Ограничение усиления в УНЧ по величине клиппинга

[Alex D.]

Прошу помочь со схемотехникой.

Цель - создать для УНЧ простой саморегулируемый ограничитель (лимитер) на основе данных о перегрузе вых. каскада. УНЧ выполнен на микросхеме по типу дифференциального усилителя с ОООС, поэтому данные об искажениях (разность сигналов) легко снимаются с инвертирующего и неинвертирующего входов (между + и -). Соответственно, чем больше вых. искажения, тем выше получается разностный сигнал. Идея состоит в том, чтобы использовать этот сигнал (выпрямленное напряжение или сырое) для пропорционального снижения усиления исходного сигнала. Есть варианты снижать как по входу, так и в разрыве цепи ООС, изменяя сопротивление -- но вот как это сделать, не вмешиваясь активными элементами в схему усилителя? На ум приходит только вариант с оптроном или связкой лампочка-фоторезистор, но, очевидно, о точности и пропорциональности работы не может быть и речи.

На скринах примерная схема в IdealCirquit (очень обобщённая, так что не придираться) и графики напряжений при подаче синусоидального сигнала. Напряжение питания выбрано специально для провокации клиппинга при заданном Ку. Зелёный график - выхлоп, голубой - вход, жёлтый - выпрямленный разностный сигнал (+/-), розовый и красный - по сути, границы входного сигнала, в которые его надо вписать, чтобы клиппинг исчез.

[Alickkk]

Offтопик:

Клиппинг, это когда на выходе должно быть больше, чем может дать БП.

ч0?

[zoog]

ВК был банально входом и выходом подключен к диодному выпрямителю

Так при клипе ограничение происходит в УН, эмиттерный повторитель перегрузить невозможно, ??

Т. Е. должен работать на опережение? Интересно.

У меня срабатывает при приближении напряжения к питанию (1,5В, настраиваемо) с 2мя постоянными срабатывания - 1мс для компрессии до -6дБ и 50мс - для до -20дБ. Реального клипа добиться мне не получалось, но в результате - субъективно заметно "меньшая мощность", с клипом усилитель звучит "громче")

универсальная схема, не зависящая от параметров самого усилителя, блока питания и т.д.

Тогда только отдельным блоком, в сам УМ лезьть - плохая примета. Потому и сигнал перегрузки снимать лучше с выхода, а не входа, даже проще получается.

---------- Сообщение добавлено 11:33 ---------- Предыдущее сообщение было 11:30 ----------

Схема с диодным мостом проста и работоспособна как танк

..в посудной лавке. При обычном клипе в обычном усилителе на выходе УН будет меандр, а выходной каскад будет его отрабатывать без к-л перегрузок. Кроме обычного увеличения Uбэ на больших токах.

[Alex D.]

Вы конечно можете увидеть клиппинг на осциллографе, или даже услышать его (если будете что-то различать на такой громкости), но тогда вам придется делать робота, который будет смотреть на экран осциллографа или слушать - это и будет схема по вашим требованиям.

Клиппинг наибанальнейше детектится вычитанием входного сигнала из выходного, что отображено у меня на схеме. Напряжение этой разности - управляющий сигнал для лимитера. Можно в частности по желанию отсекать самые мелкие амплитуды (которые в любом случае будут даже без клиппинга), допуская на выход приемлемую тебе величину искажений. И да, это именно универсальная схема, потому что разность сигналов можно снять с любого усилителя, неважно уже, каким это образом будет делаться. Из подстройки "под схему" - лишь подбор регулируемого сопротивления в ООС или по входу.

---------- Сообщение добавлено 16:46 ---------- Предыдущее сообщение было 16:33 ----------

Папа Карло, ваши рассуждения меня только запутали) В моей схеме, если на выходе ВК случится какая-то бяка, то она в любом случае задетектится при вычитании сигналов, потому что сигнал не будет нулевым при любом нарушении несоблюдения линейности усиления при заданном в ООС коэффициенте. Соот-но, схема защитит (или сделает это частично) не только от перегруза, но и при КЗ, при ненормированной нагрузке АС, при отгорании одного из плеч ВК и т.д.

---------- Сообщение добавлено 16:56 ---------- Предыдущее сообщение было 16:46 ----------

Никак не подбирается. Это схема обратного регулирования. Подбор/настройка нужны в схемах прямого регулирования.

Ну, нарисуйте, хотя бы обобщённо, как это выглядит. Вот получился у меня разностный сигнал 0.5 В, исходный сигнал - 1,5 В, соответственно, уровень искажений на выходе - примерно 33%. Как теперь этими 0,5 вольтами снизить амплитуду входного сигнала на те же 33%? Интересует сейчас именно это - то есть, как рассчитать делитель, если это будет оптопара или другая управляемая напряжением схема.

[Димитрий К]

ч0?

Ну подумайте чуть-чуть
Если на выходе размах будет равен тому, что способен отдать БП - клиппинга не будет. А вот когда размах на выходе будет (потенциально) больше способностей БП - выход будет обрезан по уровню БП, это и есть клиппинг. В обоих случаях разность равна нулю.

На практике есть ещё потери на транзисторах и резисторах, обычно около 1,5В в плече. Для выхода на мосфетах потери заметно больше. Еще потери, зависящие от частоты - в железе клиппинг на 20КГц наступит несколько раньше, чем на 1КГц - но это уже мелочи.
И как это учесть в универсальной схеме, не зависящей от параметров усилителя и БП? Может тумблер поставить: "мосфет - биполяр"? А потом еще организовать управление усилителем... не зависящее от схемы усилителя и БП (помним об этом требовании автора).

Правда в том, что все клипдетекторы являются составной частью конкретной схемы с конкретным БП, а не универсальной коробочкой, которую без всяких изменений подключают к любому усилителю.

