Амплитудные искажения гармонического спектра УМЗЧ, ООС и амплитудная характеристика.

[Игорь Гапонов]

Rova! Вы изначально сами же перевели проблему на поле, удобное для оппонентов и неудобное для сподвижников.

Причём тут "спектральные следствия"? ЧХ=АЧХ+ФЧХ же не спектр, а комплексный коэфф. передачи, т.е. линейный параметр/свойство (по определению) устройства, а не сигнала. Поэтому и искажения сигнала (его спектра), определяемые ЧХ носят название линейных. Вы взяли в пример нелинейный и тормозной усилитель. Уточняем: нелинейность его узлов/каскадов имеет слабую зависимость от скорости изменения сигнала, но сильную от амплитуды. Но любая, хоть самая отстойная, ЧХ его узлов не может иметь сильной зависимость от амплитуды. Иначе это уже нелинейная характеристика. В ведение ООС в таком усе обязательно качественно переведёт частотно независимую нелинейность в частотно зависимую. Т.е. не было НИ по скорости изменения- появидись НИ по скорости изменения сигнала. И прогноз слышимости таких искажений НЕОПРЕДЕЛЁННЫЙ - неизвестно психоакустике, что хуже 1% Кг2 на всех синусах равной амплитуды или 0,1дБ неравномерности в частотной зависимости Кг2=0,01% в усе с такой же "хорошей" (0,1дБ) АЧХ. Вот всё.

[lazertok]

Цитата:
В реальном усилителе форма выходного сигнала отличается от формы входного сигнала.
Отклонение формы выходного напряжения усилителя от формы входного усиливаемого сигнала называется искажением сигнала.
С точки зрения спектрального метода усилитель не будет вносить искажений, если спектры выходного и входного сигналов совпадают. Совпадение спектров означает, что:

П.С. а про фазовые искажения в сигнале - показал на картинке с подключением 3-х генераторов - 19/20/21кГц с одинаковым уровнем сигнала (10 Вольт).

[Игорь Гапонов]

Цитата:
В реальном усилителе форма выходного сигнала отличается от формы входного сигнала.
Отклонение формы выходного напряжения усилителя от формы входного усиливаемого сигнала называется искажением сигнала.
С точки зрения спектрального метода усилитель не будет вносить искажений, если спектры выходного и входного сигналов совпадают. Совпадение спектров означает, что:

.

На всех амплитудах "парциальных" синусов? Ведь для какого-то сочетания этих амплитуд (т.е. для конкретного входного сигнала!) может случиться, что всё чики пики. Где гарантия?

ошибка-то в том, что НИ сигнала со спошным или фрактальным спектром ДАЛЕКО не то же самое, что сумма НИ его уединённо измеренных "элементарных" полос. Нет принципа суперпозиции!

[оператор]

Уже не раз писал. Когда-то экспериментировал с выхлопом, поэтапно избавлялся от оу. Звук становился яснее, чище. По спектру единственное что заметил что по мере выкидывания оу опускалась шумовая юбка у основания первой гармоники, по сути она была похожа на результат джиттера цифрового приемника. Вот тогда и озадачился поиском возможных причин фазового шума.

---------- Сообщение добавлено 21.12 ---------- Предыдущее сообщение было 21.11 ----------



Понял, меня сбило выражение - в ближнем поле.. сорри.
В ближнем поле ачх колонки на низах снимают .

Ближняя зона, имеется в виду зона от фундаментальной палки на спектре. О поле я не писал.
Т.Е. зона фликкера. джиттера или фазовых шумов или кто как еще придумает назвать.
Совершенно верно - шумовая юбка, это и есть боковой фазовый шум.
Только один момент - нужно понимать этот шум источника или усилителя?
Мне такие измерения сделать не удалось.

А вот посмотреть на спектр пульсаций наверное можно. руки не доходят и как этот спектр соотносится с выходным сигналом? Нужно думать.

