Амплитудные искажения гармонического спектра УМЗЧ, ООС и амплитудная характеристика.

[korolkov24]

Нет, это зафиксировано на коротких импульсных

Дайте пожалуйста ключевые слова или ссылку, на эти исследования.
Несложные математические измышления приводят к тому, что человек должен слышать минимальную длительность импульса, соизмеримую с слышимой фазовой задержкой, а если это периодические импульсы, то значит человек слышит 500кГц - сомневаюсь.

[теоретизирующий практик]

Дайте пожалуйста ключевые слова или ссылку, на эти исследования.
Несложные математические измышления приводят к тому, что человек должен слышать минимальную длительность импульса, соизмеримую с слышимой фазовой задержкой, а если это периодические импульсы, то значит человек слышит 500кГц - сомневаюсь.

Если "НЕСТЛЕ" поручила провести исследования учёным, и они обнаружили, что кофе благотворно влияет на сердечную мышцу, и увеличивает продолжительность жизни, то что-же, Вы тоже будете сомневаться в результатах? . Зачем Вам первоисточники? Заказчик обычно остаётся в тени.
-Сомневающийся-

[Костя Мусатов]

Только вот уши и математика с ними не согласны даже в линейной среде (до входа в слуховой канал - чтоб наверняка сантиметра три линейности до барабана оставалось). https://forum.vegalab.ru/showthread.p...=1#post2038257

Я что-то не нашел там аргументов, что слышно. Пример с пощелкиванием и одним ухом не корректен. Человек не способен указать направление на один щелчок. При движении источника меняется, например, АЧХ приема, и тогда появляется домысливание об направлении на источник.

[bukvarev]

В общем, потихоньку начал.. .
Сперва хочу исследовать, как выглядит эта "динамическая фазовая нелинейность" при разных сигналах. Пока посмотрел одиночную гармонику и двухтоновый.
Модель выбрал дискретную по времени, поэтому искаженный сигнал имеет нижнюю полку, определяемую квантизацией.
Тип модуляции - временная, коррелированная.
При амплитуде модуляции 10 мкс частота квантования была 128 МГц, при амплитуде модуляции 1 мкс - 1280 МГц.
Общая модель: S_out = S_in(t - delta + S_in(t)/max(|S_in(t)|)/delta).
Вот картинки. На спектрах ось Y - в дБ. По оси частот оставлял только существенную часть спектра. Все, что правее имеет примерно такой же уровень (квантизация модели).
Синий - исходный сигнал, красный - модулированный, черный (на осциллограммах) - разностный.


Не знаю, как будет при произвольном, но при периодическом входном сигнале разность тоже периодическая и 100% разлагается в ряд от исходного сигнала.
Выходит некая "квазистатическая" нелинейность. Она приводит к вполне классическим искажениям для однотонального сигнала. Для двухтонального появляется еще субгармоника разностной частоты, т.е. отличия от статической нелинейности имеются. Еще видно, что гармоники более низкой частоты (6 кГц) спадают быстрее, чем для 10 кГц, т.к. для этой частоты глубина модуляции меньше.
Пока все. На данный момент причин, по которым ОООС "это" не пережует, не вижу..

Еще дополнил двухтональным 6+19 кГц (разнес частоты подальше) с повышенным разрешением. Так структура комбинаций лучше видна .
Еще кажется, что двухтональник дает более широкий спектр искажений (надо по номерам гармоник будет посчитать). Нет, 6-я осталась на уровне -100 дБ, смутили разные масштабы на графиках. В дальнейшем буду нормировать.


Вот еще результат на реализации шума полосой порядка 3 кГц.

Разность спектров в звуковой полосе. Самый интересный график. В полосе действия шума искажения незначительны. Но с уменьшением уровня компонентов и ростом частоты, их искажения растут, причем значительно.
Грубо говоря, модель неплохо воспроизводит низ и середину, при этом здорово "забивает" кашей ВЧ часть.

Выводы делать еще рановато, первые проверки вышли несколько сумбурными, но пища для размышления появилась..

[Rova]

Евгений, можете сделать -

- Модуляцию от сигнала нелинейно, пусть параболически;
- АХ нелинейной, пусть тоже второй порядок;
- Более плотный сигнал, может десяток синусов; p.s. упс.. да, лучше шум.