Клиппинг наибанальнейше детектится

Если всё так банально, то почему вы создали тему, начинающуюся словами "прошу помочь"?
И после этого уже 3 страницы не всплыла простая и универсальная схема, которая бы вас удовлетворила.

ЗЫ. Мне и самому интересна такая схема, поставил бы в свои самоделки. Да только искал и ничего путного не нашел.

[ВаСыЛь]

Если получилось сделать правильный детектор клипа, то с лимитером никаких проблем быть не должно.

[Alickkk]

Offтопик:

Ну подумайте чуть-чуть

ок, как-нибудь попробую ...

[Гоша]

Ну, нарисуйте, хотя бы обобщённо, как это выглядит.

Элементарно.
Усилитель разностного сигнала (УРС), детектор (Д), пороговое устройство (ПУ), перемножитель (ПМ).
На выходе УРС формируется понятно что, детектор эту усиленную разность превращает в действующее (амплитудное) значение и усредняет за некоторое время, ПУ выдает на выход сигнал Д после некоторого, заданного уровня, ПМ умножает входной сигнал на величину единица минус сигнал после ПУ, сигнал после ПМ является входным для усилителя.
Таким образом, при превышении порога ПУ система оказывается охваченной статичной ООС по амплитуде (среднему значению) разностного сигнала.
Статические свойства этой системы описываются той же формулой для ООС, т.е на выходе усилителя устанавливается амплитуда сигнала, при которой разность сигнала между выходом и входом не превышает заданную величину.
В статике свойства такой системы зависят только от петлевого усиления в цепи ООС по амплитуде (среднему значению), и чем больше это усиление, тем точнее работает система. Как правило, все усиление стараются сосредоточить в УРС, по переменному току проще сделать большие коэффициенты усиления.
В динамике все гораздо хуже.
Надо обеспечить с одной стороны быструю реакцию системы на изменение амплитуды разностного сигнала, с другой стороны - достаточно медленное изменение выпрямленного сигнала, чтобы не вносить искажения на низких частотах. Компромисс весьма непростой.
У меня есть схема работающего по этому принципу устройства, но она в домашнем компьютере, а он в 3000 км от меня.

[.Васильев]

Дома может просто детектор клипа и защелкой врубать защиту от перегрузки и устранить причину клипа?А то усь вычищаешь и вычистяешь,а клиплимитером все насмарку

[Папа Карло]

Папа Карло, ваши рассуждения меня только запутали) В моей схеме, если на выходе ВК случится какая-то бяка, то она в любом случае задетектится при вычитании сигналов, потому что сигнал не будет нулевым при любом нарушении несоблюдения линейности усиления при заданном в ООС коэффициенте. Соот-но, схема защитит (или сделает это частично) не только от перегруза, но и при КЗ, при ненормированной нагрузке АС, при отгорании одного из плеч ВК и т.д.

Извините если запутал. Я сторонник устройств проще полена.

эмиттерный повторитель перегрузить невозможно,

Ой ли! А спецы из QSC об этом видимо не догадывались когда такими индикаторами оснащали свои усилки. И что характерно - индикаторы светились, хотя Вы утверждаете, что это невозможно... А в обычном ВК у QSC иногда стояло по 20 Моторолл в плечо.

[ВаСыЛь]

Отлично. Давайте будем спорить.

[zoog]

А спецы из QSC об этом видимо не догадывались когда такими индикаторами оснащали свои усилки. И что характерно - индикаторы светились

Что-то я не припомню там ЭП. Пример можно?

[Папа Карло]

Что-то я не припомню там ЭП. Пример можно?

Там шиклаи.

[zoog]

Там не Шиклаи, а ОЭ. Такой ВК встречается только в одном месте - в их усилителях и к теме отношения не имеет.

[Папа Карло]

Там не Шиклаи, а ОЭ. Такой ВК встречается только в одном месте - в их усилителях и к теме отношения не имеет.

Вам по всей видимости видней как эту схему описывать. По мне это все таки дискретная пара шиклаи. И даже весьма понятно почему так сделано - при пробитии предвыхода выход закроется.

Вообще то речь шла о реализации индикатора перегрузки и я лишь сослался на простое, но весьма оригинальное решение. Или снова что то не так?

[zoog]

Вы взяли ВК с ОЭ, встречающийся в 0,01% усилителей и стали предлагать лимитер на его основе как универсальное решение. Вот что не так.

[Папа Карло]

Вы взяли ВК и ОЭ, встречающийся в 0,01% усилителей и стали предлагать лимитер на его основе как универсальное решение. Вот это не так.

Там нет лимитера ( по крайней мере собранного на дискрете, хотя он есть на дифф.входах микросхем УН)! Там есть только индикация. Я против лимитеров, но не против индикации перегрузки. А схему лимитера топик-стартеру предлагал взять от усилителя Агеева (если уж он так настаивает на ненужных наворотах).

[zoog]

Там нет лимитера

лимитер на его основе

На основе каскада. Не уводите в сторону.

схему лимитера топик-стартеру предлагал взять от усилителя Агеева

Там нет лимитера

- там софт-клиппер.

[Папа Карло]

- там софт-клиппер.

Не уводите в сторону.

Вы по ходу только сами себя слышите. Возможно, что в Вашей подписи не верно выбрано время года. Осень...

[zoog]

Offтопик:
Устал указывать Вам на ошибки, мне ещё демагогии и троллинга тут не хватало..

[Папа Карло]

Offтопик:
Устал указывать Вам на ошибки, мне ещё демагогии и троллинга тут не хватало..

Нет такого слова "софт-клиппер". Так что не с чего уставать Вам и не нужно выдумывать новой терминологии. Лимитер есть, клиппера нет! Удачи в осенних обострениях!