[Игорь Гапонов]

Имхо по подходу "огибающие/запонение". Сами себя ограничиваем в разнообразии слышимых звуков. Музыка и прочие завывания и ритмические постукивания () - лишь малая доля всех реальных звуков

[lazertok]

Нет принципа суперпозиции!

с точки зрения моей "позиции" в посту - всё здорово просматривается...
по всему спектру - от нуля и до максимума (от возможностей анализатора).

[anatol0]

Я в недоумении - как соотносятся умные рассуждения о

Амплитудные искажения гармонического спектра УМЗЧ, ООС и амплитудная характеристика.

и субъективное восприятие?
Или мы слушаем осциллоскоп и смотрим спектроанализатор?

[dortonyan]

Вот адекватной измериловки то и не видно - ну посмотрели спектр, ну чистый, нелинейность 3 десятитысячных...

Так спектор тоже можно смотреть поразному. Если мерить на 1кГц сигнале, и на нагрузке в виде резистора, то конечно ничего не увидеть. И анализировать характеристики устройства можно не только спектрально, но и по осциллограммам переходных процессов.
Есть же тесты на многотональных сигналах, типа 19+20кГц, или 70Гц + 10кГц, или выдача синусов "пачками". Есть тест смешанного сигнала: синус + меандр. Нагенерить сигналов можно самых разных. А еще можно нагрузить выход на комплексную нагрузку, посмотреть как УМ выходит из клиппа. Можно "вдувать" сигнал в выход УМ. Я вот очень сомневаюсь, что сделать УМ который на любых сигналах покажет эти десятитысячные доли так просто.
И это еще не касаясь ЭМС устройства. А ЭМ наводки тоже вполне измеряемы, ну или по крайней мере фиксируемы.
Да, это все трудоемко, да требует некоторой квалификации, но зато это выполнимо и главное - повторяемо. Вопрос только в том, сколько людей реально этим занимаются, макетируют, капают вопросы конструктива и т.п. Потому как это не только трудоемко, но и достаточно затратно.

Померяли ачх - 10 герц - 20к завал доли децибела. Разделение между каналами под 100 дб.

А вот это действительно бесполезные измерения.

Спектр это не просто другой взгляд на временной ряд. Этот инструмент тоже сильно несовершенен, по сути он дает статистическую картинку действительной составляющей спектрального ряда, и только.

Ну не совершенен и что с того, лучше гадать на кофейной гуще? Уши знаете ли тоже иструмент не ахти, и ничего - пользуемся Само собой разумеется спектральный анализ не есть измеритель искажений, но как инструмент косвенного измерения(индикации, оценки) вполне применимая вещь.

[Nota Bene]

и субъективное восприятие?
Или мы слушаем осциллоскоп и смотрим спектроанализатор?

Слушаем усилитель - не менее абсурдное действо
Слушаем ушами звук, акустическое воздействие, сгенерированное акустикой при помощи УМЗЧ...

[lazertok]

лично мной - высоко оцениваются измерения проведённые Зуевым
уверен, он точно знает в чем толк - как, чем и для чего это делает.

[Игорь Гапонов]

с точки зрения моей "позиции" в посту - всё здорово просматривается...
по всему спектру - от нуля и до максимума (от возможностей анализатора).

Теперь воткните на вход шум с равномерной или какой-то ещё спектральной плотностью "от нуля до максимума" и отселектируйте в выходной смеси его линейные и его же, но нелинейные искажения. Это и есть доказательство отсутствия или присутствия НИ на выходе для шумов "такого класса". А не гормональная избыточность тощих синусов. Очевидно, что для "оды радости" НИ будут другие, гораздо жирнее. Т.е. "у публики" просят любые сигналы, подают на вход усилителя, и показывают, что на выходе НИ вот стоко-то... И только после этого начинают заниматься психоакустикой, выяснять "почему НИ , а не ЛИ" и т.д.. Без этого - переливания из пустого в порожнее.

