УМЗЧ с ОС по вычитанию искажений

[Yauhen]

Уважаемые господа,
Как-то в №3 «Радио» за 1997г. обнаружил статью О.Русси «УМЗЧ с обратной связью по вычитанию искажений». Тема заинтересовала своей революционностью. Однако в Интернете практически нет её обуждений. Нашёл здесь, у Konkere, ветку двухлетней давности, да и та короткая, и состоит из высказываний двух-трёх человек. Странно, ведь похоже, О.Русси дело говорит.
Если кто-то всерьёз отрабатывал этот усилитель или хотя бы идею, огласите результаты, плиз. Также буду рад любым высказанным мнениям на эту тему.
Теория в изложении автора здесь: http://russi.boom.ru/Osfi.htm
Статья об усилителе здесь:

[LabAT]

До чего же мелочны придирки.
Вот нашёл в сети определение:

Ну, почему сразу «мелочны». Точные науки требуют точного отношения к формулировкам.
Я говорю о сложении гармоник, подразумевая алгебраическое сложение, а некоторые мне в ответ говорят, что там вычитание или того хуже давай, мол, векторами складывать. Так вот, ничего этого не нужно, достаточно простого алгебраического сложения.
Для особо «одаренных» еще раз.
Например, сигнал генератора имеет гармоники, каждая из которых может иметь произвольную фазу, относительно основной частоты, а общий коэффициент гармоник равен некоторому значению Кг. ИНИ определяет это значение без всякого ориентирования на фазы гармоник, тем более что и «отыскать» эти фазы он не может, тем более что и не нужны они ему. Измеритель нелинейных искажений определяет среднеквадратичное значение суммы всех гармоник сразу. Точность измерений ИНИ, да, сегодня недостаточна, но это не меняет существа вопроса. Предположим для простоты, любую точность. «Фазы» не понадобились, и вектора складывать не пришлось.
Теперь анализатор спектра, может он видит фазы гармоник усилителя? Так нет, они ему тоже не нужны. Почему, да потому что все фазы уже учтены там внутри усилителя, кстати, усилитель умеет складывать гармоники более точно и способом несравненно более точным, чем вы все вместе взятые.
Ни один анализатор не сможет увидеть сразу ни две 2-ые, ни две 3-тьи, ни две какие-либо еще гармоники, сдвинутые по фазе. А как он это сделает? Никак, потому что их в сигнале просто НЕТ!!! Анализатор может увидеть гармоники или на входе, или на выходе усилителя, но в обоих случаях, это нечто уже суммарное. Разложить суммарный сигнал на выходе усилителя, можно только в голове с математикой, в общем виде, и только если знать что там было на его входе. Более того, определить фазу будет все равно невозможно, будет бесконечное число вариантов фазового сдвига и амплитуд, для каждой гармоники. Значение спектральной линии выделенной гармоники будет одно, а возможных вариантов формул описывающих это значение будет бесконечность. Так анализатор спектра не знает формул, поэтому определяет только одно истинное значение, каждой гармоники совсем просто, из сигнала на выходе усилителя отфильтровывает полосовыми фильтрами частоты кратные натуральному ряду чисел и получает спектральные линии гармоник. Амплитудные значения получают из относительных значений спектрограммы, дальше алгебраическое сложение и все. Даже амплитуды рассчитывать не нужно, можно все в относительных величинах рассчитать, они ведь пропорциональны. А разве требуется еще что-то?

Дело не в самом сложении, Вы используете арифметическое сложение\вычитание там, где надо использовать тригонометрическое сложение\вычитание, вот где путаница.

Верно только, если Вы имеете прибор с таким фильтром, что его собственные искажения меньше тех, которые Вы пытаетесь измерить, но что-то я не видел промышленных приборов, измеряющих меньше 0.001% таким способом, и как же Вы собираетесь достоверно мерять свой усилитель этими приборами?

