аналогично получить ЭМОС по скорости. Датчики, измеряющие ускорение (выход ACCEL), позволяют организовать ЭМОС по ускорению. А если учесть, что звуковое давление (SPL) на НЧ пропорционально ускорению движения диффузора вуфера, то сигнал обратной связи, полученный с микрофона, находящегося вблизи, также формирует ЭМОС по ускорению. Заметим, что А.Сырицо ввел термин ЭАОС (электроакустическая обратная связь) для такого подвида ЭМОС.
Деление на ЭМОС по положению, скорости, ускорению, несколько условно, так как эти физические величины связаны между собой математическими операциями дифференцирования/интегрирования. Например, скорость получается из смещения дифференцированием по времени, или же интегрированием ускорения по времени Но, постараемся все же придерживаться такой классификации разновидностей ЭМОС по наименованию регистрируемого физического параметра.

3.1. Э_ОС по ускорению (последняя редакция 5 марта 2008)
3.2. Э_ОС по скорости (последняя редакция 21 января 2008)
3.3. Э_ОС по положению (последняя редакция 21 января 2008)
4. Область и условия применения.
5. Мостовые схемы
6. Датчиковые схемы
6.1. ЭАОС
6.2. ЭМОС
6.3. ЭБОС
7. Практические конструкции
...
N. Вопросы унификации Э_ОС

Список литературы

По мере пополнения темы, содержание будет корректироваться, а разделы содержания будут пополняться ссылками на соответствующие посты. В общем, посмотрим, что из этого получится
Так как ftp сервер хотбокса перестал просто так отдавать фотки на показ, я сделал копию черновика FAQ тут - http://reanimator-h.narod.ru/faq_emos.htm

[Александр К.]

Т.е. всё равно, ИНУН или ИТУН ?

[Nota Bene]

В Вашей статье "ЭМОС в низкочастотном звене АС" даны АЧ и ФЧ характеристики динамика для режимов ИНУН и ИТУН.
Для ИНУН фаза переходит отметку 180 гр. ( здесь ООС превратится в ПОС? ) на частоте примерно 35 Гц, а для ИТУН - на частоте 50 Гц.
Т.е. напрашивается выбор в пользу ИНУНа, а выбран ИТУН.

Это хорошо, что вы обратились к первоистокам - головка по ЗД в НЧ области, в общем случае крутит фазу от 0 до 180 градусов. Характеристическая точка - резонансная частота ДГ (на графике ИТУНа - 62Гц). Для SPL на ней фазовый сдвиг равен 90 градусов. Чтобы получить максимально устойчивую ЭМОС по ускорению, необходимо в прямую цепь добавить интегратор . В этом случае фазовый сдвиг на резонансной частоте достигнет 90+90=180 градусов и в петле ЭМОС у вас будет запас по фазе как +180 так и -180 градусов до перехода ООС в ПОС. ИТУН от ИНУН в фазовой плоскости отличается просто более резким переходом в области резонанса через 90 градусов, вызванным возросшим пиком на АЧХ.

Т.е. всё равно, ИНУН или ИТУН ?

При питании ИНУНом еще и резонансная частота АС съезжает вверх до 75гц (это-минус). Если еще учесть, что с ИТУНом за счет возросшей добротности системы на резонансной частоте увеличивается глубина ЭМОС, а также (при линеаризации АЧХ) уменьшается выходное напряжение УМ в области резонансной частоты ДГ (возрастает КПД системы), то для ИТУНа в ЭМОС - это неоспоримое преимущество.
С точки же зрения устойчивости петли ООС - ИТУН и ИНУН - равноправны. Хотя, ИТУН за счет некоторого подъема АЧХ на СЧ, вызванного ростом импеданса, дает еще некоторый запас по фазе на верхней границе диапазона ЭМОС.

[gross]

Просто получится "равномерная каша" во всем НЧ диапазоне.

Хорошо. А можете предложить ваш вариант, чтобы получить равномерную АЧХ без возрастания ГВЗ?

А что конкретно смотреть-то?

Если можно, давайте вернемся к начальному вопросу - что исследуем?

[Александр К.]

... резонансная частота ДГ (на графике ИТУНа - 62Гц). Для SPL на ней фазовый сдвиг равен 90 градусов...

Признак резонанса? Тогда это можно отразить в ФАКе . А заодно и зависимость частоты от способа включения усилителя.

... прямую цепь добавить интегратор . В этом случае фазовый сдвиг на резонансной частоте достигнет 90+90=180 градусов...

Может, +90-90=0 ? И...

... в петле ЭМОС у вас будет запас по фазе как +180 так и -180 градусов до перехода ООС в ПОС....

Кстати.
Интегратор для ИНУНа даст фазу 90 гр. на частоте 35 Гц, а для ИТУНа на частоте почти 50 Гц. Т.е. ИНУН сам по себе способен работать ниже?
И ещё. А нельзя ли интегратор включить "частично"? Т.е. в заданной полосе?

