Глубокая ООС и динамические искажения в УМЗЧ

[Teoretic]

Динамические искажения.pdfНаверное, это надо было сделать намного раньше, но лучше поздно, чем никогда.
Надеюсь, эта тема внесет некоторую ясность в вопрос о глубокой ООС.

Сама заметка:
http://minus.com/lbwxxedETMAj0

Выкладываю в pdf, там формулы и рисунки.

Модели в MicroCap8:
http://minus.com/lbuW9uqjOJEmpQ
http://minus.com/lba5ivZ94guuqV

Вот плод коллективных трудов, исправленная заметка и модели.
tim2.cir
tim1.cir
Динамические искажения.pdf

[korolkov24]

Во-первых, надо отвязывать входы компараторов ещё буфером.

Не надо, ток на входе компаратора появляется только в момент сравнения, то есть у клипа, да и то он пренебрежительно мал.

Во-вторых, а куда дальше сигнал команды клиппинга поступает?

А это уже коммерческая тайна. LM13700 или полевой транзистор.
Если интересно то, вот так делают QSC и клоны.
Transconductance Amplifiers имеет токовый выход, и когда выходной каскад у него обесточен, то нет никакого влияния.

Offтопик:
О сколько нам открытий чудных...

[Mepavel]

А это уже коммерческая тайна. LM13700 или полевой транзистор.
Если интересно то, вот так делают QSC и клоны.

Ну в общем понятно, что надо городить дополнительный каскад на ОУ, через который должен проходить звук. А это уже большая гадость. Потому нет ничего лучше нормального естественного клиппинга.

Offтопик:

О сколько нам открытий чудных...

Да нет. Такие лимитеры я уже много раз видел.

[ViktKors]

Offтопик:

нет ничего лучше нормального естественного клиппинга.

"Нормальный естественный клиппинг" это примерно как заливать в бак авто ослиную мочу. Нет ничего более нормального чем ездить на всем, что может оказаться на заправке, только вот требовать это можно (и нужно) от ГАЗ66, но никак не от феррари. А если уж кто заправил продвинутый двигатель раствором ржавчины - ну злобного буратину искать далеко ходить не надо.
Только вот на таком фоне разговоры, что это двигатель у феррари - отстой, являются характеристикой не двигателя, а заявляющего.

[korolkov24]

Ну в общем понятно, что надо городить дополнительный каскад на ОУ, через который должен проходить звук. А это уже большая гадость.

Да нет. Такие лимитеры я уже много раз видел.

Это самый простой вариант, о чём я писал выше.
Если углубляться в тему, то обнаружится очень много схемных решений, без дополнительных каскадов и даже схемы реализации ламповых ограничений на управляемых усилителях и.т.д.

Offтопик:
Всё знать невозможно даже в 50, занимаясь этим профессионально и при наличии таланта.

Есть интересный вариант на полевом транзисторе в кроссовере "Беренджер", достойный компрессор "Фендер", "Алесис" и.т.д, всё в сети.

[Mepavel]

ViktKors, Вы что-то путаете, под нормальным клиппингом я понимал вот это.



При чём здесь раствор ржавчины я не понимаю.

Offтопик:

Только вот на таком фоне разговоры, что это двигатель у феррари - отстой, являются характеристикой не двигателя, а заявляющего.

Это Вы сейчас сопоставляете двигатель от феррари усилителю ZD-50, а мой усилитель сравниваете с ГАЗ66?! Входной сигнал - никак не является аналогом того топлива, на котором работает двигатель. Входной сигнал разумнее сравнивать с дорогами или с манерой вождения водителя. А топливо с источником питания УМ.

[audiomun]

кто мешает делать усилители в классе А с неглубокой ООС?

Здоровый максимализм здесь считаю - класс А с глубокой ООС. А всякие лимиттеры, якобы не вносящие искажений в звук(это фантастика!!!) - всякий товар, даже плохой, всегда находит своего потребителя - кому нравится, пусть слушает, его право. Вячеслав

[Mepavel]

Здоровый максимализм здесь считаю - класс А с глубокой ООС.

Если будете делать с инерционным ВК, то получите транзисторное звучание (в т.ч. динамические искажения). В общем очень плохой усилитель.

[ViktKors]

ViktKors, Вы что-то путаете, под нормальным клиппингом я понимал вот это.



При чём здесь раствор ржавчины я не понимаю.

