Проблема(?) линейных/векторных искажений

[Teoretic]

Тема линейных искажений возникает с завидной регулярностью в различных топиках, вызывая эмоциональные перепалки и захламляя оффтопиками чужие ветки.

Давайте расставим все точки над "i" здесь.

Итак.

Линейными искажениями здесь мы называем искажения, которые не вносят дополнительных гармонических составляющих в спектр сигнала.

По-другому их всегда называли частотными (или амплитудо-частотными, или амплитудо-фазочастотными, в зависимости от степени педантизма.)

Линейные искажения полностью характеризуются АФЧХ - амплитудо-фазочастотной характеристикой устройства. Грубо говоря, известна АФЧХ - известны частотные искажения. По АФЧХ определяется и ГВЗ, и переходная характеристика, и ее параметры: время задержки, время нарастания, время установления и т.д.

Теперь, что касается "векторных" искажений. Тут некоторые авторы смешивают два совершенно разных вида искажений. Как я понял, один вид "векторных искажений" берет свое начало из книги И. Достала об операционных усилителях, где он рассматривает динамическую ошибку в частотной области. Тут рассматриваются линейные искажения.

Второй вид "векторных" искажений происходит от векторного индикатора нелинейных искажений (компенсационный способ измерения нелинейных искажений осциллографом).Здесь как раз речь идет о нелинейных искажениях, поскольку в векторном индикаторе сам принцип измерения основан на компенсации линейных искажений измеряемой цепи.

Следовательно, огульно применяемый термин "векторные" искажения (имея в виду противоположные явления) просто провоцирует ненужные споры, и от него следовало бы отказаться. Зачем лишние запутывающие сущности, когда уже есть давно всем известные и понятные термины: линейные, частотные, фазовые, нелинейные искажения?

Теперь об актуальности рассмотрения линейных искажений применительно к звуковым УНЧ.
Нельзя сказать, чтобы АФЧХ усилителя была так неважна. Она важна, вернее ее горизонтальность и гладкость в диапазоне воспроизводимых частот. Просто получение требуемой АФЧХ для современных УНЧ не является проблемой.

Если уж так трепетно относиться к АФЧХ, то начинать, конечно, надо с колонок и комнаты для прослушивания (КДП). Вот уж где линейные искажения! Куда там усилителям.

Что касается рассуждений о "векторных" искажениях, присущих исключительно усилителям с ООС, о нулевых "задержках" в петле ОС и т.п, то это безграмотная ерунда, и рассматривать ее нет никакого смысла.

[свернуть]

[dekko]

Offтопик:
очень понравилось словосочетание "задний фронт"... осталось найти "передний тыл"

[fagos]

что касается модели то она набрана вот с этой схемы

Типа снял с себя ответственность за результаты, перевалив их на автора схемы?А где были глазоньки, когда ее брал? Или так принято брать непричесанные модели, и на них показывать какой ты молодец? Взял бы уже традиционнную модель усилителя Дугласа нашего Селфа многострадального. Она уже можно сказать стала стандартным образцом, на котором можно сличения проводить))

---------- Сообщение добавлено 19:29 ---------- Предыдущее сообщение было 19:28 ----------

Токи как раз нормальные, ну как для УНЧ у которого не только выходной каскад в АВ, но и предвыход. Потому-же ("класс дважды АВ" в сочетании с отсутствием адаптации под модели) и коммутационные искажения со вспышками генерации.

Так на тот предоконечный каскад еще и коррекция заведена

---------- Сообщение добавлено 19:32 ---------- Предыдущее сообщение было 19:29 ----------

векторные как были так и остались, а нелинейные причесались нереально.

Так может не нелинейные причесались, а разработчики алгоритмы расчета надфилями подработали? Откуда вы знаете, что именно в 9 версии все верно, а 12 уже косячная по самое не балуй?

можете взять в помощники fagosa, он знает как надо делать

Не надо меня сватать ко всем подряд - вы не мой работодатель, и я не на аутсорсинге. Где надо я и сам подключусь, спасибо за заботу.

---------- Сообщение добавлено 19:35 ---------- Предыдущее сообщение было 19:32 ----------

а настройка задержки сделана по Баксандаллу
вместо 150 нс использована идеальная задержка на 100 нс

То есть, вы так и не поняли разницу между идеальным макросом задержки в Микрокапе и реальной линией задержки у Питера Баксандалла. Я так старался показывал разницу, но все мои старания пропали даром

[ViktKors]

перекинул модель в МС12

И где она?? Вот в упор не вижу *.cir файла!

