Измерение интермодуляционных искажений УМ

[viktor8m]

Разрабатываю схему установки для измерения интермодуляционных искажений УМ (как обычно двумя тонами) и возник вопрос, а какой выбрать разницу частот и амплитуд для действительно максимальной проверки УМ на интермодуляционные искажения, т.е. какой наиболее худший вариант для входного каскада: близкие частоты или с большим разносом, а также амплитуды выбрать одинаковыми или нет (проверки по известным стандартам кажутся мне слишком лёгкими для входного каскада)?

[viktor8m]

Обычные - это как? У обычных ПФ около 6 дБ на 1 реактивность + крутизна спада в точке перегиба АЧХ никакая.

Зависит от добротности (на мосте Вина можно и 100 добиться), проблема, что и усиление ПФ увеличивается с увеличением добротности (т.е. падает глубина ООС), что касается крутизны спада в точке перегиба АЧХ, то какая разница, главное это подавление гармоник. Ну и не обязательно ПФ (просто ПФ уменьшает и шум), ФНЧ можно попробывать.

[Olegyurich]

А, Вы такие фильтры имеете в виду(они называются с много петлевой ООС вроде), я так их матаппарат и не смог освоить. Под простыми я подразумевал что то типа этого:
http://www.skilldiagram.com/gl5-6.html
Кстати, а как насчет фильтров по методу переменных состояния?
http://www.skilldiagram.com/gl5-8.html
Вроде всего 4 элемента надо перестраивать, но насколько можно подавить 2 гармонику?

[viktor8m]

они называются с много петлевой ООС вроде

Совершенно верно.

я так их матаппарат и не смог освоить.

Проблема не в расчётах (четыре формулы), а в получающихся номиналах резисторов (как правило не стандартные значения).

Под простыми я подразумевал что то типа этого:
http://www.skilldiagram.com/gl5-6.html

С ПОС дадут большие искажения, какой тогда смысл такие на выход генератора?

Кстати, а как насчет фильтров по методу переменных состояния?
http://www.skilldiagram.com/gl5-8.html
Вроде всего 4 элемента надо перестраивать, но насколько можно подавить 2 гармонику?

Зависит от добротности, но того же порядка, как и более простые (правда позволяют достигать бОльших добротностей), а ОУ много и искажений больше. После многих игр в симуляторе пришёл к выводу, что лучше простые ПФ.

[Olegyurich]

Проблема не в расчётах (четыре формулы), а в получающихся номиналах резисторов (как правило не стандартные значения).

И это тоже)) Хотя и решаемо в наше время.

С ПОС дадут большие искажения, какой тогда смысл такие на выход генератора?

Я такие не пользовал, ничего не могу сказать.

После многих игр в симуляторе пришёл к выводу, что лучше как в посте 206 (простые ПФ и 4 звена, искажения не хуже -140дБ вместе с шумом).

Спасибо, тоже поиграюсь.(Или плюну и поставлю двойной Т-мост)))

[viktor8m]

Или плюну и поставлю двойной Т-мост)))

Я от Т-моста отказался, т.к. он сильно давит только центральную частоту, не уменьшает шум и всё равно требует на выход буфера с низкими искажениями.

[Olegyurich]

Я от Т-моста отказался, т.к. он сильно давит только центральную частоту, не уменьшает шум и всё равно требует на выход буфера с низкими искажениями.

Ну Вы его использовали как режектор, как полосовой фильтр он мне понравился. Может быть дело в поставленных целях - мне надо 110 дБ, больше вряд ли. Генератор с лампочкой дает -90 дБ на 1 кГц, на НЧ хуже. Т.е. На СЧ мне надо додавить всего-то 20 дБ, на НЧ нужно больше, но запаса в 40 дБ должно хватить.

[viktor8m]

Может быть дело в поставленных целях - мне надо 110 дБ, больше вряд ли. Генератор с лампочкой дает -90 дБ на 1 кГц, на НЧ хуже. Т.е. На СЧ мне надо додавить всего-то 20 дБ, на НЧ нужно больше, но запаса в 40 дБ должно хватить.

Тогда действительно стоит использовать ФНЧ по схеме переменных состояний (они легко перестраиваются), Вам хватит 3 звена (9 ОУ, но есть же счетверённые, или даже готовые UAF42).

[Olegyurich]

9 ОУ - это как-то слишком круто)))

[shkal]

Взять полосовой фильтр переменных состояния, все параметры регулируются разными элементами+ все ОУ в инверте. (2 схема по твоей ссылке, при добротности > 20 нижний ОУ можно выкинуть) Одного полосового звена по подавлению хватит при умеренной добротности, но как ты будешь согласовывать частоту настройки генератора и фильтра?

[viktor8m]

Одного полосового звена по подавлению хватит при умеренной добротности

Так на НЧ Olegyurich-у надо подавление -40дБ второй гармоники, одно звено такое не даст.