1. На картинке "жесткий" клиппинг. Штука взрывающая мозг (и подчас жгущая пищалки) своим зудением. Полfгаю, Вам не нужно объяснять, какой спектр искажений порождает подобное ограничение.
Куда проще пожертвовать линейностью последних 2 дБ громкости и "размазать" ограничение по этому диапазону.
Можно заметить, что даже простое снижение максимальной громкости на такую величину "на слух" несущественно, хотя и пугает сторонников "высокого КПД".

Беда только если сторонник высокого КПД предпочитает "клиппированыый" звук, который и в самом деле значительно "энергичнее" чистого. ИМХО, в основном за счет уширения спектра и субъективного значительного увеличения громкости. Впрочем, путь "гармонизатора" звука тернист, извилист и способен доставить массу положительных эмоций.

2. По хорошему, каждую функцию должно выполнять устройство специально для этого предназначенное. УНЧ - устройство для усиления сигнала. Аналогично, для ограничения сигнала нужен ограничитель.

Усилители высокой верности, как правило, имеют сложные схемы коррекции, которые обеспечивают высокие параметры в нужной области ценой снижения универсальности. В частности, ценой "замысловатого" поведения при перегрузке.
Точно так-же как "продвинутость" двигателя не предполагает того, что он выживет на бодяге вместо топлива.

Естественно, можно сделать двигатель который переварит все, что угодно. Можно сделать глубокооосный усилитель, который переварит перегрузку. Только и в том и в другом случае проще/дешевле (и главное, все-таки лучше!) не заливать дрянь и не перегружать УНЧ.

[Mepavel]

На картинке "жесткий" клиппинг. Штука взрывающая мозг (и подчас жгущая пищалки) своим зудением. Полfгаю, Вам не нужно объяснять, какой спектр искажений порождает подобное ограничение.

Это нормальный клиппинг. В даташите LME49810 - такой клиппинг считают soft-клиппингом.
Разумеется, если слушать музыку и так зажатую под динамическому диапазону, то мощной дозы ВЧ гармоник не избежать в любом случае. Особенно, если степень перегрузки очень велика. Но как показывает практика, при небольшой перегрузке на отдельных фрагментах усилитель звучит нормально. И нет типичного рваного звука. Это всё равно, что гитарный дисторшен на быстродействующем ОУ звучит чётко и ровно, в противовес каким-нибудь однотактным схемам с захлебывающимся звуком.

[ViktKors]

Offтопик:

Входной сигнал разумнее сравнивать с дорогами или с манерой вождения водителя.

Пускай. На гоночной трассе феррари уместен, среди сопок - смешон. Всему свое место.

Кстати, простейшие схемы УНЧ с мелкой ООС и однополюсной коррекцией неплохо сопротивляются перегрузке. И тем не менее, во всех проф применениях лимитер - отдельный (весьма ответственный!) инструмент.
При "практику-критерий истины" слышали?

[Audiomaniac]

На всякий случай напомню, что типичный 6.5" динамик на НЧ вылетает из линейного режима уже после 5-6 вт вдуваемой мощности (по Xmax). Поэтому чего там собираются слушать любители клиппировать 50вт усилители - для меня полная загадка.. лютый хаенд будет, этточно.

[Mepavel]

Куда проще пожертвовать линейностью последних 2 дБ громкости и "размазать" ограничение по этому диапазону.
Можно заметить, что даже простое снижение максимальной громкости на такую величину "на слух" несущественно, хотя и пугает сторонников "высокого КПД".

Опять же Вы сейчас рассуждаете о музыке, у которой настолько сжат динамически диапазон, что 2 дБ запаса по уровню может хватить. А если у меня регулятор тембра?

---------- Добавлено в 13:05 ---------- Предыдущее сообщение в 13:01 ----------

2. По хорошему, каждую функцию должно выполнять устройство специально для этого предназначенное. УНЧ - устройство для усиления сигнала. Аналогично, для ограничения сигнала нужен ограничитель.

Если так рассуждать, то цепочка прохождения звукового сигнала будет слишком длинная. А как это сказывается на качестве звука (в т.ч. и наводках, и шумах) я думаю напоминать не стоит.

[ViktKors]

Не очень "жесткий" клиппинг вот:

Опять же Вы сейчас рассуждаете о музыке, у которой настолько сжат динамически диапазон, что 2 дБ запаса по уровню может хватить.