Собственно, я с Вами принципиально расхожусь только в одном пункте, что тянет на несогласие с дальнейшей Ваше методой (неаддитивность нелинейных свойств, в данном случае двух девайсов - УМ+ЗК)

"проверять спектр на муз. сигнале - бесполезно".

Но соглашаясь в том, что после селекции НИ разлагать их в спектр - таки бесполезно

[anatol0]

Слушаем усилитель - не менее абсурдное действо

А тысячные доли процента КНИ УНЧ на фоне процентов АС - где будем дальше снижать?

[Игорь Гапонов]

А тысячные доли процента КНИ УНЧ на фоне процентов АС - где будем дальше снижать?

Где объективное доказательство, что на "одной и той же оде радости" с заданной громкостью (экв. мощностью) НИ АС больше/меньше, чем НИ УМ?

[anatol0]

Где объективное доказательство, что на "одной и той же оде радости" с заданной громкостью (экв. мощностью) НИ АС меньше, чем НИ УМ?

Да очевидно - искать не там, где потеряли, а где светлее...
Старая песня о том, что у УНЧ одни искажения, а у АС - другие...

[Игорь Гапонов]

Да очевидно - искать не там, где потеряли, а где светлее...
Старая песня о том, что у УНЧ одни искажения, а у АС - другие...

Нет, одни и те же - нелинейные, и "алгебраическое суммирование" для них не работает. Это уж точно самый светлый и негасимый фонарь. Поэтому - "несравнимость Кг" - отговорки. И поэтому результат: ладно, под фонарём, но причин деградации "на НИ УМа" точно нет - огромный и вот такой вот настоящий результат прямого эксперимента.

Ну, всё же в "прибор" упирается. Допустим, есть такой - на вход "оду радости", после селекции - "НИ оды радости" на клеммах АС и на микрофоне около уха. Смотрим на картинки - о да! на клеммах в 10 (мульён) раз меньше, чем на микрофоне...

[anatol0]

Нет, одни и те же - нелинейные, и "алгебраическое суммирование" для них не работает. Это уж точно самый светлый и негасимый фонарь. Поэтому - "несравнимость Кг" - отговорки. И поэтому результат: ладно, под фонарём, но причин деградации "на НИ УМа" точно нет - огромный и вот такой вот настоящий результат прямого эксперимента.

Да почему нелинейные? Берём АЧХ - у УНЧ полоса вниз до 5 Гц легко получается, а у АС?

[Игорь Гапонов]

Так потому, что с линейными-то измерениями, всё уже ясно (включая неминимальнофазовые). Рум-коррекшн тому практическое подтверждение - научились быстро измерять = научились уменьшать. Осталась УМ-коррекшн

Вот тут-то нелинейная коррекция и сработала бы - "истинная" ЭМОС по смещению, т.к. ограничение снизу в АС связаны прежде всего с ограниченной из-за НИ экскурсией диффузора (апертуры). А наладонные киловаты до 200Гц уже имеются.

[bukvarev]

1. На первый взгляд формантные искажения - вполне себе привлекательная идея. Интуитивно кажется, что лучшие результаты будет иметь система с искажениями, не зависящими (либо в малой степени) от частоты. Т.е. приближающаяся к безинерционной. Но вот практическую ценность всех этих статей легко подвергнуть сомнению простым фактом: измерение разности входного и выходного сигналов современного высоколинейного УМЗЧ находится в районе уровня шумов. Хоть в широкой полосе измеряй, хоть пооктавно, хоть на шуме, хоть на реальном сигнале.

2. Само по себе преобразование Фурье - лишь один из бесконечного множества способов преобразования линейного пространства, обратимое с заранее известной точностью. И ни какой "статической картинки" оно не дает, просто энергия нестационарных искажений распределяется по большому количеству векторов (базис оказывается не контрастным, неудачно выбранным). Возможно, что для некоторых типов помех и искажений можно найти либо удачную фильтрацию в частотной области, либо - более контрастный базис. Их разных - пруд пруди, на все случаи жизни. Кстати, очень неплохим для тестов на линейное воздействие является дискретное преобразования Лежандра. А вот, к примеру, динамическую нелинейность, при которой фронт и срез тестового сигнала подвергаются различным безинерционным нелинейным преобразованиям, и Фурье "увидит" замечательно.

