Методика обработки клиппинга

[krulfa]

Здравствуйте!

Решаю практический вопрос: как обрабатывать клиппинг (ограничение) в УМЗЧ? Явление это нежелательное как для усилителя, так и для АС, особенно есть мощность 100 Вт и более. Лимитер как решение хорош, но я его оставляю отдельно для энтузиастов, так как влияние на звук все-таки есть. Здесь не идет речь об усилителях, имеющих реверсию фазы - их без лимитера использовать нельзя. Итак, варианты:

1. Никак не обрабатывать, кто во что горазд, и пусть этим занимается отдельная внешняя плата.
2. Одноуровневая обработка: сформировать сигнал для индикации.
3. Двухуровневая обработка: первый уровень (на ~2 Дб ниже ограничения) - индикация; второй уровень - попадание в реальное ограничение - кратковременно отключать АС или источник.
4. Двухуровневая обработка: первый уровень (на ~2 Дб ниже ограничения) - индикация; второй уровень - попадание в реальное ограничение - гасить усилитель совсем.
5. Обработка с задержкой: сначала индикация, если клиппинг длится непрерывно более 2-3 с, отключать сигнал или усилитель.

Я склоняюсь к варианту 3, но остается нюанс: при отключении АС под нагрузкой и включении потом обратно, они могут попасть на максимум сигнала, поэтому на ВС головке получится импульс с полным напряжение питания. Это нехорошо, хотя ситуация не является исключительной в эксплуатации, это же можно устроить, если, например, переключать входы под нагрузкой.

Интеллектуальное решение - по индикации давать команду на уменьшение громкости, но для чистых мощников это не подойдет.

[Tetrod]

Как разновидность варианта 3 - предварительная индикация, затем, при клипе, включать делитель по входу (-20dB) триггером с кнопкой сброса на "морде" или задней панели усилителя или автосбросом через некоторый интервал...

[korolkov24]

Лимитер как решение хорош, но я его оставляю отдельно для энтузиастов, так как влияние на звук все-таки есть.

А как же можно обработать клиппинг, не внося каких либо искажений?

Для начала нужно определиться зачем работать в режиме клиппинга?
1) Для получения особого звучания.
2) Чтобы было громко.
Или всё-таки идея обработки клиппинга имеет традиционное значение - защита АС и устранение явных искажений перегрузки?

[krulfa]

Или всё-таки идея обработки клиппинга имеет традиционное значение - защита АС и устранение явных искажений перегрузки?

Да, речь идет о поведении бытового усилителя, для которого клиппинг не должен являться штатным режимом работы. Особенно, если мощность усилителя близка к максимальной для АС.

[sia_2]

Мой опыт показывает, что если бытовой усилитель нормальной мощности (~100 Вт) систематически загоняется в клиппинг при прослушивании коммерческих (достаточно плотно скомпрессированных по уровню) фонограмм в обычной жилой комнате, то с акустическими системами или акустикой самой комнаты явно что-то "не то". Поскольку реально нужная (и используемая) мощность в "домашних" условиях не превышает 1...2 Вт (и в пике всего 4...10 Вт) при АС с фактической чувствительностью хотя бы 90-91 дБ/Вт.
Так что в данном случае, или очень низка реальная (а не паспортная) отдача АС, соответственно имеющейся мощности усилителя не хватает - надо повышать, или есть проблемы с фактическим разрешением системы "АС + комната".
Что касается существа дела, то самое логичное решение - ввести индикатор клиппинга, а если длительность/процент времени клиппинга превысит некоторый порог - то автоматически гасить входной сигнал, децибел на 10-20, с ручным сбросом обратно.

[korolkov24]

Да, речь идет о поведении бытового усилителя, для которого клиппинг не должен являться штатным режимом работы. Особенно, если мощность усилителя близка к максимальной для АС.

Ну значит надо просто лимитер, он искажает только после клипа, и то это практически не слышно.
Обычно лимитер строится по схеме, где при нормальном уровне он не участвует в передаче сигнала.
NE5517, LM13700, LM13600 вставляется в ООС ОУ, можно посмотреть у QSC.

[belka]

"Подхватывать" цепь ООС усилителя специальным устройством, в тот момент когда выходной каскад почти в ограничении, тогда при подаче хоть 10-ти вольт на вход усила клипп будет выглядеть вполне пристойным.
Разумеется с одновременной индикацией, что такой неприятный для усилителя и УШЕЙ процесс начал происходить. Если сделать всё правильно, то на конечные параметры усилителя такой девайс никакого влияния практически не оказывает.

Клиппирование с 5-7 вольтами на входе УМ должно получаться как на картинке:

[Серый Мыш]

"Подхватывать" цепь ООС усилителя специальным устройством

Обычно проблема с переколебаниями - недостаточная скорость устройства мешает. Схемотехнически можно так - УМ с диодами антинасыщения, тут можно резики добавить, чтобы ограничение наступало раньше , и было соответственно "мягче". Ну а обрыв ООС замещать открытием диодов во входных цепях ( входной ОУ ) . Пример схемы "Натали" от WASO - усиление входного ОУ поставить на 1 , и диоды с выхода на "-"вход ОУ . Драйверный каскад там малочувствителен к перегрузке - "лишние" 0.6В не приведут к "токовым" перегрузкам цепей антинасыщения.