Раз Вы это понимаете, зачем все эти Ваши разговоры про приборы ИНИ, коэф. гармоник и среднеквадратичное значение, если это всё не оценивает качество усилителей? Измерение спектрального состава искажений намного объективней, но не теми методами и расчётами, которые Вы используете.

Верно, генераторов с Кг=0,000 000 1% еще нет, ну не успел пока, извините. Кстати не только генераторов, все приборы, существующие сегодня, уже могут не удовлетворять современным требованиям. Только почему Вы решили, что я собственными руками буду писать диссертации дебилам, или продвигать промышленность врагам, с которыми рано или поздно придется воевать? Здесь на форуме, как и на любом форуме мира, есть свои «засланные казачки», пытающиеся выудить хоть какую-то информацию для своих хозяев, или заморочить голову каким-нибудь «выдуманным фактом», им любое на пользу. Да и ваши операционные системы уже априори напичканы «шпионами». Вот и ко мне все время лезут, только у меня на этом ПК ничего нет, так что не лезьте, пожалуйста, впустую.

Формула (Кг%)^2=(U2^2+U3^2+…+Un^2)/U1^2 она для Вас достоверна, или здесь должно быть еще что-то, что неучтено? По этой формуле рассчитывают Кг, это амплитуды спектральных линий. Спектральные линии тоже не учитывают какие-то фазы? Фазы между чем и чем?
Примеры разных методов измерений, для того, чтобы объяснить Вам, наконец, что те фазы, о которых Вы постоянно говорите, незачем не только учитывать, но даже вспоминать о них незачем, если есть уже определенный Кг. Или Вы сомневаетесь в достоверности измерений? Тогда распишите на основании какого-то значения Кг, фазы хотя бы для одной гармоники достоверно и объясните, откуда получили именно те фазы, а не другие. Если сможете, только, пожалуйста, не затягивая, не позднее конца 21 века, уложитесь?

Теперь о формуле (Кг%)^2=(Кг1)^2+(Кг2)^2+…+(Кгn)^2, где общий Кг% равен корню квадратному из суммы квадратов Кг последовательно включенных n усилителей (каскадов). Вы утверждали, что формула не верна. Эта формула совершенно верна, для всех случаев. Источника, где приводилась бы эта формула, не помню, и не нашел, поэтому вывел доказательство сам. Из более простой формулы (Кг%)^2=(Кг ген.)^2+(Кг усил.)^2 следует, что если известен общий Кг% усилителя и источника сигнала, то, зная (Кг ген.) источника сигнала легко рассчитать и (Кг усил.) самого усилителя. Вектора и здесь не нужны. Сомневаетесь?
Значение Кг – это значение среднеквадратичное, поэтому отрицательных значений не имеет, под корнем только положительные значения квадратов гармоник. Если усилитель не вносит нелинейности, то одно из слагаемых будет равно нулю, ни фаз, ни амплитуд гармоник нет, поэтому не изменится ни Кг, ни уровни спектральных линий в спектре усилителя, будут видны только спектральные линии источника сигнала, и только такими, какие они у него есть. Кг%=Кг ген.
Фазы могут быть и 120 градусов, они вообще могут быть любыми, НО!!! Вы никогда не узнаете их истинных значений, они гипотетические. Это непонятно?

Вспоминается один случай.
К преподавателю приходят два ученика, абитуриента, чтобы подготовиться к вступительным экзаменам в ВУЗ, уже достаточно взрослый парень после армии и выпускница школы. Преподаватель, подразумевая вероятный уровень их подготовки, дает им задания, они решают, а если что непонятно, спрашивают. Вдруг парень задает вопрос, от которого у преподавателя на голове что-то зашевелилось. Вопрос явно не уровня средней школы, а что-то между 5-6 классами. Преподаватель посмотрел на парня, тот невозмутимо ждет ответа, девица оторопела.
– Знаешь, а ты мне начинаешь нравиться.
– А вот ты, – обратился преподаватель уже к девице, – никогда бы не задала такой вопрос, ты постеснялась бы показаться невеждой. А ему, нужно не мнение о его знаниях, а знания.

