Амплитудная характеристика усилителя

[anli]

Тема возникла из попытки ответить на вопрос "почему уши предпочитают однотактник?".

Я не утверждаю, что все уши и всегда предпочитают. Но что касается слушателей живой музыки, эта тенденция мне кажется явной.

Мне не кажутся убедительными рассуждения по поводу "равномерности" спектра, так как (ну уж ещё раз повторю) для данного спектра существует бесконечное число сигналов с этим спектром. Если вернуться от FFT "взад, к первоисточнику", то у нас в руках оказывается амплитудная характеристика усилителя. Более наглядно, думаю, говорить не об амплитудной характеристике (то есть о Vout как функции от Vin), а о производной dVout/dVin как функции от Vin. По сути это Ку = Ку(Vin).

Давайте пока абстрагируемся от частоты (то бишь скорости изменения Vin) и от того, что на концах графика - клиппинг по току или напряжению (будем считать это криминалом). Также пока предлагаю не рассматривать абсолютную величину нелинейностей.

Так вот. Вид Ку(Vin) сильно отличается у однотактников и, гм, неоднотактников. У первых он очень гладкий ("до фиг знает какой производной"), монотонный. Все другие топологии имеют разного изгибы, клювики, немонотонность, особое поведение возле нуля (который предполагается совпадающим с акустическим нулём и является, безусловно, очень интересной областью).

Очевидно, по самым интересным для нас вопросам психоакустика молчит. Всё, что мы можем - просто поделиться наблюдениями, эмпирикой, если эти наблюдения есть возможность трактовать в терминах сопоставления Ку(Vin) и субъективных предпочтений.

Кто что думает?

[Alex]

Я не думаю что у РР в классе А, есть какие-то проблемы в точке нуля - для них эта точка ничем от любой другой не отличается (ну а SE - он всегда в "А").
А разница в спектре SE/PP как раз и получается из-за несимметричности амплитудной характеристики.

[anli]

Я не думаю что у РР в классе А, есть какие-то проблемы в точке нуля - для них эта точка ничем от любой другой не отличается

Я пока ничего не утверждаю - про проблемы Но в этом случае получается немонотонность (так как симметричность).

А разница в спектре SE/PP как раз и получается из-за несимметричности амплитудной характеристики.

Да, да! Как раз об этом и речь. Исходная информация - АХ, а спектры - производная информация, уже часть информации утеряна.

//--

Для инспирации ассоциаций. Помимо "клювиков" и "горбиков" можно говорить о крутизне (графика, не прибора!) - о её величине, о смене знака.

[devisangela]

Т
Так вот. Вид Ку(Vin) сильно отличается у однотактников и, гм, неоднотактников. У первых он очень гладкий ("до фиг знает какой производной"), монотонный.

Вид Ку(Vin) определяет спектр гармоник, или я не так понял?

[AudioKiller]

У однотактников (особенно ламповых и полевых - именно поэтому такие и рулят) амплитудная характеристика имеет заметную квадратичную составляющую. Это дает "красиво звучащую" вторую гармонику (а ООС при этом или вообще отсутствует, или мала). Вот и получается "приятствие для ушей". Но только для сигналов с бедным спектром. Для сигналов с богатым спектром уже плохо - растут комбинационные составляющие (которые зависят от количества входных частот по факториальному закону) и "портят звук". Поэтому большие оркестры и рок на однотактниках не слушают.

Еще один важный момент: однотактник работает в классе А, поэтому очень хорошо гасит противоЭДС динамиков в любой момент времени. А у двухтактников в классе В иногда с этим небольшие проблемы.

Вид Ку(Vin) определяет спектр гармоник

Однозначно.

---------- Добавлено в 14:08 ---------- Предыдущее сообщение в 14:07 ----------

Исходная информация - АХ, а спектры - производная информация, уже часть информации утеряна

Спектр - следствие АХ, но ничего не утеряно - просто взгляд с другой стороны.

[anli]

Вид Ку(Vin) определяет спектр гармоник, или я не так понял?

Он вообще определяет всё.

---------- Добавлено в 14:36 ---------- Предыдущее сообщение в 14:26 ----------

Это дает "красиво звучащую" вторую гармонику (а ООС при этом или вообще отсутствует, или мала). Вот и получается "приятствие для ушей".

Я не разделяю этот штамп. Во-первых, гармоники не звучат, а звучит АХ. Прошу всё время не забывать, о чём все любят забывать: для данного спектра существует бесконечное число сигналов с этим спектром. Причиной звучания является не спектр, а АХ, которая является и "причиной" спектра.

