Мой несложный вариант измерения сверхмалых гармонических искажений компьютером

[viktor8m]

Таких тем есть наверное с десяток только на этом форуме и сотни на других, но не понравилась ни одна опубликованная схема по разным причинам, в том числе по достоверности измерения амплитуд гармоник ниже -130дБ (а хочется проверять разные пассивные детали, а также провода и контакты). При построении нужной схемы надо учитывать несколько моментов. Во-первых, схема должна быть малошумящей (причём с учётом всех пассивных элементов, которые при больших значениях шумят больше, чем ОУ). Во-вторых, гармоники надо усилить (чтобы расширить динам. диапазон АЦП), но есть ограничение по максимальному входному напряжению АЦП звуковых плат (как правило это 2.8-3 Vp-p), поэтому максимальное усиление определяется степенью подавления основного тона (реально подавление 60-70дБ). И наконец, схема должна иметь низкие собственные искажения. Для подавления основного тона выбрал стандартный пассивный Т-мост, т.к. у метода компенсации деление амплитуд всех гармоник одинаковое (а у Т-моста верхние гармоники практически не ослабляются), а активный РФ сложен и недопустимо в моём случае искажает. Во всех виденных мною опубликованных схемах с пассивным Т-мостом используют стандартный усилитель с посл. ООС, что не обеспечивает нужного мне собственного уровня искажений (в т.ч. из-за синфазных помех), я же использовал композитный усилитель с парал. ООС (см. схему), в итоге уровень собственных искажений основного тона ниже -140дБ (конденсаторы С1-С4 это полистирол К71-7, резисторы R1-R5 это металлоплёнка на 1 Вт), а выбором ОУ и номиналов пассивных деталей получен собственный входной шум менее 0.3 мкв. Также приняты меры, чтобы не усиливать частоты 50 и 100 Гц (см. АЧХ на рисунке).

[shkal]

АЛВАЛИ, неправильно и без вариантов
Представь, что у нас идеальный режектор, полностью подавляющий основной тон. В этом случае коэфф. гармоник усилителя после него может быть хоть 10%, это не повлияет на точность измерения более, чем на 10%

[viktor8m]

Виктор, ты ошибаешься. Подумай.

-170дБ это искажения измерителя относительно входного сигнала(до режектора)

Теперь дошло, что толкуем о разных вещах, я то толкую про искажения относительно 0дБ АЦП, а Electrovoicer относительно неподавленного тона, но мне именно относительно 0дБ АЦП важно (цель, чтобы в окне программы вплоть до нижней полки шумов не появлялись гармоники от моей приставки, вот такая блажь, тем более, что выполнимая, поэтому для меня искажения AD8429 высоки).

Правильно и без вариантов!

Это я конечно не собирался утверждать в общем, конечно же граница зависит от величины входного сигнала.

[shkal]

Зачем? Есть же искажения самого АЦП, которые выше шумов после ФФТ.

[Игорь Гапонов]

Ну до меня то дошло, что с такой АЧХ системы как Вы привели на рисунке, можно вообще ни о чём не разговаривать. Это пробник, а не измеритель.

Привет.

Вадя, да пусть учится. Может научится.

По топику: метод "Кг", даже в "идеальном вополощении"= херня полная. "Гармоники" вторичны (следствие применяемых тест-сигналов "чистые синусы"). Нелинейность первична.

[АЛВАЛИ]

неправильно и без вариантов

Ага понятно, потеря 20dB динамического диапазона - это сущщщий пустяк для измериловки.

[AS79]

метод "Кг", даже в "идеальном вополощении"= херня полная. "Гармоники" вторичны (следствие применяемых тест-сигналов "чистые синусы"). Нелинейность первична.

В каких единицах измеряете нелинейность?

[Игорь Гапонов]

В каких единицах измеряете нелинейность?

Offтопик:
"Измеряю" не подходит. А, так как метод в стадии разработки, собираюсь определять дифференциально (мгновенно) и/или интегрально (истинное действующее значение) - в виде изображения, графически (зависимость от уровня входного воздействия). Тест-сигнал произвольный. Например, Девятая симфония Л.в.Бетховена .