Я здесь – этот парень, а вы, оппоненты, здесь уж точно играете не роль преподавателя.

[viktor8m]

ИНИ определяет это значение без всякого ориентирования на фазы гармоник, тем более что и «отыскать» эти фазы он не может, тем более что и не нужны они ему.

Совершенно верно, и если собственные искажения (вернее гармоники) от фильтров и усилителей (т.е. вся часть до самогО измерителя среднеквадратичного значения) ИНИ на порядок меньше, чем измеряемые искажения (вернее гармоники с теми же номерами), то показания можно вполне считать достоверными. Но мне кажется, что Вы и здесь не учитываете момент собственных искажений ИНИ.

Теперь анализатор спектра, может он видит фазы гармоник усилителя? Так нет, они ему тоже не нужны. Почему, да потому что все фазы уже учтены там внутри усилителя

Вы упорно повторяете это ошибочное утверждение, хотя я уже несколько раз предупреждал о сравнительно больших (как правило порядка -100дБ и хуже) гармониках, которые создаёт аналоговая часть анализаторов спектра, особенно микросхема АЦП (и приводил популярное решение, как это обойти), поэтому не все фазы учтены внутри усилителя, забываете о фазах гармоник измерительного прибора (как и в случае с ИНИ).

все приборы, существующие сегодня, уже могут не удовлетворять современным требованиям

Вообще-то есть фокус (не точный, но погрешность обычно менее 100%) померить искажения (только коэф. гармоник, не отдельные гармоники) на порядки меньше, чем может измерительный прибор (измерительная схема есть в даташитах на многие звуковые ОУ).

Только почему Вы решили, что я собственными руками буду писать диссертации дебилам, или продвигать промышленность врагам, с которыми рано или поздно придется воевать?

Не понял это предложение. Я Вам ничего не предлагал раскрывать, я лишь предложил Вам использовать собственный метод уменьшения искажений и спаять самому себе генератор с малыми искажениями.

Формула (Кг%)^2=(U2^2+U3^2+…+Un^2)/U1^2 она для Вас достоверна, или здесь должно быть еще что-то, что неучтено? По этой формуле рассчитывают Кг, это амплитуды спектральных линий. Спектральные линии тоже не учитывают какие-то фазы?

В большинстве программ не учитывают, поэтому амплитуды не верны, поэтому и формула приводит к неправильным результатам.

Фазы между чем и чем?

Уже десять раз говорил, между гармониками от разных мест возникновения (включая измерительный прибор) одного номера (одной частоты).

[Edgar]

Теперь о формуле (Кг%)^2=(Кг1)^2+(Кг2)^2+…+(Кгn)^2, где общий Кг% равен корню квадратному из суммы квадратов Кг последовательно включенных n усилителей (каскадов). Вы утверждали, что формула не верна. Эта формула совершенно верна, для всех случаев. Источника, где приводилась бы эта формула, не помню, и не нашел, поэтому вывел доказательство сам.

Формула подобная подходит ТОЛЬКО для некоррелированных искажений типа шумов. Например, когда искажения, вносимые разными каскадами совершенно разные и непредсказуемые и мы можем учесть их только статистически. Если каскады идентичны, формула работать не будет, искажения начнут складываться совсем иным образом. Даже если мы знаем передаточные характеристики каждого из каскадов, и то мы всегда получим отличный от этой формулы результат.

Как пример. Пусть есть два каскада с передаточной характеристикой Y=a*x + b*x^2.
На выходе первого получаем Y1 = a*x + b*x^2. Коэффициент гармоник грубо K = b/2a*100
На выходе второго Y2 = a*Y1 + b*Y1^2 = a^2*x + a*b*x^2 + b*(a^2*x^2 + 2a*b*x^3+b^2*x^4) Коэффициент гармоник можете сами посчитать и сравнить с "формулой".