Что касается приятственности - тоже не разделяю Это, на мой взгляд, не приятственность (эксайтер), а индифферентность ушей к нелинейностям АХ одного вида и сильная чувствительность к нелинейностям АХ другого вида.

Свойства последних как раз и интересны.

И вообще, давайте попробуем забыть про спектры. А то все так и скатываются в эту наезженную колею. Из этой колеи ничего нового не увидеть.

[Scop]

Что касается приятственности - тоже не разделяю Это, на мой взгляд, не приятственность (эксайтер), а индифферентность ушей к нелинейностям АХ одного вида и сильная чувствительность к нелинейностям АХ другого вида.

Свойства последних как раз и интересны.

И вообще, давайте попробуем забыть про спектры. А то все так и скатываются в эту наезженную колею. Из этой колеи ничего нового не увидеть.

Андрей, может как раз и начать с показа естественной нелинейности слуха?
Ну, там, взять у Чивера спектры собственных гармоник уха и по ним восстановить вид нелинейности. Записать ее в аналитическом виде и уже от этого отталкиваться - хорошо, или плохо.

Насчет наезженной колеи: удержаться будет не так просто – не одно поколение инженеров выросло и состарилось на том, что нелинейность измеряют коэффициентом гармоник. А это – спектральный (Фурье) анализ по гармоническим функциям.

[anli]

Андрей, может как раз и начать с показа естественной нелинейности слуха?
Ну, там, взять у Чивера спектры собственных гармоник уха и по ним восстановить вид нелинейности. Записать ее в аналитическом виде и уже от этого отталкиваться - хорошо, или плохо.

Мне кажется, свойства слуха - тоже вторичный результат. А первичная информация для исследования - это, хе-хе, звуки природы: как плачет ребёнок, как шипит змея, как ломается дерево, как горит костёр, и т.д. - всё, что формировалось в условиях выживания в мире. То есть хотелось бы найти дорожку от свойств реальных звуков к амплитудной (для начала ) характеристике.

Насчет наезженной колеи: удержаться будет не так просто – не одно поколение инженеров выросло и состарилось на том, что нелинейность измеряют коэффициентом гармоник.

Это типичная ситуация не только в науке, да и вообще в жизни. Не так ли?

Ну и если не несостоятельность, то, на мой взгляд, сильную ограниченность устоявшихся методов применения гармонического анализа показывает тот факт, что используются одиночные спектрограммы вместо, как минимум, семейства спектрограмм для разных уровней - а они часто ну очень различаются. Все, наверное, крутили уровень сигнала одновременно наблюдая спектр на realtime-анализаторе.

//--

Собственно, АХ - это в некотором роде комплементарная (детерминированная) часть по отношению к стохастическим искажениям в твоей статье. Мы почему-то решили, что с детерминированной частью разобрались, изъездили её всю и вся. Но у меня какие-то сомнения тлеют по этому поводу.

[Scop]

Собственно, АХ - это в некотором роде комплементарная (детерминированная) часть по отношению к стохастическим искажениям в твоей статье. Мы почему-то решили, что с детерминированной частью разобрались, изъездили её всю и вся. Но у меня какие-то сомнения тлеют по этому поводу.

Вот по этому поводу готовлю интрижку:
оборудовал усилитель двумями тумблерами - зеленым -включает нелинейность в УН (кагбэ детерминированнную 0,05%), и красным - включает нелинейность ВК (типпо стохастическую 0,005%). Красную услышал, зеленую пока нет.
Осталось провести измерения, записать фрагменты и положить на оборзение общественности.

[Костя Мусатов]

Господа, вы все время забываете о том, что уровень искажений мало влияет на естественность передачи. Приятственность или неприятсвенность искажений на слух больше связана не с гармоническими искажениями, а с интермодуляционными, да, к тому же не с ними как таковыми, а с амплитудными модуляциями, вызванными интермодуляцией. А вот тут усилитель с доминирующей четной нелинейностью и нечетной весьма заметно разнятся. При четной нелинейности наиболее интересный для нас среднечастотный сигнал модулируется низкочастотным сигналом как есть. При нечетной нелинейности, модуляция оказывается удвоенной частотой низкочастотного сигнала, что для слуха непривычно и хуже воспринимается. Слух имеет четную нелинейность и модуляции с частотой НЧ сигнала для него естественны. Собственно поэтому усилитель с нечетной нелинейностью должен иметь уровень искажений значительно ниже, чем с четной для примерно одинакового восприятия по естественности передачи, при прочих равных.

[Scop]

Приятственность или неприятсвенность искажений на слух больше связана не с гармоническими искажениями, а с интермодуляционными, да, к тому же не с ними как таковыми, а с амплитудными модуляциями, вызванными интермодуляцией.

