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]

[Teoretic]

Вот ваша реакция на схему:
Цитата Сообщение от Petr-1951
увеличил сигнал и убрал емкость, меандр выровнялся
Перегрузка устранена.

А вот другая ваша реакция на эту же схему:
Цитата Сообщение от Валет
Видно, что на нулевом уровне запаздывание на переднем фронте больше, чем на заднем.

Здесь непонимание, потому что вы с Петровым видите противоположное. Он видит сигнал симметричным (я тоже), а вы - нет.
Нам надо как-то договориться.

Клип я показал в предыдущем сообщении.

[оператор]

Просто, как факт резюмирую полное отсутствие у обсуждающих - практического и теоретического опыта
симметричных решений и их сравнительных измерений.

И еще раз.
Бросайте эти видео игры с симуляторами.

Просто сообщу, что на симметрию реального усилителя с правильным меандром на входе влияет длинна дорожек и их симметрия, например. Так же влияет симметрия питания и устойчивость схемотехники к синфазу.
Влияет и то - насколько симметричны паразитные емкости и индуктивности печати.
Поэтому, истинную реакцию устройства на меандр в симуляторе можно посмотреть чисто для ознакомления.
В реальном железе все будет не так, поскольку симулятор не учитывает множества факторов.
Вот если Вы подадите на вход такой меандр, как показан на фото ниже, с частотой не более 2 кГц, и на выходе получите точно, то же, что и на входе, значит с усилителем все в порядке в плане симметрии.

Уточню.
Меандр выглядит только так, и никак иначе.
Это полностью симметричный сигнал с гармониками.
Выбросы на так называемых "полках" это гармоники, в данном случае N+20.
Если их нет, то это не меандр. По учебнику и в реальности.

---------- Сообщение добавлено 12:32 ---------- Предыдущее сообщение было 12:14 ----------

Здесь непонимание, потому что вы с Петровым видите противоположное. Он видит сигнал симметричным (я тоже), а вы - нет.
Нам надо как-то договориться.

Клип я показал в предыдущем сообщении.

Несимметричные решения - несимметричное усиление.
Чем выше частота - тем более это заметно. Это же понятно на элементарном уровне.
Никакой емкостной и пр. балансировкой симметрию не получить это детский сад.
Возьмите симметричный каскад и не мучайте сим.
Простыми словами.

[Teoretic]

если Вы подадите на вход такой меандр, как показан на фото ниже, с частотой не более 2 кГц, и на выходе получите точно, то же, что и на входе, значит с усилителем все в порядке

О! С моим усилителем все в порядке!

demo2(1).cir
Дяденька, можно взять конфетку?
Ну, прям, очень симметричный усилитель!

Я гарантирую, что данный усилитель, нормально собранный в железе, даст этот же результат.

[shkal]

Уточню.
Меандр выглядит только так, и никак иначе.
Это полностью симметричный сигнал с гармониками.
Выбросы на так называемых "полках" это гармоники, в данном случае N+20.
Если их нет, то это не меандр. По учебнику и в реальности.

Чушь собачья.
Повторяю вопрос: есть "меандр" из вашего поста и меандр ,например, из этого поста https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2799998 (нижний график)
У какого сигнала шире спектр? Частоту предполагаем одинаковой.

[Валет]

Здесь непонимание, потому что вы с Петровым видите противоположное. Он видит сигнал симметричным (я тоже), а вы - нет.
Нам надо как-то договориться.

Договариваться работает физика или нет? Давайте попробуем. Я свои аргументы выложил, вы их не опровергаете. Значит договорились? Т.е. Крутизна фронтов меандра определяется пост. времени цепи, включающей в себя резистор R2 и нелинейную емкость (Миллера) входа транзистора, которая больше на отрицательной полуволне меандра. Соответственно пост. времени больше для отрицательной полуволны. Если напряжение меандра отсчитывать не от условного нуля, а от коллекторного напряжения покоя, несимметричными будут не только фронты, но и амплитуды полуволн меандра, вследствие зависимости β от тока коллектора.
Или

Попробуйте вместо голословного отрицания объяснить, как это все на самом деле (по-вашему)

Что говорит по этому поводу (ваша) теория?

[Teoretic]

Что говорит по этому поводу теория?

Вы, наверное, пропустили:
Но, конечно, "усердие все превозмогает".
На 100 кГц нелинейность каскада около 1%. Такого порядка несимметрию намерить, наверное, можно, если сильно постараться. Но, вообще-то, есть более простые способы измерения нелинейности.

Ну, вот здесь вы видите асимметрию?
И стоит ли об этом говорить, когда Петров нам показал видимую невооруженным глазом, о которой все время и идет речь.