Поясните пожалуйста. Вы что предлагаете ужимать 50 дБ динамического диапазона симфонической записи посредством клиппинга в УНЧ???

Тогда я умываю руки, посыпаю голову пеплом и скорблю о напрасно потерянном времени.
Всего доброго Вам.

[Mepavel]

На всякий случай напомню, что типичный 6.5" динамик на НЧ вылетает из линейного режима уже после 5-6 вт вдуваемой мощности (по Xmax).

Вот именно. Нет смысла делать сверхглубокую ООС, чтобы получить THD в минус 150 дБ в компьютерном симуляторе. Это просто паранойя и излишняя амбициозность людей.

[Johny]

и скорблю о напрасно потерянном времени

Наконец-то дошло.

[Mepavel]

Поясните пожалуйста. Вы что предлагаете ужимать 50 дБ динамического диапазона симфонической записи посредством клиппинга в УНЧ???

В том-то и дело, что нет! Вы сами же ответили на этот порос. В симфонической записи 50 дБ, поэтому 2 дБ Вашего "мягкого" клиппинга вообще капля в море. Ну и пусть в некоторых моментах усилитель перегрузится на 2-5 дБ, попасть с уровнем громкости всё равно сложно.

---------- Добавлено в 13:14 ---------- Предыдущее сообщение в 13:11 ----------

Не очень "жесткий" клиппинг вот:

Если на вход поддать по больше, то "не очень жесткий" будет "жёстким".

[audiomun]

И тем не менее, во всех проф применениях лимитер - отдельный (весьма ответственный!) инструмент.

Не понимаю, зачем сюда впутывать еще и профессиональную звукоусилительную аппаратуру? Вот здесь точно будет уместным сравнение Феррари с ГАЗ-66 - не в пользу концертных усилителей, ибо у них одна задача - отыграть надежно и громко, с некоторой претензией на качественный звук(далеко не всегда, причем), ничего общего с действительно высококачественным звуком не имеющая. И так закопались уже по самые уши в обсуждении банальной темы - конца не видно. Вячеслав

---------- Добавлено в 13:39 ---------- Предыдущее сообщение в 13:15 ----------

Вы что предлагаете ужимать 50 дБ динамического диапазона симфонической записи посредством клиппинга

Запись с таким динамическим диапазоном прекрасно воспроизводится без всякого захода в клиппинг, не вижу никакой взаимосвязи здесь(динамический диапазон качественной записи симфонического оркестра не меньше 65 дБ). Вячеслав

[Mepavel]

Запись с таким динамическим диапазоном прекрасно воспроизводится без всякого захода в клиппинг, не вижу никакой взаимосвязи здесь(динамический диапазон качественной записи симфонического оркестра не меньше 65 дБ). Вячеслав

Объясню. Предположим пользователь начинает прослушивание записи на тихом фрагменте. Устанавливает уровень громкости, что бы комфортно его слышать. Но где гарантия, что при этом уровне громкости усилитель не уйдёт в перегрузку на другом фрагменте? Вот слушатель и установит такой уровень громкости, чтобы и перегрузка была небольшой и было слышно тихие фрагменты. Тем более при динамическом диапазоне в 65 дБ это запросто.

[sia_2]

Offтопик:

"Нормальный естественный клиппинг" это примерно как заливать в бак авто ослиную
мочу. Нет ничего более нормального чем ездить на всем, что может оказаться на заправке, только вот требовать это можно (и нужно) от ГАЗ66, но никак не от феррари. А если уж кто заправил продвинутый двигатель раствором ржавчины - ну злобного буратину искать далеко ходить не надо.
Только вот на таком фоне разговоры, что это двигатель у феррари - отстой, являются характеристикой не двигателя, а заявляющего.

Вот такая "ослиная моча" пойдет ?
Продукт самый что ни на есть натуральный, с осциллографа и AWG

[ViktKors]

В том-то и дело, что нет! Вы сами же ответили на этот порос. В симфонической записи 50 дБ, поэтому 2 дБ Вашего "мягкого" клиппинга вообще капля в море. Ну и пусть в некоторых моментах усилитель перегрузится на 2-5 дБ, попасть с уровнем громкости всё равно сложно.

Если на вход поддать по больше, то "не очень жесткий" будет "жёстким".

Но где гарантия, что при этом уровне громкости усилитель не уйдёт в перегрузку на другом фрагменте?

Рис: