И снова - про измерение искажений

[bukvarev]

Ниже - материал, посвященный оценке искажений элементов звуковоспроизводящего тракта.
Файл упаковал посильнее, по ссылкам в тексте - картинки в нормальном разрешении и звуковые файлы.

Способ определ&#10.pdf

20.03.2016 Создал новые каталоги в облаке. Основная ссылка проекта: https://drive.google.com/folderview?...Dg&usp=sharing
Старые ссылки из ранних постов позже снесу или обновлю.
В папке "МОДЕЛЬ MATLAB" буду выкладывать файлы программ. Пока выложил функцию генератора тестовых файлов "test_file_generator.m".
В ближайшем будущем напишу развернутое описание, как пользоваться ключами, с примерами.
Теперь есть возможность создания теста по своему вкусу любому, кто захочет .
В папке "ТЕСТОВЫЕ ФАЙЛЫ" буду выкладывать или обновлять/заменять тестовые файлы. Пока там следующие файлы:
TEST-RAND-48000Hz-1ch-16x-3s-500ms-0ms.wav (шум с равномерным распределением)
TEST-NORM-48000Hz-1ch-16x-3s-500ms-0ms.wav (шум звуковой полосы с нормальным распределением)
TEST-PINK-48000Hz-1ch-16x-3s-500ms-0ms.wav ("розовый" шум по DIN)
TEST-FILE--FRNT-48000Hz-1ch-16x-3s-500ms-0ms.wav (фрагмент "Together" Front 242)
TEST-FILE--HOSA-48000Hz-1ch-16x-4s-500ms-0ms.wav (фрагмент "Hosanna" Вебера)
TEST-FILE--JOVI-48000Hz-1ch-16x-3s-500ms-0ms.wav (фрагмент "We Don*t Run" Bon Jovi)
TEST-FILE--META-48000Hz-1ch-16x-3s-500ms-0ms.wav (фрагмент "Dirty Window" Metallica)
Все вышеперечисленные файлы имеют одноименные текстовые файлы с отчетом функции "test_file_generator.m".
Также в папке "ТЕСТОВЫЕ ФАЙЛЫ" создан подкаталог "ИСХОДНЫЕ ФАЙЛЫ", в котором содержатся муз. произведения, использованные при генерации тестовых файлов. Если кому интересно, может сам повторить синтез, введя в командной строке Matlab вызов ф-и test_file_generator.m с соответствуюшими параметрами.

31.03.2016 Обновил файлы моделей : https://drive.google.com/folderview?...zQ&usp=sharing
1. Теперь поиск маркеров стал быстрым (применил комбинированный алгоритм поиска вместо согласованной фильтрации по всему файлу). Открывается возможность "без тормозов" анализировать файлы с очень большим количеством проб - больше 100.
2. В очередной раз скорректирован список рассчитываемых параметров:
-> profile noise level (RMS, ref to 0 dB garm RMS): -111.80 dB - уровень шума по отношению к полной шкале. Характеризует уровень шума паузы в анализируемом тракте. От уровня записи не зависит.
-> average signal to noise ratio: 111.57 dB - реальное отношение мощности тестового сигнала к уровню шума (оно зависит от уровня записи ).
-> signal power deviation to signal, RMS: -44.74 dB - относительное изменение мощности тестового сигнала от пробы к пробе. Косвенно характеризует временнОй уход коэффициента передачи в измеряемом тракте, насколько "дышит" система. Если эта величина значительно больше уровня шума, то есть проблемы со стабильностью системы.
-> FIND (Relative Distortion Power): -88.58 dB - это отношение мощностей продуктов искажений и тестового сигнала. Собственно, "Коэффициент нелинейных искажений".
-> distortion power deviation to distortion average waveform, RMS: 9.45 dB - среднеквадратическое отклонение мощности продуктов искажений от пробы к пробе. Характеризует отношение "нестационарной" составляющей искажений (динамические амплитудные, фазовые, джиттер) к "стационарной" (нелинейность ААХ и усредненные тепловые шумы). Очень условно, данный параметр показывает, в какой степени можно ожидать расхождения результатов классического измерения КНИ и предложенного способа. Если данное отношение значительно меньше 0, то следует ожидать близких результатов. В противном случае есть шанс получить "плохо звучащий аппарат" при его малом Kr.
-> (distortion average waveform power to noise ratio: 13.07 dB) - среднее превышение мощности продуктов искажений над шумом (условная заметность).
И два параметра, характеризующих наихудший случай из всех проб:
-> FIND worst estimation (peak): -82.66 dB
-> (worst case distortion power to noise ratio: 28.91 dB) .

Переписка Теоретика с ИГВИНом по теме предложенного способа. Простое объяснение.

переписка

ИГВИН:
У меня есть предположение, что усилители (и прочие девайсы) нужно измерять в естественной среде их обитания - т.е. непосредственно в составе системы. В ходе воспроизведения музыки. Кажется Букварёв такое делает, но я что-то его плохо понимаю.

Teoretic:
Да. Букварев, Гапонов и К. Ребята нащупали универсальный метод измерения нелинейности именно на музыкальном сигнале. Мощность современных компьютеров позволяет это проделывать даже любителям.
Суть понять не трудно. Методика позволяет сравнить исходный сигнал с воспроизведенным и нечувствительна к линейным искажениям (это бич всех компенсационных/векторных методов). Примеры разностных файлов (чистые нелинейные искажения) можно послушать (выложены по ссылкам в теме https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=72049 )

ИГВИН:
По Букваревской методике надо мне разобраться в сути.
Что с чем сравниваем, как именно. Мельком я не понял.

Teoretic:
В двух словах. Берем музыкальный фрагмент. Пропускаем его через тракт (какой хотите, вплоть до динамиков), записываем результат. Преобразуем фрагмент. Снова пропускаем его через тракт и делаем обратное преобразование. Вычитаем из первого фрагмента второй. Результат (разностный сигнал) соответствует только нелинейным искажениям тракта.

ИГВИН:
Спасибо, суть понятна. Неясно, как это выполнить практически.

Teoretic:
Практически все выполняется на компьютере с хорошей звуковой картой.
Вывод через карту и запись обратно в комп тоже.
Преобразуем - это математика, преобразование Гильберта для исходного фрагмента, потом - обратное преобразование Гильберта, вычитание сигналов. Все в цифре. Букварев пока что это делает в Матлабе (ну, ему так удобнее), программы для пользователя еще не существует.

ИГВИН:
Метод теоретически хорош. Как быть с антиалисинговым фильтром, искажениями АЦП... преобразование возможно без искажения?... искажениями ЦАП и пост-фильтра - пусть авторы метода решают это практически.
И я всё-таки не понимаю, что такое "ортогональный сигнал". И почему после его прохождения через усилитель образуются какие-то другие искажения.

Teoretic:
Преобразование Гильберта сдвигает все спектральные составляющие исходного сигнала на 90 градусов.
Поэтому преобразованный сигнал "ортогональный". В принципе, это все.
Если в тракте есть нелинейные искажения, то прямой и ортогональный сигнал будут искажены по-разному.
Из ортогонального сигнала восстанавливаем обратно прямой. По разнице не преобразованного и восстановленного сигнала судим об искажениях. Эту разницу можно просто послушать.
Меру для величины таким образом полученных искажений еще не определили.

ИГВИН:
Сдвигает по фазе на 90 градусов? Относительно чего? Основная (первая) гармоника остаётся в своей фазе? или тоже отъезжает на 90?
Чем это отличается от задержки?

Teoretic:
Все гармоники сдвигаются на 90 градусов относительно гармоник исходного сигнала. Это совсем не задержка. При временной задержке сдвиг фазы пропорционален частоте, а у нас фаза постоянна. Это идеальный фазовращатель.

Мне самому стало интересно.
Я взял простой сигнал: меандр с ограниченным спектром (от первой до одиннадцатой гармоники):
h(x)=cos(x)-cos(3*x)/3+cos(5*x)/5-cos(7*x)/7+cos(9*x)/9-cos(11*x)/11
После сдвига всех гармоник на 90 градусов получим сигнал
g(x)=sin(x)-sin(3*x)/3+sin(5*x)/5-sin(7*x)/7+sin(9*x)/9-sin(11*x)/11
(все косинусы стали синусами).
И построил их графики. Вот они, "ортогональные" сигналы:
https://drive.google.com/open?id=0B8...GJwZTR6VFk4NTQ

ИГВИН:
Вижу. Здорово!!!
Интегралы по площади равны, форма сильно разная.