[shkal]

АЛВАЛИ, Какие нафиг 20Дб? 20*(log1.1)=0.8db

[viktor8m]

Есть же искажения самого АЦП, которые выше шумов после ФФТ.

И как это оправдывает добавление ещё искажений (и неизвестно с какими задержками фаз)?

Вадя, да пусть учится. Может научится.

Не знаю, что именно учить, но абсолютно у всех схем измерения искажений с помощью режектора АЧХ не ровная (у активных меньше, у пассивных больше), а это, к слову, все промышленные аппараты на таком методе работают, так и их запишите в пробники?

"Гармоники" вторичны (следствие применяемых тест-сигналов "чистые синусы"). Нелинейность первична.

Об этом мы уже говорили в другой моей теме, и я не против проверки по Вашей методике (как ещё одна проверка, а не как единственная), но по-моему по Вашей методике ни один транзисторный усилитель не пройдёт, т.к. искажения уменьшаются с уменьшением входного сигнала (у ламповых из-за высокого напряжения питания изменения наверное значительно меньшие). Что касается проверки гармонических искажений малого значения, то ещё в первом посте указал, для чего они мне в первую очередь, а именно проверять разные пассивные детали (включая конденсаторы и катушки для колонок), провода, контакты и т.д. (огромный суммарный опыт множества людей показывает, что уже начиная с малых искажений пассивные элементы каким-то образом портят звук, хотя вот динамики и при 0.1% звучат великолепно, и даже УМ бывает тоже, а ведь пассивных элементов в пути сигнала, где нет ООС, десятки).

[shkal]

Виктор, ты занимаешся борьбой с веряными мельницами, поскольку ещё не подключал, видимо, свой режектор к компу и исследуемому устройству.
Закладывай сразу формирование балансного выхода, питание от 9-вольтовых аккумов и RFI фильтры на вход. И не стоит вторую гармонику на лишние 10Дб давить

[viktor8m]

ещё не подключал, видимо, свой режектор к компу и исследуемому устройству. Закладывай сразу формирование балансного выхода

Не подключал (уже писАл), т.к. переделываю свою звуковую плату, вот как раз в качественный балансный тракт до АЦП и упёрся (с платы всё уже убрал до АЦП), какие будут советы (но чтобы не испортить результаты приставки)?

[Игорь Гапонов]

1/ Об этом мы уже говорили в другой моей теме, и я не против проверки по Вашей методике (как ещё одна проверка, а не как единственная), но по-моему по Вашей методике ни один транзисторный усилитель не пройдёт, т.к. искажения уменьшаются с уменьшением входного сигнала (у ламповых из-за высокого напряжения питания изменения наверное значительно меньшие).

2/ Что касается проверки гармонических искажений малого значения, то ещё в первом посте указал, для чего они мне в первую очередь, а именно проверять разные пассивные детали (включая конденсаторы и катушки для колонок), провода, контакты и т.д. (огромный суммарный опыт множества людей показывает, что уже начиная с малых искажений пассивные элементы каким-то образом портят звук, хотя вот динамики и при 0.1% звучат великолепно, и даже УМ бывает тоже, а ведь пассивных элементов в пути сигнала, где нет ООС, десятки).

Offтопик:
1. Ваши предположения не верны.

2. Вас ограничивают в данном случае две принципиальные вещи, к которым "калибровка", интенсивно здесь обсуждаемая, никакого отношения не имеет,:

а) паразитные параметры элементов Вашего пассивного РФ должны быть априори заметно меньше любого тестируемого так, как Вы хотите, "чёрного ящика"; как Вы намерены элементы РФ выбирать?;
б) измерение на "чистой синусоиде" (в Вашем методе- это принципиально) в общем случае не отражает истинной нелинейности исследуемого "чёрного ящика"; один из многочисленных примеров это подтверждающих приведён на той самой соседней ветке.