Костя, а разве гармонические и интермодуляционные искажения не разные профили одного и того же предмета? В смысле , что они продукт нелинейности АХ? (Не рассматриваем инерционность, случайность и проч.). Даже у Шкритека есть фраза, что соответствующие коэффициенты полностью идентичны (если их правильно посчитать, а не по SMPTE и IECу).

[anli]

Костя, а очень будет муторно примерно показать это в виде полиномов (не очень высоких степеней ) - имею в виду АХ и чётные и нечётные модуляции? Без тригонометрических разложений, оставаясь в рамках Ку как функции от Vin. Проще, наверное, от руки и сфоткать.

Мужики, давайте как-то назовём и обозначим эту функцию, которая производная Vout по Vin. Тот факт, что это производная, не приводит к потерям какой-то информации по сравнению с АХ, так как мы "теряем" только постоянное смещение на выходе.

[Scop]

Мужики, давайте как-то назовём и обозначим эту функцию, которая производная Vout по Vin. Тот факт, что это производная, не приводит к потерям какой-то информации по сравнению с АХ, так как мы "теряем" только постоянное смещение на выходе.

Андрей, так это и будет Ку=dUвых/dUвх.
Вообще, АХ раскладывается (по учебникам) в степенной ряд х0, х1,х2.... Можно разложить по ортогональным многочленам (мне, например, нравятся Чебышева – чем-то на синусы похожи ).
Еще чем хороши мч Чебышева - они все определены на интервале -1...1 и значения имеют -1...1. Коэффициент при таком полиноме показывает амплитуду "пульсаций" Ку, из-за этого полинома.

[anli]

Андрей, так это и будет Ку=dUвых/dUвх.

Я думал, что у этой функции в каких-нибудь науках - именно как функции от Vin! - есть какое-то устоявшееся название. А обозначение Ку во всех контекстах используется обычно как константа.

мне, например, нравятся Чебышева

Вот тут и вся заковыка. Нам нравится одно представление, ушам другое. Как бы придумать базис для ушей?
Собственно, наверное можно что-то вытащить из графиков так тобою, Михаил, (справедливо) любимых атак живых звуков. Ну и если думать о разложении, то тут, конечно, уже правильней иметь дело просто с АХ == Vout(Vin), а не с Ку(Vin).

[Костя Мусатов]

Костя, а разве гармонические и интермодуляционные искажения не разные профили одного и того же предмета?

Только слуху это не объяснить, он почему-то реагирует именно на модуляции
Все же говорить надо в терминах восприятия слуха, а не косвенных, это позволяет не уходить в сторону при детальном разборе.

[anli]

Все же говорить надо в терминах восприятия слуха, а не косвенных, это позволяет не уходить в сторону при детальном разборе.

Да, я тоже за них, за термины эти!! Только как-то мало этих терминов. Ну или я не знаю.

[32768]

тесты с исскуственным внесением искажений давно сделаны. Например прослушивание:
"
1 - оригинал
2 - слегка искаженный
3 - эхо добавлено
4 - ещё больше эха
"
И на самом деле:
"
Треки:
1. Оригинал + эквалайзер. Небольшой акцент (не более 2дБ) на основных частотах.
2. Оригинал + нелинейные искажения. В среднем, примерно 4-5% "жёстких" нечётных гармоник - 3, 5 и 7-я, плюс соотв. интермодуляция. Местами Кни доходит до 8-10%.
3. Оригинал + уровень. Простое увеличение уровня на 1,5дБ.
4. Оригинал.
"
8-10% -слегка искаженный
тесты прводил 9416 в
http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=1...ISITED=%220%22

Но это не первый случай, ранше - Липшиц и многие.
Эти фокусы давно лежат на поверхности.

[anli]

тесты с исскуственным внесением искажений давно сделаны

Они, как я понял, никак не связаны с АХ: у АХ нет "знания" о том, что существуют какие-то частоты.

Чем вам концепт GedLee не нравится?

Я не понял, какие же конкретно требования к АХ? Что такое "хорошо", и что такое "плохо"? Ну и в частотный домен там опять перескочили.

[32768]

Они, как я понял, никак не связаны с АХ: у АХ нет "знания" о том, что существуют какие-то частоты.

именно и только с AX упомянутые тесты и связаны

[anli]

именно и только с AX упомянутые тесты и связаны

Эхо и эквалайзер?? И это? -

В среднем, примерно 4-5% "жёстких" нечётных гармоник - 3, 5 и 7-я, плюс соотв. интермодуляция.

Когда мы говорим только про АХ, мы про время не знаем вообще. Его, может, и нет вообще