нелинейные причесались нереально. И это я уже наблюдаю не за первой схемой в МС12. Потому и пользуюсь по сей день 9-кой

А мысль освоить симулятор в голову не приходила? , что 9-ая, что 12-ая версия работают практически идентично.
Но есть и существенная разница. Там где модель нестабильна или замороченная (ага, вроде той модели, что Вы выложили), девятая версия требует работы головой (типа вначале найти устойчивый режим, а потом уже смотреть именно в этом режиме), а вот в 12-тая версия способна сделать многое и сама.

Может и все "векторные искажения" - это просто артефакт не настроенного должным образом симулятора?

может вы никогда не пользовались микрокапом?

Может. По крайней мере не пользовался им для попыток оценить искажения возбуждающегося усилителя.
Но уж кликнуть мышкой в Ваш (!) файл - точно смогу. Проблема в том, что некуда кликать.

p.s. не устраивает вас эта схема - возьмите другую и проверьте

Ну уж нет. На всех тех схемах (рабочих!!), что когда-либо были у меня в симуляторе, никаких векторных искажений нет!!. Потому и прошу схему у ВАС. причем именно рабочую схему, в которой кликом мышки можно получить те-же картинки, что и Вы!

Вы отнекиваетесь, схему дали нерабочую. Скажите, как это выглядит? По мне, это выглядит как попытка уйти от ответа.
Впрочем, дело Ваше.
Имхо, увиливанием от ответа Вы сказали более, чем достаточно.

[Petr-1951]

APEX_HD50.CIR

такие запасы устроят?

[fagos]

Petr-1951, теперь бы неплохо было сравнить настройки расчета. Странная шерсть у вас выскочила, у меня такой нет. Даже у счетом того, что компенсировал на глазок весьма и вижу некоторое расхождение. И, с другой стороны, все те же всплески на переходах. Но вот шерсти нет вообще

Может что конечно упустил, поэтому прошу максимально точно дать данные по настройкам анализа. И была ли фильтрация входной пилы, каким порядком и с какой частотой среза, если да.

[Petr-1951]

Petr-1951, теперь бы неплохо было сравнить настройки расчета. Странная шерсть у вас выскочила, у меня такой нет. Даже у счетом того, что компенсировал на глазок весьма и вижу некоторое расхождение. И, с другой стороны, все те же всплески на переходах. Но вот шерсти нет вообще

Может что конечно упустил, поэтому прошу максимально точно дать данные по настройкам анализа. И была ли фильтрация входной пилы, каким порядком и с какой частотой среза, если да.

пила перед подачей на вход обработана фильтром НЧ с частотой среза 64 кГц
растяни 4-й график по вертикали 5мВб -5 мВ и посмотри есть там что или нет, не обращай внимание на коммутационные (ну очень дикие коммутационные)
проверь свою модель на коммутационные искажения с помощью фильтра (ты в курсе)
а вот результат проверки более сложным сигналом после получения запасов по фазе 68 градусов и по усилению 11 дБ

[fagos]

пила перед подачей на вход обработана фильтром НЧ с частотой среза 64 кГц

Я пожалуй по умолчанию приму это как первый порядок. Шкала нижнего графика будет с пределами 10мВ как на вашем рисунке для сравнимости, по той же причине и длительность анализа увеличил до 500мкс. Коммутационные искажения смотреть не вижу смысла - они и так будут, что у меня, что у вас, а время тратить не хочется, отведенное на сон.

С вас шаг расчета еще хорошо бы получить, чтобы все было честно. Я поставил 10нс, поскольку уменьшение не показало значимых различий.

Поясню - у меня "дикие коммутационные" потому, что на вход я подавал более широкий спектр ввиду отсутствия предварительной фильтрации треугольника (условия такого исходно не было, в файле тоже ничего вы не показали). И все это не могло не выползти на график этого убогого усилителя. Но суть не в этом, а в повторении вашего результата.

[Teoretic]

Я работал с вашим первым файлом, но принципиальной разницы нет (хотя вижу, что результаты симуляции отличаются, видимо, модели транзисторов разные.).
Petr-1951, посмотрите, пожалуйста.

Apex_HD50_SCH.CIR

Верхний график - АЧХ усилителя и RC-цепи с выходом Sel (умноженный на Кu). Я постарался их сделать одинаковыми.
Нижний график - групповое время задержки усилителя, RC-цепи и идеальной линии задержки с вашей RC-цепочкой. Видно, что GD усилителя и RC-цепи с выходом Sel очень похожи, а GD линии задержки даже с добавленной RC-цепочкой отличается.

Теперь смотрим на "векторные" искажения.



Синий график - искажения усилителя, красный - RC-цепи с выходом Sel.