[shkal]

Почему не даст? Вопрос только в добротности. На ОУ типа 8066 лекго получить 100 до 100КГц примерно.
Просто если к этому фильтру добавить АРУ, получиться генератор сам по себе.

[Игорь Гапонов]

2 viktor8m,
В общем-то, Ваше стремление к "правде" в домашних условиях понятно. Однако,

Скрытый текст

1. "интермодуляция"- лишь термин одного из многочисленнейших видов нелинейных эффектов;
2. Вы сами правильно заметили, что если ставить цель в измерениях "поиска косяка в конструкции", то сразу должно следовать уточнение методологической задачи, типа: в каком устройстве, и где и как крутить ручки и куда ставить градусники.

Исходя из п.2, должно быть понятно, что для некоторых устройств, особенно безОсых, исчерпывающе достаточно вольтметра, генератора и осциллографа.

По п1, повторяя здесь прозвучавшее, замечу (для Johny и sia_2 -тоже ), что, несмотря на кажущуюся банальность, таки фундаментально:

все изменения формы исходного сигнала- искажения; искажения возникают только при прохождении сигнала через аппаратуру и/или канал передачи.

Отсюда следует: нет канала- нет искажений. И поэтому, если "быть до конца честным", следует различать утверждения "нет сигнала" и "сигнал=0" (например, из информации "сигнал=0" следует, что "канал (аппарат) существует"!). И поэтому даже "идеальный усилитель" искажает тоже, если его коэфф. передачи отличается от 1 в любую сторону ( сколько копий ломается вокруг "тонкомпенсации", "зависимости тебра от громкости" и " комфортного уровня прослушивания" ? ).

Думаю, уже эти полутривиальные, но таки объективные углубления в джунгли искажений от первоначальной "банальности определения" не оставляют и следа.

Все искажения можно разделить на три взаимовлияющих (влияние от нуля до полного) класса.

1. Линейные искажения. Искажения не зависят от (энергетического-мощностного) уровня/масштаба исходного сигнала (УИС).
2. Нелинейные искажения. Искажения зависят от УИС.
3. Шумы и помехи (внешние воздействия тоже), включая нестационарность свойств аппарата или канала.

Подчеркну, все три класса могут и обычно заметно влияют на характеристики соседних классов.

Возвращаясь к "фундаментальному определению" сразу видно, что ВСЕ ИСКАЖЕНИЯ ЗАВИСЯТ ОТ СИГНАЛА (даже шумы! напомню, "сигнал=0" означает существование канала). Поэтому тест-сигнал определяет измерения, а не наоборот!

Особенно ярко это видно (и слышно!) при измерении нелинейных искажений. Обычно под "нелинейными искажениями" традиционно понимают какие-то "обогащения спектра исходного сигнала". Но это же существенно сужает область наших интересов!!!! Именно "спектральный подход" затрудняет "шумовые" методы оценки нелинейности- линейная частотная селекция (преобр.Фурье) при "наложении" непрерывных/фрактальных спектров невозможна. А не

..Эта метода для весьма линейных устройств в области их работы далеко от насыщения и перегрузки не пригодна...

Дело в том, что мы в идеале как раз и пытаемся измерить заранее неизвестное удаление этой "весьма линейной области" от "насыщения" на любом тест-сигнале, ограниченном лишь мощностью.

Замечу (т.к. здесь прозвучало что что-то там "коррелирует с сигналом"), термин "корреляция" определяет статистическую взаимосвязь между /случайными/ величинами. Т.е. корреляция лишь констатирует вероятность факта взаимовлияния.

[свернуть]

[viktor8m]

В общем-то, Ваше стремление к "правде" в домашних условиях понятно.

Желание построить измерительный комплекс для искажений (гармонич. и интерм.) с очень низким минимальным уровнем связано не только с проверкой усилителей, но и проверкой и отбором конденсаторов (в слаботочные сигнальные цепи, в критичные места питания, в кроссоверы колонок), т.к. они практически нигде не охвачены ООС и конденсаторы с уровнем искажений выше -140дБ по мне не стОит применять (т.к. начиная от источника и кончая колонкой всегда есть несколько, если не с десяток, конденсаторов, влияющих на звук, и искажения умножаются и расширяются).

[Игорь Гапонов]

Опять двадцать пять..

... и конденсаторы с уровнем искажений выше -140дБ...

Каких таких искажений? "ионных"? "ад/абсорбционных"? "индуктивных"? "релаксационных"? "диссипативных"? "пьезоэлектрических"? "акустомеханических"?... (могу ещё с десяток конденсаторных прилагательных написать)...Вы понимаете, сигнал определяет измерения, а не наоборот! Поэтому бесмысленно измерять специфические параметры детали в отрыве от устройства, места в нём и режима. И повторю своё скромное мнение про "интермодуляцию": это лишь одно из многочисленнейших появлений нелинейных свойств.