...ИТУН от ИНУН в фазовой плоскости отличается просто более резким переходом в области резонанса через 90 градусов, вызванным возросшим пиком на АЧХ...

Недостаток?

...Если еще учесть, что с ИТУНом за счет возросшей добротности системы на резонансной частоте увеличивается глубина ЭМОС...

Шило на мыло? Качество переходного процесса при переходе к ИТУНу уменьшается, а глубина увеличивается . Я бы не измерял глубину "на горбах" .

... (возрастает КПД системы), то для ИТУНа в ЭМОС - это неоспоримое преимущество.

Это так.

... - что исследуем?

Исследуем вот что .
При добавлении в прямую ветвь ЭМОС по ускорению интегратора не превращается ли она в ЭМОС по скорости?

[gross]

При добавлении в прямую ветвь ЭМОС по ускорению интегратора не превращается ли она в ЭМОС по скорости?

"в прямую ветвь" - это на входе, до петли ООС? Если так, то не превращается. Изменяется угол наклона результирующей АЧХ - это да.
А если интегратор добавить в цепь самой петли ООС, то из "ускорения" он превращается в "скорость".

[Александр К.]

...А если интегратор добавить в цепь самой петли ООС, то из "ускорения" он превращается в "скорость".

А проверить это "превращение" как-нибудь можно ?
По какому критерию?

[gross]

А проверить это "превращение" как-нибудь можно ?
По какому критерию?

Вы правы. Чтобы проверить, нужны признанные критерии. А критериев, признанных официально, думаю никаких нету. В этой ветке я уже говорил, почему использую такую терминологию - она была в первой более-менее понятно и логично написанной статье Салтыкова в ж.Радио, 81г. Вы читали эту статью?

[Александр К.]

... Вы читали эту статью?

Читал очень давно. И, тогда, ничего в ней не понял .

[gross]

Ну, а мне показалось, что там все написано просто и понятно. Как и проста сама ЭМОС - обычная обратная связь. Вообще, все вопросы ЭМОС упираются в "нормальный" датчик. А его нету.

[Carbon]

Хорошо. А можете предложить ваш вариант, чтобы получить равномерную АЧХ без возрастания ГВЗ?

Вариантов много. Безэховая камера, демпфирование КДП на НЧ, прослушивание вне помещения. Ловушки не в счет: не уменьшают ГВЗ и не устраняют провалы АЧХ.
Так что выбор пока небольшой.

[Александр К.]

Ну, а мне показалось, что там все написано просто и понятно...

Даже слишком просто

...Указанные недостатки мостового датчика свидетельствуют о бесполезности его применения в системах с ЭМОС по ускорению: уменьшить нелинейные искажения громкоговорителя в этом случае не удаётся, система работает нестабильно, АЧХ громкоговорителя зависит от температуры звуковой катушки низкочастотной головки и т.д. ...

Сразу возникли вопросы.
Первый. Причина нестабильности? Об этом ни слова.
Второй. Почему мост не уменьшает искажения, если ЭМОС по ускорению, и (предполагается) уменьшает их, если ЭМОС по скорости?
И ещё много других вопросов...
Такие "простые" статьи ничего дилетантам не дают .

...Как и проста сама ЭМОС...

Проста. Для тех, кто понял .

[Nota Bene]

Может, +90-90=0 ? И...

Предложите звено с равномерной АЧХ и фазовым сдвигом в +90 градусов - получите медаль за изобретение машины времени

А нельзя ли интегратор включить "частично"? Т.е. в заданной полосе?

Конечно можно, без проблем.

Недостаток?

Просто особенность.

[gross]

Безэховая камера, демпфирование КДП на НЧ, прослушивание вне помещения

Ну, это не все подойдет. С делать из квартиры демпфированное помещение или безэховую камеру - где тогда жить? Слушать вне помещения - тоже непонятно где. Мне нравится слушать у себя дома в обстановке уюта. Обстановка студии или комнаты "домашний кинотеатр" - это под большим вопросом, в смысле удобств. И отдельная комната для прослушивания тоже под вопросом. Это все неестественно для человека. Естественно - слушать музыку там, где живешь, ИМХО.

Добавлено через 16 минут

Такие "простые" статьи ничего дилетантам не дают

И как же вам помочь? Никакая схема не будет понятна дилетанту. Весь этот DIY - он для энтузиастов, которые стараются что-то читать, в чем-то разобраться, понять. И других срадств, чем книги, я не знаю. Здесь, в этой и других ветках, были уже ответы на все ваши вопросы.

Причина нестабильности? Об этом ни слова.

Про нестабильность моста я писал несколько раз. Но могу и повторить - тепловой и прочие разбалансы.

Второй. Почему мост не уменьшает искажения, если ЭМОС по ускорению, и (предполагается) уменьшает их, если ЭМОС по скорости?

Тоже уже было озвучено. Мост искажения уменьшает очень слабо, так как датчиком является все та же нелинейная магнитная система. А по ускорению ЭМОС или скорости - это уже вторично. В принципе уменьшение искажений подчиняется общему правилу - глубине ООС на конкретной частоте.