[Валет]

Вы, наверное, пропустили:
Но, конечно, "усердие все превозмогает".
На 100 кГц нелинейность каскада около 1%. Такого порядка несимметрию намерить, наверное, можно, если сильно постараться. Но, вообще-то, есть более простые способы измерения нелинейности.

Ну, вот здесь вы видите асимметрию?
И стоит ли об этом говорить, когда Петров нам показал видимую невооруженным глазом, о которой все время и идет речь.

Речь идет не о нелинейности каскада, а разнице фронтов меандра, а это совсем другое и от нелинейности каскада практически не зависит. И вообще, дело не в количестве в процентах (кстати, как вы эти проценты определяете для вашего меандра?), а в качестве – есть несимметрия меандра или нет. Физика однозначно говорит: есть. И объясняет причины

Крутизна фронтов меандра определяется пост. времени цепи, включающей в себя резистор R2 и нелинейную емкость (Миллера) входа транзистора, которая больше на отрицательной полуволне меандра. Соответственно пост. времени больше для отрицательной полуволны. Если напряжение меандра отсчитывать не от условного нуля, а от коллекторного напряжения покоя, несимметричными будут не только фронты, но и амплитуды полуволн меандра, вследствие зависимости β от тока коллектора.

Это проявляется и при симуляции Петрова. Видно, что на нулевом уровне запаздывание на переднем фронте больше, чем на заднем.

Что говорит по этому поводу (ваша) теория?

[Teoretic]

Речь идет не о нелинейности каскада, а разнице фронтов меандра, а это совсем другое и от нелинейности каскада не зависит.

Ну да? А от чего? (Сами, небось, писали о нелинейности емкости коллектора, о нелинейности бета, и вот, на тебе?)

есть несимметрия меандра или нет. Физика однозначно говорит: есть

Очень хочется посмотреть на эту вашу физику. Хочу увидеть линейную цепь, дающую несимметричные фронты у меандра! Давайте, показывайте скорее!

[Валет]

Ну да? А от чего? (Сами, небось, писали о нелинейности емкости коллектора, о нелинейности бета, и вот, на тебе?)

Нелинейность каскада или усилителя можно свести к ничтожной величине посредством ОООС, однако это не изменит фронты меандра, т.к. на фронтах меандра ОООС разрывается. Форма фронтов определяется другими причинами. Ваша симуляция в этом смысле не имеет отношения к реальным УМЗЧ.

Очень хочется посмотреть на эту вашу физику. Хочу увидеть линейную цепь, дающую несимметричные фронты у меандра! Давайте, показывайте скорее!

Любой УМЗЧ, линейный в рабочем диапазоне частот, может иметь сильно разные фронты меандра при нарастании и спаде. Причина выше.

PS. Дело в максимальной скорости нарастания, параметре, которого для вас не существует. Поэтому я сомневаюсь в целесообразности продолжения дискуссии.

[Teoretic]

я сомневаюсь в целесообразности продолжения дискуссии

Согласен, все, что вы написали в этом посте, для меня категорически неверно.
Удачи!

[Валет]

Вот правильная редакция: Скорость нарастания определяется полосой пропускания полной мощности. Иначе не понятно, о какой скорости идет речь.

Для меня параметр "скорость нарастания" - ругательный. У нормально спроектированного усилителя такого параметра нет.
Я говорю о скорости (быстродействии) усилителя в линейном режиме.

А реакция УМЗЧ на меандр к линейному режиму имеет слабое отношение.

---------- Сообщение добавлено 16:03 ---------- Предыдущее сообщение было 15:58 ----------

В структуре Линна она определяется скоростями заряда и разряда конденсатора коррекции на запаздывание

[Игорь Гапонов]

Нелинейность каскада или усилителя можно свести к ничтожной величине посредством ОООС, однако это не изменит фронты меандра, т.к. на фронтах меандра ОООС разрывается. Форма фронтов определяется другими причинами. Ваша симуляция в этом смысле не имеет отношения к реальным УМЗЧ.


.

Я обычно в эту элементарщину не вмешиваюсь. Но хочу напомнить, что обратная связь в объекте, содержащим источники энергии, как положительная так и отрицательная изменяет фронты меандра на выходе и вообще реакцию на сам меандр ровно в свою частотно зависимую глубину. А так как меандр имеет неограниченную полосу, то и следствия введения ОС соответствующие. В общем случае, глубина ОС зависит и от нелинейных и от линейных параметров объекта. То, о чём говорит Теоретик - нечётная симметричность во времени реакции на аналогичный по симметрии входной сигнал- верно для любых линейных цепей. Иначе не будет соблюдаться закон сохранения энергии при смене знака производной сигнала по времени именно в линейных цепях. Также Теоретик говорит и о "скорости нарастания сигнала на выходе" как техническом параметре, а не как о производной выходного сигнала по времени. Последняя однозначно связана с комплексным коэф. передачи объекта как линейной цепи. Поэтому та самая "техническая скорость нарастания" ничего общего с линейными цепями не имеет.