Теперь дайте подумать...
Итак, мы смотрим искажения двух разных сигналов. В идеальном случае оба не искажены.
В реале из-за различий формы будут разные амплитудные искажения.
Сравниваем их.
Чем меньше разница - тем меньше зависимость искажения vs амплитуда. То есть устройство более линейно.
Как будто сходится - метод теоретически должен работать.

[свернуть]

09.02.2018 КАК ПРОВЕСТИ ИЗМЕРЕНИЯ (ВРЕМЕННЫЙ СПОЙЛЕР)

Скрытый текст

По ссылке находятся десять тестовых файлов: https://drive.google.com/drive/folde...b_?usp=sharing

Эти файлы делятся на группы по названию:
тесты определения коэффициента гармоник и шумовой полки
-test-1KHz-48.wav
-test_multitone_48.wav

тесты на основе FFT фильтра
-test-nonstationar--NoMercy-FFT-48KHz.wav
-test-nonstationar--NoMercy-FFT-EN-48KHz.wav
-test-nonstationar--NoMercy-FFT-FRQ-48KHz.wav
-test-nonstationar--NoMercy-FFT-FRQ-EN-48KHz.wav

тесты на основе БИХ фильтра Чебшева
-test-nonstationar--NoMercy-IIR-48KHz.wav
-test-nonstationar--NoMercy-IIR-EN-48KHz.wav
-test-nonstationar--NoMercy-IIR-FRQ-48KHz.wav
-test-nonstationar--NoMercy-IIR-FRQ-EN-48KHz.wav

Длительность файлов - 1 минута

Нужно их воспроизвести и записать с выхода усилителя (каскада). Частота дискретизации - 48 КГц, очень желательно использовать при записи режим ASIO.
При использовании для воспроизведения и записи двух различных звуковых карт, их лучше всего синхронизировать по SPDIF.
В крайнем случае, воспроизвести и записать как есть, на внутренних частотах карт.

Стерео или моно - без разницы. Если в разных каналах будут разные сигналы (к примеру, со входа и выхода усилителя), то нужно об этом написать в названии файла.
Самое главное - главное - правильно записать на саму карту. Уровень записи на звуковой карте лучше делать в пределах -20..-10 дБ при испытательном файле 1 КГц (-test-1KHz-48.wav). Это делается внешним делителем напряжения. Все регуляторы уровня в микшерах - на 100% (это проверить с помощью соединения входа и выхода карты напрямую коротким шнурком), все эффекты - отключены.

Вначале записать сигнал напрямую, чтобы привязаться к "сквозному каналу".

Потом включить в тракт усилитель под нагрузкой, и записать повторно. Записанные файлы назвать, как считаете нужным.

Между записями разных файлов ничего в системе не изменять.

Потом заменить усилитель (если есть желание и возможность измерить несколько аппаратов), и повторить запись.

По минимуму нужно записать первые шесть файлов из списка. Обязательно записывать ЦЕЛИКОМ. Можно даже оставить в начале и в конце паузы.

[свернуть]

Ссылки на две интересные темы:
https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=35395
https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=34487

[Orion33]

Offтопик:

И не стоит думать, что исследованиями занимаются только из-за честолюбия.

Я не про исследования, а про хныкания, что в патентовании обогнали в частности и про врожденную одесскую скромность в целом. Попов вот именно ими занимался и не хныкал.

[теоретизирующий практик]

Сообщение от Валет


Тем не менее для тепловых расчетов достаточно только знать тепловое сопротивление переход-корпус.



Конечно, нет.

Конечно да, если исходить из максимально возможного воздействия разогрева на структуру транзистора. В реальности, из за теплоёмкости близлежащих к переходу слоёв, температура будет изменяться гарантированно меньше. И чем выше скорость изменения выделяемой мощности, тем меньше будет и скорость изменения температуры перехода.

[оператор]

+1
Приведу пример.
Собрали винил-корректор, по схеме известного производителя, хорошо звучащий.
Собранный звучал хуже, явно проигрывал.
Перебрали всё - остановились на разных входных транзисторах.
Оказалось в итоге, что "родные" транзисторы (ТО-92 как раз) имеют внутри массивную медную пластинку, а "плохо играющие" - тонюсенькую, почти как фольга. Электрические параметры при этом практически совпадали... не совпадали тепловые.

Вообще делать выводы по тепловому сопротивлению в даташите - всё равно что вычислять среднюю температуру по больнице, включая морг.
Скорость изменения тепловых параметров - нигде не видел.

Можно узнать - в чем именно выражалось плохое звучание?

Можно сделать вывод, что тепловая цепочка: кристалл-радиатор влияет на нелинейные процессы, хотелось бы попросить, ТС попробовать локализовать влияние тепловых процессов на звучание.
Технологически это просто - из жизненного опыта поиска неисправностей:
- можно нагревать отдельные элементы, просто паяльником, через бумажную прокладку (не повредить корпус и не перегреть).
- можно локально нагревать элементы воздушной станцией, только очень осторожно!
Для локализации влияния - смачивание элементов, например ватной палочкой спиртом. Охлаждение.

Т.Е. выявление тепловых нелинейностей производится (практически) - устойчивой фиксацией их появления при нагреве, их устранение после охлаждения, проведенное несколько раз для однозначности результата.

Если принять к сведению влияние тепловых цепочек на качество звучания.
Можно топологически принять меры по улучшению тепловых процессов, например можно те же самые ТО-92 "положить" на радиатор, выполненный полигоном на плате, прижать, использовать пасту, шлифовать корпус и тд. Можно перейти на СМД.

---------- Сообщение добавлено 16:51 ---------- Предыдущее сообщение было 16:47 ----------

Конечно да, если исходить из максимально возможного воздействия разогрева на структуру транзистора. В реальности, из за теплоёмкости близлежащих к переходу слоёв, температура будет изменяться гарантированно меньше. И чем выше скорость изменения выделяемой мощности, тем меньше будет и скорость изменения температуры перехода.

Я, неоднократно встречал ситуацию, когда в даташитах тепловое сопротивление для разных типов корпусов, одного и того же типа транзистора - было указано одинаковым.
Чего, в принципе не может быть.
По причине разных размеров подложки, в разных корпусах.
И кроме того, допустим поверили, но оно же понятно, что прокладка с пастой с механическим прижимом, это разные ситуации, когда подложка паяется на радиатор.
И в результате практически - тепловое сопротивление и тепловые постоянные времени могут отличаться в разы в готовой плате, от указанных в даташитах.
Читать даташиты нужно с пониманием.

[Сухоруков Сергей]

Конечно да

Конечно, нет.

[Ломатель]

Скорость изменения тепловых параметров - нигде не видел.

Для мощных приборов приводить график теплового импеданса - норма. Например для IGBT модулей и мощных светодиодов. Да и для мощного дискрета в корпусах ТО-247 и ТО-3P часто приводят график Zth(t) + коэффициенты для RC модели теплового сопротивления.
А вот для ТО-92 я ни разу не видел, да.

[ИГВИН]

в чем именно выражалось плохое звучание?

В сниженном разрешение, смазывании деталей звука.

Можно сделать вывод, что тепловая цепочка: кристалл-радиатор влияет на нелинейные процессы

Влияет, но часто от этого отмахиваются. Мол, ОООС всё исправит.

хотелось бы попросить, ТС попробовать локализовать влияние тепловых процессов на звучание.
Технологически это просто - из жизненного опыта поиска неисправностей:
- можно нагревать отдельные элементы, просто паяльником, через бумажную прокладку (не повредить корпус и не перегреть).
- можно локально нагревать элементы воздушной станцией, только очень осторожно!
Для локализации влияния - смачивание элементов, например ватной палочкой спиртом. Охлаждение.

Эти тепловые процессы ЗНАЧИТЕЛЬНО быстрее. По некоторым данным - их область 200-300 Гц.

Практически, я в своё время раздумывая над этим, сделал вывод, что если схема допускает высокие входные емкости, то лучше выбирать на вход транзисторы с кристаллами бОльшего размера. При малых размерах кристалла, высокой скорости тепловых изменений в нём, даже медная подложка не может полностью сгладить тепловые колебания кристалла.
Можно принимать схемотехнические меры, это отдельный разговор.

Для мощных приборов приводить график теплового импеданса - норма. Например для IGBT модулей и мощных светодиодов. Да и для мощного дискрета в корпусах ТО-247 и ТО-3P часто приводят график Zth(t) + коэффициенты для RC модели теплового сопротивления.

Не работал с ними, поэтому не видел. Спасибо за инфу.

[Сухоруков Сергей]

По некоторым данным - их область 200-300 Гц.

Я тоже где-то такую оценку видел.

[bukvarev]

Эти тепловые процессы ЗНАЧИТЕЛЬНО быстрее. По некоторым данным - их область 200-300 Гц.

Очень интересно. Сильно заметный на слух диапазон, кстати, если таким сигналом модулировать полезный.

[оператор]

Я тоже где-то такую оценку видел.

Это была оценка для германиевых транзисторов 1979 года.
Современная элементная база, которую мы используем, скорее всего, по современным оценкам реагирует температурами кристаллов на единицах, если не десятка кГц.
Об этом же говорит график тепловых реакций, который я приводил выше.

Вот цитата из статьи (S.GYULA РЛ 3/99):

Транзисторные полупроводниковые р-п переходы "приличного" размера, как например у 2N3055 (мы пока не говорим о самом полупроводниковом приборе в корпусе, размеры которого могут также зависеть от серии и фирмы-изготовителя) могут термически отслеживать (т.е. нагреваться/остывать) частоты вплоть до верхней граничной - порядка 1 кГц. Приборы с меньшим р-п-переходом, например ВС107, или того меньше, отслеживают частоты вплоть до частоты 90 кГц (!). Для элементов поверхностного монтажа (SM - Surface Montage) и интегральных схем предельная частота еще выше. Естественно, между полупроводниковым кристаллом и корпусом имеется хороший тепловой контакт, и большая тепловая постоянная корпуса стремится, в соответствии с величиной теплоотдачи контакта, приглушить темпера-турные колебания.

---------- Сообщение добавлено 18:41 ---------- Предыдущее сообщение было 18:35 ----------

Эти тепловые процессы ЗНАЧИТЕЛЬНО быстрее. По некоторым данным - их область 200-300 Гц.

Я, привел пример практической технологии обнаружения тепловых зависимостей.
Конечно, мы не увидим таким образом быстрых изменений, но это для начала и не требуется.
Насколько я понимаю, нужно просто "зацепить" корреляцию нелинейностей от температуры кристалла.
Для начала - можно попытаться просто обнаружить такую зависимость медленным принудительным нагревом.
Я, уверен, что если мы обнаружим увеличение нелинейности от температуры кристалла, тогда можно будет и перейти к быстрым процессам.

[Сухоруков Сергей]

например ВС107

Это менее показательно. Интереснее в этом плане мощные приборы, поскольку они работают в режиме сильного сигнала, заметно нагревающего кристалл.

---------- Сообщение добавлено 17:52 ---------- Предыдущее сообщение было 17:51 ----------

Я, уверен, что если мы обнаружим увеличение нелинейности от температуры кристалла, тогда можно будет и перейти к быстрым процессам.

Я думаю, самое интересное тут в динамике. В квазистатике мало интересного. Ну, будет плыть крутизна, и что?

[ИГВИН]

Это менее показательно. Интереснее в этом плане мощные приборы, поскольку они работают в режиме сильного сигнала, заметно нагревающего кристалл.

С выходными транзисторами поделать ничего нельзя из-за ограниченности их выбора, выбор входных много больше.

Offтопик:
Интересовался этими процессами, т.к. применяю во входных каскадах сравнительно большие токи с приличной девиацией.
К тому же не использую общую ООС.
И как всегда выбор многофакторный.

[bukvarev]

Я думаю, самое интересное тут в динамике.

Что-то типа того:
Подаем на каскад двухчастотный сигнал. В нагрузку - резонансный контур/трансформатор на одну из этих частот и менять активным элементом добротность/нагрузку.
Наблюдать за первой частотой.