[Nota Bene]

почему использую такую терминологию - она была в первой более-менее понятно и логично написанной статье Салтыкова

Если посмотреть глобально на статью Салтыкова в разрезе идеологии построения звукового тракта того времени, то он систематизировал и проанализировал методы улучшения воспроизведения на НЧ в рамках полнодиапазонных АС, когда ЭМОС или отрицательное входное сопротивление были просто примочкой к единственному УМ. Вопросы многоампинга и отдельных НЧ-звеньев (сабов) вообще не рассматривались. И тут характер ЭМОС нельзя было рассматривать в отрыве от характера звуковоспроизведения (АЧХ) на СЧ и ВЧ, поскольку все вместе это вываливалось на одну АС. И по Салтыкову получалось, что ЭМОС по ускорению в поршневом диапазоне уменьшало полосовое усиление, а ЭМОС по скорости трактовалось как средство управления добротностью на НЧ. Причем все это должно было быть реализовано на паре резисторов и конденсаторов
Но сейчас же идеология и элементная база во многом поменялась, так что можно строить оптимальные ЭМОС-системы в виде законченных НЧ-звеньев... И терминологию ЭМОС привести в соответствие с физической реализацией датчика - просто привязаться к его выходной характеристике.

[gross]

И терминологию ЭМОС привести в соответствие с физической реализацией датчика - просто привязаться к его выходной характеристике.

На мой взгляд, это все равно, что в моем примере холодильника, привязаться к марке или принципу действия холодильника. Это не будет иметь смысла. Как нет у человека единого, выделенного "устройства сравнения", которым человек определяет необходимость наполнения продуктами холодильника, так и не важен сам холодильник. А важен только параметр, который регулируется и стабилизируется - собственно количество продуктов. Так и в любом устройсве с ООС вопрос по какому параметру эта ООС означает "какой параметр стабилизируется".

Выходная характеристика датчика - это условное понятие. Почему это для тебя напряжение, в таком случае? Для меня это изгиб, например. То есть, это условность. А вот, что регулируется в конечном счете - это данность. Фактическая и единственная. Остальное все у тебя может быть скрыто под черным ящиком. Понимаешь? Скрыто и нет возможности определить, что там. А выходные параметры головки (скорость, ускорение, и т.д.) - можно. И только это можно. Остальное - нельзя.

[Nota Bene]

Выходная характеристика датчика - это условное понятие. Почему это для тебя напряжение, в таком случае? Для меня это изгиб, например. То есть, это условность

Давай тогда сначала с датчиками определимся
Для меня - это устройство (черный ящик), производящее преобразование интересующей меня физической величины (смещения, скорости, ускорения) в электрический эквивалент. Мне, в данном случае, абсолютно неважно, что у него внутри, а важна только передаточная характеристика. Ее размерность в нашем случае может быть V/мм, V/(м/сек), V/(м/сек^2). То есть выходная характеристика датчика (может тут я неточно выразился) является аналогом физического параметра. Договоримся, для упрощения, что сигнал с датчика непосредственно поступает на сравнивающее устройство. Соответственно, стабилизируемым параметром и будет выходное напряжение датчика, и, соответственно, тот физический параметр, который поступает на вход датчика. Так что противоречия или многозначности я тут не вижу.

[gross]

Мне, в данном случае, абсолютно неважно, что у него внутри, а важна только передаточная характеристика.

Мне не важна и передаточная х-ка. Добавил к датчику интегратор/дифференциатор и уже х-ка другая. Где кончается датчик и начинатеся его коррекция - определить нельзя. Ведь можно считать, что датчик - это собственно датчик, плюс корректирующее устройство. А последнее может быть любым.

На счет устройства сравнения я приводил пример выше - его не всегда можно определить в явном виде и вообще понять, что на него подается.

[Nota Bene]

Мне не важна и передаточная х-ка.

Чем дальше в лес, тем толще партизаны

Ведь можно считать, что датчик - это собственно датчик, плюс корректирующее устройство. А последнее может быть любым.

Конечно, раз это черный ящик. У него есть вход и выход. И известная передаточная (преобразовательная) характеристика.
И ведь,

Договоримся, для упрощения, что сигнал с датчика непосредственно поступает на сравнивающее устройство

А на функциональной схеме его всегда можно выделить как отдельный узел

[gross]

Чем дальше в лес, тем толще партизаны

Это хорошо, что пока еще есть леса и так можно сказать в принципе.

[Александр К.]

Предложите звено с равномерной АЧХ и фазовым сдвигом в +90 градусов...

Речь шла о частоте резонанса

... В этом случае фазовый сдвиг на резонансной частоте достигнет 90+90=180 градусов...

+90 - было у динамика, -90 добавляет интегратор.
Сколько в сумме?

При замыкании петли ЭМОС резонансная частота сдвигается?

...Конечно можно, без проблем.

Схему, пожалуйста.