[Johny]

усилитель умеет складывать гармоники более точно и способом несравненно более точным, чем вы все вместе взятые

Про умение усилителя, хотелось бы поподробнее.
Чегой-то он там складывает? Где у него складывалка прячется?
Может, как у Высоцкого: ".. он что-то сложил, подъитожил, перемножил. И, оказалось, что сидел я десять лет!"

[shkal]

LabAT, Всё понятно.

Забудьте про спектроанализаторы, измерители ИНИ и дайте ответ на простой вопрос.
На входы идеального сумматора поданы два синуса со сдвигом фазы: sin(w*t) и sin(w*t+Fi) ; Fi - некоторая константа.
Что у него будет на выходе?

[AS79]

shkal,

Offтопик:
Вы все с факелом

[SAPR]

Offтопик:

Вы все с факелом

Эстафета олимпийского огня.

[Johny]

Эстафета олимпийского огня

Offтопик:
В поле невежества

[SAPR]

Недостатки - ОУ усиливает в 2 раза.

Это наиболее просто (считать). Можно Ку ОУ --> 1 (ровно 1 не получится). А смысл? Зато 2 - вплоть до нескольких мГц. Ну и буфер по входу не нужен - регулятор громкости легко прицепить.

[fakel]

shkal,

Offтопик:
Вы все с факелом

Ну да, а я с вами!

[SAPR]

Offтопик:

Ну да, а я с вами!

Ты бы хоть посмотрел куда присоединяешься.

[Серый Мыш]

А смысл?

Да ради бога... Но если завтра придёт другой "SAPR" и нарисует схему без недостатков ? То "куда вы раньше смотрели" - точно скажет

[Vovk]

Offтопик:

Ты бы хоть посмотрел куда присоединяешься.

[SAPR]

? То "куда вы раньше смотрели" - точно скажет

ОУ (А1) в неинверте. меньше 1 все равно не получится. 1 - заманчиво, если применить следящее питание для ОУ, то это будет намного лучше малосигнального режима - ОУ просто в реж. покоя (относительно своих выводов). Но возникают некоторые проблемы (в т.ч. с коррекцией). Вообще то, нужно просто вывести формулу для всей схемы с замкнутой осью (в зависимости от номиналов и передаточных ф-й А1 и А2), тогда все проще. Но пару моих попыток к успеху не привели . Трехэтажные многочлены, блин, где-то ошибка появляется. Ну, соберусь с силами, на днях посчитаю.

[Серый Мыш]

Вот схема для TDA2050 и LM318 - проверка на работоспособность :

[SAPR]

Правда охватил ОУ двухполюсной ООС

Зато обошёлся без дросселя.

Мне так тоже больше нравится.

[Серый Мыш]

Вот в инвертирующем виде, на выходе ОУ так 10% входного сигнала. Коррекцию подгонял под LM318, но работает со всеми "знакомыми" по симулятору ОУ. Даже с "капризным" LF357. С OPA134 OPA353 итд. TDA2050 это бывшая OPA541 чуть испорченная мной.
Номиналы резисторов, чтоб повысокоомнее - взял из схемы композита Васильева - пробовал тут на днях.
Тоже оченно неплохо получилось - попытайте

AD8066 утопил весь спектр искажений ниже 1nV - нахально!

[.Васильев]

Красивая схема.Одно только мне непо душе. Не малосигнальный режим ОУ.

[Серый Мыш]

Не малосигнальный режим ОУ.

Подумай про ЦАПу и успокойся - входные вольты для уся откуда пришли? То-то же!
Кстати в последней схеме ОУ в номинале выдает так 100-200мВ. Так что структуру ООС перенести и на дискретный усь - имело бы смысл.

[SAPR]

Вот в инвертирующем виде,

Я с этого и начинал. Но тогда буфер по входу. А он уж точно не малосигнальном режиме.