[оператор]

Что-то типа того:
Подаем на каскад двухчастотный сигнал. В нагрузку - резонансный контур/трансформатор на одну из этих частот и менять активным элементом добротность/нагрузку.
Наблюдать за первой частотой.

Это сработает только в том случае если точно известно о частоте отслеживания кристаллом температуры.
Тогда, подать одну частоту на которой кристалл успевает нагреваться, а вторую частоту выше и отследить модуляцию.
Если, как указано в статье выше кристалл успевает нагреваться и остывать на частотах в полосе звукового диапазона - мы ничего не увидим.
Хотя...
Если например подать 20 Гц, меандр большой амплитуды, и сигнал 20 кГц (т.е. сигналы с максимальным разносом) и обнаружится взаимная модуляция, то вероятнее всего, это действительно тепловые искажения.

[Scop]

Сейчас пытаю УМ от Радиотехники 301 "двенадцатью ординатами".
Есть зависимость фаз гармоник тона 8 кГц по времени длительности вспышки тона.
2 и 3 гармоники имеют устойчивый дрейф примерно 3-4 градуса на 100 мс длительности при работе на нагрузку 4 Ом. Без нагрузки - дрейфа почти нет.
Есть артефакты "взбрыка" этих гармоник на первых 50 мс, но это может быть связано со стартом самой вспышки.
Связываю с прогревом выходных транзисторов.
Работаем дальше.

[Валет]

Интересный график температуры кристалла на импульсном сигнале

Обычный график. Такие исследования проводят для определения допустимых кратковременных перегрузок и не только для транзисторов. Возможность и допустимость таких перегрузок определяется инерционностью температуры нагрева, в данном случае перехода транзистора, которая зависит от теплоемкости и теплового сопротивления конструкции транзистора. При кратких перегрузках, когда выделяемое на переходе тепло не успевает «стекать» на корпус допустимая перегрузка будет определяться только величиной перегрузки и ее длительностью, т.е. выделившейся тепловой энергией.
При нормальной работе без перегрузок и постоянной мощности никаких выбросов не бывает, просто температура перехода увеличивается до установившегося значения по экспоненте. При изменяющейся мощности температура перехода будет с запаздыванием отслеживать мощность, но только ее усредненные значения. Период усреднения зависит от конструкции в широких пределах. Например, для резисторов ОМЛТ-2 он оговорен в ТУ и равен 2-м секундам.

Собранный звучал хуже, явно проигрывал.

Может просто эксперты проголодались?

Электрические параметры при этом практически совпадали... не совпадали тепловые.
Вообще делать выводы по тепловому сопротивлению в даташите - всё равно что вычислять среднюю температуру по больнице, включая морг.

Какие тепловые параметры имеются в виду?
Каких данных (в каком виде) Вам не хватает, чтобы делать выводы и о чем выводы?

Конечно, нет.

Надеюсь, что из написанного выше Вы усомнитесь в этом.

Сильно заметный на слух диапазон, кстати, если таким сигналом модулировать полезный.

Вопрос в значимости такой модуляции в общем изменении параметров транзисторов (да и пассивных элементов тоже) от изменения электрических режимов (тока и напряжения).
Я не видал, чтобы это где-то учитывали, кроме радиолюбительских рассуждений. Температуру – да, но не ее модуляцию сигналом, за исключением специфических случаев, как здесь в приложении

[оператор]

С выходными транзисторами поделать ничего нельзя из-за ограниченности их выбора, выбор входных много больше.

Можно.
По Агееву. Распределение токов. Много транзисторный каскад.
Тут как раз все гораздо проще - снизить токи на отдельный транзистор - распределением токов на несколько транзисторов.
А, вот во входных каскадах сложнее.

Вообще, то возникает закономерный вопрос - в каком именно каскаде тепловые искажения более всего "гадят"?
Мне кажется, что это УН.