Очевидно, "векторные" искажения - не что иное, как обычные линейные искажения (RC-цепь других искажений не дает), не полностью скомпенсированные линией задержки.

[Petr-1951]

УНЧ у которого не только выходной каскад в АВ, но и предвыход. Потому-же ("класс дважды АВ"

и с чего такой вывод? наверно с потолка


---------- Сообщение добавлено 00:32 ---------- Предыдущее сообщение было 00:23 ----------

Поясню - у меня "дикие коммутационные" потому, что на вход я подавал более широкий спектр ввиду отсутствия предварительной фильтрации треугольника (условия такого исходно не было, в файле тоже ничего вы не показали). И все это не могло не выползти на график этого убогого усилителя. Но суть не в этом, а в повторении вашего результата.

я могу убрать фильтр на входе вообще, и коммутационных не будет, они от фильтра не зависят
а теперь проверь Кг на частоте 10 или 20 кГц, какой он при выходном напряжении 30...35 В (запас по питанию еще 5 В как минимум)

---------- Сообщение добавлено 00:35 ---------- Предыдущее сообщение было 00:32 ----------

Очевидно, "векторные" искажения - не что иное, как обычные линейные искажения (RC-цепь других искажений не дает), не полностью скомпенсированные линией задержки.

https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2791222
а что здесь? до 50 мВ искажения на сумме синусоидальных сигналов, причем при амплитуде всего +-10 В. Это сколько же процентов будет? 2% вместо 0,0002%

[fagos]

wert, что вы так к слову "векторные" прикопались? Свет на них клином сошелся? Как бык на красную тряпку реагируете, не видя ничего кроме. Мы тут с графиками пытаемся разобраться, видите ли, а вы можете хоть искажениями Петрова называть, если вас это устроит. Только у автора разрешения спросите, а то может у него другие планы.

[fagos]

и с чего такой вывод? наверно с потолка

Вы предвыходные смотрИте, как говорил Корсаков, а не те, которые вам удобно

я могу убрать фильтр на входе вообще, и коммутационных не будет, они от фильтра не зависят

Ну попробуйте. Я вот без него видел намного больше каки на графиках, поспорить с результатами сложно.

а теперь проверь Кг на частоте 10 или 20 кГц, какой он при выходном напряжении 30...35 В (запас по питанию еще 5 В как минимум)

Для чего? Что это даст? Сосредоточьтесь лучше на графике и получении мной такой же шерсти после селекции. Прошу еще раз дайте данные по шагу расчета.

[Nabludatel]

пила перед подачей на вход обработана фильтром НЧ с частотой среза 64 кГц

1 Хреновым фильтром. Давайте ближе к жизни:

2 Что за частота 64 кГц? С какого потолка взята?
3 Даже так видно, что эти "искажения" - десятки-сотни кГц ещё и с уровнем минус 60-70 дБ, да хоть минус 20. Их не может быть слышно, даже если допустить, что АС их отыграет.
Хватит витать в облаках. Комбинируйте какие угодно сигналы, но перед подачей пропустите их через фильтр, и не первого, а хотя бы 18-го порядка. Вся эта игра с прямоугольниками, треугольниками и другими сигналами без ограничения спектра в соответствии с реальными источниками - суть грубое передёргивание.
Полученные искажения так же должны быть обрезаны по спектру в соответствии с нашими ушами. И то, что попадёт в звуковой диапазон можно будет достаточно корректно оценивать.
P.S. Откройте уже звуковой редактор, поработайте с реальными сигналами...

[fagos]

Теперь смотрим на "векторные" искажения.
Синий график - искажения усилителя, красный - RC-цепи с выходом Sel.
Очевидно, "векторные" искажения - не что иное, как обычные линейные искажения (RC-цепь других искажений не дает), не полностью скомпенсированные линией задержки.

Да, а еще эти пики - реакция на излом искусственного входного сигнала. Как раз по форме видно, что это ошибка линейной цепи на ступенчатый сигнал - сразу всплеск, а затем "дотягивается" до нормы. Если подать синус туда - вообще ничего острого не увидите по идее.

[Teoretic]

до 50 мВ искажения на сумме синусоидальных сигналов, причем при амплитуде всего +-10 В. Это сколько же процентов будет? 2% вместо 0,0002%

Ну да, линейные искажения намного больше нелинейных. Ничего удивительного.

---------- Сообщение добавлено 23:14 ---------- Предыдущее сообщение было 23:01 ----------

обычные скалярные величины... называют векторами?

Заметь, я беру это слово в кавычки!

Сергей, помнишь, мы были "на ты"?