3. "Юбка" вблизи спектральных компонент не широкая, и ее уровень быстро уменьшается с удалением от этих компонент по частоте, что говорит об узкополосном воздействии на суммарный сигнал (либо инерционности системы). Например, проблемы с питанием, тепловая нестационарность, повышенный низкочастотный шум каскада сравнения, но вряд ли это вызвано фильтрацией фазовых искажений каскадов УМЗЧ за счет цепи ОООС. Не та ширина полосы.

ЗЫ. Вообще мне кажется, что решать проблему "в целом" - путь не самый быстрый. Иначе можно до бесконечности обсуждать вопросы оценки корреляционных функций случайных процессов при разных видах нелинейностей системы .
Нужно постараться упростить схему исследования, и вводить искажения в модель системы поочередно.
Если у кого есть пол-годика абсолютно свободного времени, хорошая звуковуха, качественные наушники, Matlab/LabView, то смоделировать и динамическую нелинейность, и частотную зависимость искажений, и.т.д не представляет труда. Как по отдельности, так и вместе. Уверен, на слух характерные особенности искажений будут различимы. А после уже - добраться и до взаимодействия "АС-УМ". Здесь только вопрос времени и желания .

[Игорь Гапонов]

1. ...Но вот практическую ценность всех этих статей легко подвергнуть сомнению простым фактом: измерение разности входного и выходного сигналов современного высоколинейного УМЗЧ находится в районе уровня шумов. Хоть в широкой полосе измеряй, хоть пооктавно, хоть на шуме, хоть на реальном сигнале.

2. ...

3. ...


Нужно постараться упростить схему исследования, и ... А после уже - добраться и до взаимодействия "АС-УМ". Здесь только вопрос времени и желания .

Подождите-подождите...

После утверждений первого пункта вплоть до постскриптума - лишнее усложнение. Т.е. берём шум (оду радости) на выходе и шум (оду радости) на входе, сравниваем и получаем разность на уровне тепловых шумов и наводок, спектр которых, в общем-то уже долампочки, так? И давно Вы этот опыт проделывали? Ведь и смысла тогда уже нет борьбы с УМами, и этих всех веток и разделов по "проблемам усиления" - оно ж уже побеждено, осталось микросхемку сделать. Поделитесь картинками, плиз.

Основания. Спектральная плотность шума НЕЛИНЕЙНОЙ природы для случая равномерного спектрального распределения эквивалентна величине уровня "гармоники с юбкой в 1Гц" выше "полки" этого шума в корень квадратный полосы пропускания раз. Т.е. по нашим баранам (20кГц) +43дБ (сто сорок раз). При этом нет никаких оснований утверждать, что уровень нелинейного шума пропорционален ширине спектра тест-сигнала. Другими словами - "арифметический прогноз" по измерениям "на Кг" занижает уровень продуктов НИ для широкополосных сигналов на порядки.

[bukvarev]

Поделитесь картинками, плиз.

К сожалению, на данный момент не располагаю . Но в этом направлении в редкие свободные минуты потихоньку двигаюсь, и подобный опыт конечно проделаю. По готовности своей железки.. .
Тема достижимой точности прямого сравнения поднималась, если не изменяет память, в ветке про СЛА. И в ZD-50.

Что же касается проблем звукоусиления, то на просторах Инета все уже много раз обсуждалось. И в этой теме - просто очередной круг. В том смысле, что тема поиска "новых видов" искажений действительно актуальная, различаются же по звучанию интегральные ОУ с очень низкими искажениями, но практически почему-то оказывается безрезультатной .