С пунктом "а" бороться возможно только, если для выбора его, РФ, элементов используются альтернативные и более "сильные" методы контроля паразитов, чем этот Ваш. Тогда, зачем нужен этот Ваш метод, становится, хотя бы лично мне, не ясно. Разве что облегчает отбор из ящика дешёвых компонентов/элементов "самых лучших".

С пунктом "б" бороться можно. Корректно сделанный RLC мост работает на тест-сигнале произвольной формы: в идеальном случае "полного согласования и настройки" (см. электротехнику) в измерительной диагонали моста должен быть ноль с точностью, определяемой паразитными параметрами моста, источника тест-сигнала (паразиты внутреннего выходного импеданса генератора) и нагрузки (паразиты входного импеданса регистратора). Но это уже не режекторный фильтр (РФ).

[viktor8m]

паразитные параметры элементов Вашего пассивного РФ должны быть априори заметно меньше любого тестируемого так, как Вы хотите, "чёрного ящика"

Совершенно верно, поэтому резисторы там поставил Вишей RN65E (немагнитные, имеют нелинейность ниже -170дБ, судя по одним реальным измерениям специальной установкой, сделанные Ed Simon), конденсаторы полистироловые К71-7.

измерение на "чистой синусоиде" (в Вашем методе- это принципиально) в общем случае не отражает истинной нелинейности исследуемого "чёрного ящика"

Если "чёрный ящик" это многокаскадный усилитель, то согласен, если же простое устройство или тем более пассивные элементы, то не согласен.

если для выбора его, РФ, элементов используются альтернативные и более "сильные" методы контроля паразитов, чем этот Ваш. Тогда, зачем нужен этот Ваш метод, становится, хотя бы лично мне, не ясно. Разве что облегчает отбор из ящика дешёвых компонентов/элементов "самых лучших".

Уже писАл, напр., для выбора конденсаторов (К71-7, использующиеся в режекторе, для звука не применимы, значит более подходящие типы для звука надо измерять, как для выбора лучшей серии, так и из-за производственного разброса или даже для проверки контрафактности), для аналогичного выбора катушек в колонки, проводов для сильноточных цепей, проверки контактов реле и разъёмов и т.д.

Закладывай сразу формирование балансного выхода, питание от 9-вольтовых аккумов и RFI фильтры на вход. И не стоит вторую гармонику на лишние 10Дб давить

Повысить разрешающую способность можно и без второго режектора, если совместить оба вида подавления основного тона - режектор и компенсатор. Я в первом посте указал мотивы, почему на вход поставил режектор, а не компенсатор (если входное напряжение не более где-то 1-2 Vrms, то компенсатор как раз был бы лучшим выбором), а вот после приставки из первого поста компенсатор подходит (там как раз небольшие напряжения и деление амплитуд гармоник получается менее 2 раз), в итоге и появляется возможность значительно повысить разрешающую способность (см. рисунок, на вход диф. ОУ сигнал приходит с выхода приставки из первого поста, т.е. с ослабленным основным тоном, а через переключатель S1 для выбора нужной полярности приходит сигнал и от источника тестового сигнала, где с помощью С5 компенсируем фазу, а проволочным Х4 - амплитуду, далее усиливается раз в 10 композитной диф. схемой и выходной сигнал поступает напрямую на входы АЦП звуковой платы), причём тогда все подаваемые на АЦП амплитуды частот, несмотря на значительное добавочное усиление, будут значительно меньше верхней границы 0дБ, что в свою очередь значительно снизит собственные искажения АЦП.

[Игорь Гапонов]

Хрень, а не метод. Вы, Витя, упорствуете не там, где надо, и не хотите вникать в то, о чём Вы явно не знаете,и о чём Вам тут пишут.

Удачи.

[viktor8m]

Хрень, а не метод.

Я что ли придумал этот метод? Его используют лет 70 наверное, есть различные стандарты и промышленные приборы, значит этот метод легален и признан. И я же не утверждаю, что только по результатам этого метода надо делать вывод о пригодности того или иного устройства или элемента, но это как первый уровень, только после оценки результатов которого надо продолжать.