[korolkov24]

Вот мой усилок с отключенным лимитером. http://www.youtube.com/watch?v=sNUcPmnhI0Q
Включенным. http://www.youtube.com/watch?v=F4ciwXaOQmw

---------- Добавлено в 15:17 ---------- Предыдущее сообщение в 15:16 ----------

Обычно проблема с переколебаниями

Лимитер можно сделать с адаптивной атакой, выше видео с фиксированными параметрами, а в последнее время я делаю с хард-софт лимитеры, которые меняют время атаки, если сигнал имеет высокую скорость нарастания.

[caleb1]

А зачем вообще бытовой усилитель вгонять в режим клиппинга !?
применяется для дискотек что ли? так для этих целей есть усилители по мощнее

http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=71415 левая половина и есть лимитер, весьма качественно работает, мягко ограничивает , на слух почти вообще не слышно, заметно только небольшие колебания громкости

[mAxSpace]

Я за то, чтоб в домашних условиях только отображать светодиодом клип и при сильном клипировани (если юзер не согласен с сигналами) отключать синал на выходе релюхой.
Для проф. применения - онли клип лимитер с моментальной аттакой и долгим временем востановления - порядка 700мсек, чтоб пик фактор при лимитировани не снижался.

[korolkov24]

с моментальной аттакой и долгим временем востановления

Некоторые обижены на работу лимитера, говорят "Нужен такой лимитер, который не убавляет фонограмму когда восточный вокалист орёт в микрофон ", запарили с таким загоном, приходится для них хитровы..ный компрессор-лимитер городить.

[Александр Котов]

Я за то, чтоб в домашних условиях только отображать светодиодом клип и при сильном клипировани (если юзер не согласен с сигналами) отключать синал на выходе релюхой.

У меня так и сделано:
1. В самом усилителе мощности стоят диоды для предотвращения насыщение усилителя напряжения VD6-VD11. При достижении максимального уровня напряжения открываются диоды VD18/VD19 и снижают усиление каскада усилителя напряжения. Резисторы R35/R38 стоятдля предотвращения разрыва ООС в этот момент. В результате усиитель очень мягко ограничивает сигнал, перегрузка на +6 дБ слышна только как сжатие динамики фонограммы. Схема - http://akotov.narod.ru/amp.html
2. Схема индикации перегрузки усилителя выделяет реальный клиппинг путём сравнения исходного сигнала и выходного. Со схемы индикации через цепь R59, C22, VD28 напряжение поступает на защиту акустики. Постоянная времени этой цепи подобрана таким образом, что если наступает непрерывный клиппинг в течении нескольких секунд, то защита отключает акустику. При этом обратного включения не происходит, так как в моем усилителе цепь ООС охватывает контакты реле защиты. Схема - http://akotov.narod.ru/clipdetect.html

[krulfa]

Спасибо всем, кто откликнулся, ситуация более-менее прорисовывается. Для себя пока выбрал вариант с временным отключением сигнала после нескольких секунд реального клиппинга.

Естественно, в усилитель введены цепи, защищающие его от насыщения при клиппинге и вызванного этим возбуждения. А то пока не было, включить усилитель иногда удавалось, но любое касание выходного напряжения шин питания приводило к аварии.

[Gosha_006]

http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=71415 левая половина и есть лимитер, весьма качественно работает, мягко ограничивает , на слух почти вообще не слышно, заметно только небольшие колебания громкости

И как себя ведет светодиод? Плавно его яркость увеличивается?

[caleb1]

Яркость увеличивается плавно , в зависимости от степени клиппинга , как бы мягкое ограничение происходит , резкого выключения нет

[waso]

При клиппинге и росте амплитуды входного сигнала скважность импульсов нарастает (после ограничителя минимума), следовательно, степень зарядки конденсатора зависит от неё. Ну а дальше - ток через оптрон зависит от напряжения на кондёре, вот и всё. Можно настроить лимитер так, чтобы он начал ловить пики сигнала ещё до вхождения уся в клип, но так обычно не поступают в серийных усилителях.

[d.v.s.]

Одно время(давно) интересовался практическим уменьшением данной проблемы : Испытуемым был Зуевский с много-ООс усилитель.так вот проблема возникновения в основном была из-за источника питания : если не стаб-увеличивать емкости до 50000 и более,по мере возможности,если стаб.-то мне и 10000- .стандартно на входе хватало,естественно трансформаторы- с обмотками не мение 1.5 мм в диаметре по вторичке,да и сами трансы-с запасом.ибо и там ограничение есть при пиках(кстати трансы -ТС180\200.нравятся они мне в плане доработки)...да.кстати-уменьшать надо амплитуду НЧ,по мере возможности.если уж надо компромисс найти(подключая осциллограф к нагрузке-четко можно найти взаимосвязь каких либо изменений на поведение усилителя !