---------- Сообщение добавлено 19:33 ---------- Предыдущее сообщение было 19:24 ----------

Обычный график. Такие исследования проводят для определения допустимых кратковременных перегрузок и не только для транзисторов. Возможность и допустимость таких перегрузок определяется инерционностью температуры нагрева, в данном случае перехода транзистора, которая зависит от теплоемкости и теплового сопротивления конструкции транзистора. При кратких перегрузках, когда выделяемое на переходе тепло не успевает «стекать» на корпус допустимая перегрузка будет определяться только величиной перегрузки и ее длительностью, т.е. выделившейся тепловой энергией.
При нормальной работе без перегрузок и постоянной мощности никаких выбросов не бывает, просто температура перехода увеличивается до установившегося значения по экспоненте. При изменяющейся мощности температура перехода будет с запаздыванием отслеживать мощность, но только ее усредненные значения. Период усреднения зависит от конструкции в широких пределах. Например, для резисторов ОМЛТ-2 он оговорен в ТУ и равен 2-м секундам.

Тут есть большой вопрос.
Где именно в кристалле выделяется тепло, влияющее на тепловую модуляцию?
Это тепловой процесс базы или тепло, выделяемое на эмиттере?

---------- Сообщение добавлено 19:37 ---------- Предыдущее сообщение было 19:33 ----------

Я думаю, самое интересное тут в динамике. В квазистатике мало интересного. Ну, будет плыть крутизна, и что?

А, давайте простой опыт.
Измеряем нелинейность в обычном рабочем состоянии.
А, потом принудительно нагреем всю плату до, например 45 град.
И сравним результаты.

[shura1959]

давайте простой опыт.
Измеряем нелинейность в обычном рабочем состоянии.
А, потом принудительно нагреем всю плату до, например 45 град.
И сравним результаты.

Опыт, скорее всего, простой не получится: уползут режимы, Бетты, все "паразиты, Fт, и пр.... вычленить оттуда тепловые искажения, наверно будет непросто.

[Валет]

Тут есть большой вопрос.
Где именно в кристалле выделяется тепло, влияющее на тепловую модуляцию?
Это тепловой процесс базы или тепло, выделяемое на эмиттере?

Тепло выделяется там, где выделяется электрическая мощность, т.е. на коллекторном переходе.
Это обычный процесс преобразования электрической энергии в тепловую.
Но к чему эти вопросы?

[shura1959]

На вскидку предложу идею косвенной оценки "мнгновенной" температуры кристалла. Схема ОЭ без резистора в эмиттере, в базу подать стабильный ток и сигнал 40Гц, коллектор коммутировать к питанию импульсами 1...2кГц, сигнал отключать синхронно с коллектором, напряжение база-эмиттер непрерывно (или синхронно с коммутацией коллектора) записывать в комп (может даже звуковой карты хватит). Возможно, что-нибудь увидим.
Да, теоретическое обоснование забыл, изменение Uбэ примерно 2мВ/грдС.

[Ломатель]

shura1959, это классика измерения Zth.
Выбирается термочувствительный параметр, который коррелирует с температурой перехода. Для IGBT это обычно падение коллектор-эмиттер при малых токах (до 1А). Производится градуировка ТЧП по температуре кристалла.
Затем подается единовременно измерительный ток (1А) и греющий ток (сотни А). Прибор на охладителе выходит на режим. Затем, греющий ток прерывают, остается только измерительный. И на протяжении всей кривой охлаждения сразу после прерывания греющего тока регистрируют значение термочувствительного параметра. Потом это все анализируется. Сложность заключается в измерении ТЧП непосредственно после прерывания греющего тока. Даже для кристаллов размером 12мм*12мм счет идет на микросекунды.
В случае мощных IGBT модулей полученная кривая имеет экспоненциальный характер с доминирующей постоянной времени 0,1с, однако постоянная времени кристалла IGBT находится, по моим оценкам, в районе десятков микросекунд.

Проще всего качественно, но не количественно, исследовать тепловой импеданс мелких транзисторов путем моделирования тепловых сопротивления через трехмерные конечноэлементные модели. Сделать модель, расположить в ней кристалл на рамке. Ступенчато приложить мощность и построить график Zth(t). Наверняка это уже сто раз сделано, достаточно пошерстить статьи.

---------- Сообщение добавлено 20:10 ---------- Предыдущее сообщение было 20:07 ----------

вот одна из первых ссылок гугла
https://www.infineon.com/dgdl/smdpac...311905ea1d4599