P.S. В подавляющем большинстве "букварей" по уэмзэче принимают линеаризованную модель усилителя, оговаривая это заранее. Это позволяет сильно упростить анализ. И корректность такого допущения подтверждается на практике "в общем смысле" - ошибка на выходе приблизительно, с точностью до той самой линеаризации, уменьшается в глубину отрицательной обратной связи раз (или увеличивается при положительной обратной связи). Ну, в самом деле, какая разница кагэ=0,1% или 0,11%-0,09%? Но об этом инженейры сразу забывают и изобретают перпетуум мобиле, решая нелинейный дифур общего случая обратной связи линейными методами. Даёшь магнитуду амплитуды на первом периоде!

[Petr-1951]

для большей наглядности происходящих процессов вывел ток коллектора

усилитель инвертирующий, поэтому для наложения выходного и входного напряжений входное
приведено к уровню выходного умножением на Ку, а выходное проинвертировано

[Игорь Гапонов]

Ну и толку-то? Доказать, что в нелинейных цепях происходит не то, что в линейных? Что вы "открыли"? Изменяющуюся во времени нелинейную реакцию, на изменяющийся во времени непериодический входной сигнал?

[fagos]

Наши усилители работают с гармоническими сигналами - музыкой. В жестких рамках двух полярного питания и двухтактных выходных каскадов, что влечет за собой соответственно полное использование питания и соответственно полную симметрию построения, начиная с БП и заканчивая симметричной топологией ПП.
Где симметрия будет обеспечена и для всех паразитных взаимодействий - от индуктивностей, емкостей печати, между элементного взаимодействия.
Только в таком случае, при полном равенстве схемотехники и топологии можно получить приемлемую симметрию относительно сигнала - нагрузки.

Вам бы статейки в аудиомурзилки под заказ писать - отлично получается. Рекламируете "наши усилители", а что за усилители - молчок. Наши это чьих?

---------- Сообщение добавлено 20:03 ---------- Предыдущее сообщение было 19:52 ----------

Просто, как факт резюмирую полное отсутствие у обсуждающих - практического и теоретического опыта
симметричных решений и их сравнительных измерений.

Хорошая шутка, нужно записать...Собрались тут гуманитарии...

Вот если Вы подадите на вход такой меандр, как показан на фото ниже, с частотой не более 2 кГц, и на выходе получите точно, то же, что и на входе, значит с усилителем все в порядке в плане симметрии.

А теперь поясните как вы по этому дерьму собираетесь оценивать устойчивость? А ведь именно с этой целью в первую очередь прогоняют меандром.

Меандр выглядит только так, и никак иначе.
Это полностью симметричный сигнал с гармониками.
Выбросы на так называемых "полках" это гармоники, в данном случае N+20.
Если их нет, то это не меандр. По учебнику и в реальности.

Вот мой меандр. И он в реальности. А теперь потрудитесь ответить на вопрос от Shkal о ширине спектра.

[antonluba]

Вот мой меандр. И он в реальности. А теперь потрудитесь ответить на вопрос от Shkal о ширине спектра.

Для любителей симметрии таки нужно было ноль по вертикали подогнать

[Petr-1951]

Ну и толку-то? Доказать, что в нелинейных цепях происходит не то, что в линейных? Что вы "открыли"? Изменяющуюся во времени нелинейную реакцию, на изменяющийся во времени непериодический входной сигнал?

меандр - периодический сигнал! прямоугольной формы не изменяющийся во времени...

[wert]

обычно в эту элементарщину не вмешиваюсь. Но хочу напомнить
В подавляющем большинстве "букварей" по уэмзэче...
приблизительно, с точностью до той самой линеаризации
"Меандр"...изменяющийся во времени непериодический входной сигнал...
магнитуды амплитуды на первом периоде!

Да уж!

[.Васильев]

монстрик.
Мы меандром обзываем сигнал от генератора прямоугольных импульсов.
а это меандр ? Сигнал сформирован генератором DDS technology

[Игорь Гапонов]

меандр - периодический сигнал! прямоугольной формы не изменяющийся во времени...

1. У вас на скрине не так. И это видно по реакции модели.

2. И что же тогда понимать под "искажениями на первом периоде синусоиды"? Или не вы это говорили? (у периодического сигнала НЕТ ни первого ни последнего периода по определению: f(x+nT)=f(x), n- любое целое и ноль, T- любое число, не равное нулю и бесконечности, хотя и это доопределяется, поэтому "синус на первом периоде"=оксюморон ).