[ViktKors]

APEX_HD50.CIR
такие запасы устроят?
ATTACH=

Короче говоря. Я +/- семь раз просил Вас простейшую вещь - показать Ваши же файлы, с которых Вы берете свои веселые картинки.

Получаю только неработоспособное (ОК, просто косячное) говно мусор.
Из чего делаю вывод, что Вы просто ответить за свои слова не можете. Видимо, потому как нечем.

Вот этот Ваш файл.
APEX_HD50_vechny_kosjyk.CIR
Я прилежно в очередной раз рисую ему генератор пилы 10 кГц (который Вы почему-то нарисовать не в силах), прописываю Вашу же формулу "22.501*v(in)-v(out)+6m" (которую Вы зачем-то старательно удаляете всякий раз перед тем как выложить сюда файл)
и получаю одну и ту-же хренотень (на картинке два входных сигнала - "пила" и "пила после ФНЧ2 на 60 кГц"):

Все те-же коммутационные искажения при переходе через ноль. На их фоне искать неизвестно что - это нужно рехнуться.
Искажения эти не зависят от шага анализа, получаются, что просто от пилы, что от пилы после ФНЧ2 на ~60 кГц.

И ничего похожего на Ваши гладкие полочки нет и в помине

Скрытый текст

[свернуть]

И еще. То, что у Вас обозвано "нелинейными искажениями" - это на самом деле не они (они регулярно повторяются от периода к периоду, как в т.ч. реакция на переходы через ноль, изображенная на моей картинке), а именно что "шерсть" - вспышки генерации, ошибки вычисления, косяки режима симуляции и еще невесть что, что у Вас там есть, из-за чего не видать "нормальных" искажений, зато есть шумоподобное нечто - это скорее к вашему коллеге, который тоже не показывает модели, но зато любит делать выводы, разглядывая частное от деления одной погрешности на другую.


Да, чуть не забыл. Нижние графики - коллекторные токи верхних транзисторов выходного и предвыходного каскадов - чсх, оба они в том самом классе АВ (имхо это должен опознавать любой школьник после пары месяцев увлечения усилителями по номиналу резистора между эмиттерами предвыходников). После такого саморазоблачения, склонен воспринимать Ваши восклицания

и с чего такой вывод? наверно с потолка

как случай проекции своей модели поведения на окружающих.
Пока что все выглядит так, что с потолка взяты именно Ваши откровения.

По моему - это клиника. С этого момента отношусь соответственно.

[Petr-1951]

вот коммутационные искажения на самой высшей частоте звукового диапазона

надеюсь что на частоте 10 кГц будут еще ниже
Apex_HD50_cros-dist.CIR
посмотрите какой результат у fagosa, работает с той же моделью
разберитесь в чем заключается метод Баксандалла и как с помощью "крутелок" по fagos настраивать. Успехов!
Виктор, проверьте свой сигнал пилы для начала. Просто научитесь вычитать из исходной пилы сдвинутый сигнал...

вопрос к теоретику: могут на сумме синусоидальных сигналов звукового диапазона выскакивать искажения в 50 раз больше нелинейных? которые вы называете линейными и что в вашем понимании в таком случае линейные искажения

---------- Сообщение добавлено 08:12 ---------- Предыдущее сообщение было 07:46 ----------

Offтопик:
очень понравилось словосочетание "задний фронт"... осталось найти "передний тыл"

вот и передний тыл

[belka]

Сообщение от dekko
Offтопик:
очень понравилось словосочетание "задний фронт"... осталось найти "передний тыл"
вот и передний тыл

Так вот запомните себе - СРЕЗ, СРЕЗ импульса.

[Teoretic]

могут на сумме синусоидальных сигналов звукового диапазона выскакивать искажения в 50 раз больше нелинейных?

Могут. Обратите внимание, там проценты.

которые вы называете линейными и что в вашем понимании в таком случае линейные искажения

Мое понимание - общепринятое: линейные искажения - искажения сигнала, прошедшего через линейную цепь. Линейная цепь - цепь из резисторов, емкостей и индуктивностей.

[hydr]

Мое понимание - общепринятое: линейные искажения - искажения сигнала, прошедшего через линейную цепь. Линейная цепь - цепь из резисторов, емкостей и индуктивностей.

Классическое определение:
"Описываемые линейными дифференциальными ...............

С уважением hydr.

[hippo64]

Есть не мало международных стандартов с определениями векторного измерения.

Если определение не укладывается в короткую емкую фразу - значит определения нет. Есть словоблудие. Увы, это закон.

---------- Сообщение добавлено 09:07 ---------- Предыдущее сообщение было 09:06 ----------

Вот у коллеги Теоретика как раз пример годный.