[Johny]

По п1, повторяя здесь прозвучавшее, замечу (для Johny и sia_2 -тоже ), что, несмотря на кажущуюся банальность, таки фундаментально:

Как у Вас там принято говорить: "...о чем слушок?..."
Многословное словоблудие без смысловой нагрузки резко понижает серьезность момента.

"интермодуляция"- лишь термин одного из многочисленнейших видов нелинейных эффектов

Вы придумали новый анекдот, так не тушуйтесь, договорите до конца!

таки фундаментально

[viktor8m]

Вы понимаете, сигнал определяет измерения, а не наоборот! Поэтому бесмысленно измерять специфические параметры детали в отрыве от устройства, места в нём и режима.

Это понятно и я собираюсь мерять влияние конденсаторов, когда они в реальных местах платы, для чего смотреть изменение спектра на выходе выхлопа ЦАП, предв. усилителя или УМ, когда конденсатор в питании, коррекции и т.д., но если для сигнальной цепи, то можно и сразу после конденсатора без нужды в реальном устройстве. Что касается проверки на интерм. искажения (статические и динамические), то лучшего способа проверки усилителя (если не считать на слух) пока я не встречал.

[Игорь Гапонов]

... так не тушуйтесь, договорите до конца!

Ну, вот, Джони, прежде, чем говорить с такой как у Вас уверенностью, что "шумометоды ничего где-то не покажут", их, шумометоды, надо ТАКИ реализовать. Сначала -пруфф, а лишь потом будет бу-га-га. Или, как говорят у нас на Привозе, шоб нам всем было так же радостно, обналичте чек, мьсье.

2 viktor8m

Вам не кажется странным само разделение "интермод.искажений" на "статические" и "динамические"? Если тут обращается внимание на "паразитное произведение" N компонент сигнала, разделённых на "компоненты" по каким-то критериям-признакам, то такие искажения называются мультипликативными. Заимствованный же из ВЧ техники термин "модуляция" скорее подходит к узкополосным сигналам и системам (а в "широкополосных системах" скорее "кодирование", чем "модуляция"), что некорректно для устойств звукопередачи "прямого действия". Вот и всё

[viktor8m]

Вам не кажется странным само разделение "интермод.искажений" на "статические" и "динамические"?

Не кажется, т.к. это чисто метрологические понятия (т.е. способы измерений), а не характеристика искажений в усилителях, но конечно проверка на динам. интерм. искажения характеризует объективней, чем проверка на статические (из-за динамического характера музыки). Понятно, что искажение сигнала в усилителе имеет комплексную природу (т.е. причиной искажений являются сразу множество факторов и элементов) и измерение интерм. искажений призвано оценить только конкретную характеристику, а именно качество воспроизведения одновременно нескольких частот, но ведь это очень важно для передачи звука.

[Игорь Гапонов]

.... а именно качество воспроизведения одновременно нескольких частот, но ведь это очень важно для передачи звука....

1. В обычных звуковоспроизводящих системах, "одновременно" воспроизводится в одном канале только одно "мгновенное" значение входного сигнала. В многоканалке (например, в многополосных АС или в 2-х канальной стереофонии) - свои ни чуть не меньшие проблемы.
2. В природе очень и очень редки звуки с "полосатым" (линейчатым) спектром. Более того, "форманты" (т.е. относительно "узкополосные" компоненты) в звуке характерны для группы рукотворных источников, таких как "музинструменты", человеческого голоса, пения птиц. Всё остальное, по современным матпредставлениям- "шум, содержащий информацию". Однако и эти источники из-за характера звукоизвлечения ("начало","конец","призвуки", "движение источника"..) имеют таки непрерывный/фрактальный спектр в актуальном (слышимом) ДД уровней.
3. "Усреднение", в том или ином виде присутствующее в традиционных спектральных оценках и/или измерениях для повышения спектрального разрешения, по-видимому, нехарактерно для слуха человека. Человек, пожалуй, скорее слышит "ин риал тайм" (т.е. "функционально" или "машинально" ), чем "обрабатывает файл" (алгоритмически).
4. и т.д. (например, подробное изучение очень известной "экспертизы Горона" в части "заметности порядка НИ" мне лично показало, что там эксериментально определено не "консонансность" чётных продуктов нелинейности и "диссонансность" нечётных, а констатирована предпочтительность при прослушивании различных фонограмм лампового триодного каскада перед пентодным, и только!).

Вот интересная ссылка про "спектры музыки". http://www.cco.caltech.edu/~boyk/spectra/spectra.htm Обратите внимание на измерительную аппаратуру и методу!

[antiluser]

3. "Усреднение", в том или ином виде присутствующее в традиционных спектральных оценках и/или измерениях для повышения спектрального разрешения, по-видимому, нехарактерно для слуха человека. Человек, пожалуй, скорее слышит "ин риал тайм" (т.е. "функционально" или "машинально" ), чем "обрабатывает файл" (алгоритмически).

Тоже прихожу к такому мнению.