А потом охватить ооос;
А после ввести нелинейную фазовую задержку.

[bukvarev]

Евгений, можете сделать..

Да, только не торопясь.. Все будет. Если уж взялся, буду "пилить" потихоньку .

С ОООС при нелинейной задержке будет сложнее всего. Частоту дискретизации звукового файла придется здорово поднимать..

[Rova]

Да, только не торопясь.. Все будет. Если уж взялся, буду "пилить" потихоньку .

С ОООС при нелинейной задержке будет сложнее всего. Частоту дискретизации звукового файла придется здорово поднимать..

Здорово.
А потом попробуем сэмулировать тепловые и питание и послушать с ос и без.

[Rova]

Может я неверно понимаю функцию модуляции, но она мне кажется просто видом статической нелинейности, хотелось бы что-то именно такого типа Y=k*x*m(x) где m(x, t) = ФНЧ(x(t)). Причем ФНЧ тут ключевое. Это реально ? В ней будет и амплитудная и фазовая составляющие, но это ближе к тому, что хотелось бы посмотреть.

p.s. То есть принципиально, чтобы амплитудная характеристика имела комплексный вид. С нелинейностью некомплексного вида ОООС справится, нет сомнений. А вот при комплексной должна убрать амплитудную составляющую, приумножив фазовую (при наличии статической нелинейности).

[bukvarev]

Может я неверно понимаю функцию модуляции, но она мне кажется просто видом статической нелинейности, хотелось бы что-то именно такого типа Y=k*x*m(x) где m(x, t) = ФНЧ(x(t)). Причем ФНЧ тут ключевое. Это реально ? В ней будет и амплитудная и фазовая составляющие, но это ближе к тому, что хотелось бы посмотреть.

Нет, в посту https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2039701 я проверял чисто "фазовую", точнее даже временнУю модуляцию. Но действительно, безинерционную. Видно, как преобразовывается форма сигнала. А Фурье анализ хорошо фиксирует любое отклонение формы сигнала от гармонического. Вот и виден результат модуляции как "амплитудный", точнее "энергетический", хотя исходный сигнал просто "сжимался" и "растягивался", т.е. подвергался только временной деформации.

Причем ФНЧ тут ключевое. Это реально ?

ФНЧ поставлю. Это реально. Главное проконтролировать точность вычислений ввиду очень большого отношения между частотами дискретизации модели и среза ФНЧ.

[Rova]

ФНЧ поставлю. Это реально. Главное проконтролировать точность вычислений ввиду очень большого отношения между частотами дискретизации модели и среза ФНЧ.

Радует. То есть принципиально получить комплексный вид АХ.
Собственно, при обхвате такой АХ обратной связью и станет видно давит ли она фазовую модуляцию, давит ли амплитудную (давит, конечно), и в случае наличия статической нелинейности не происходит ли ее миграции в фазовую при охвате ооос.

Собственно, уже на этом эксперимент можно и закончить, но еще хотелось бы поисследовать влияние нелинейной задержки.

[bukvarev]

То есть принципиально, чтобы амплитудная характеристика имела комплексный вид. С нелинейностью некомплексного вида ОООС справится, нет сомнений. А вот при комплексной должна убрать амплитудную составляющую, приумножив фазовую (при наличии статической нелинейности).

Этого я, честно признаюсь, не понял.. Амплитудная характеристика не может иметь комплексный вид по определению. Амплитуда - продукт корня из суммы квадратов комплексных компонент.
Ну и что, что передаточная характеристика описывается комплексном виде? Ведь физический усилитель вещественный, невозможны фазовые искажения, которые не приведут к изменению амплитудных (если угодно - время-энергетических) соотношений в сигнале. А именно такие отклонения, кмк, мы и слышим.

[Rova]

Этого я, честно признаюсь, не понял.. Амплитудная характеристика не может иметь комплексный вид по определению. Амплитуда - продукт корня из суммы квадратов комплексных компонент.
Ну и что, что передаточная характеристика описывается комплексном виде? Ведь физический усилитель вещественный, невозможны фазовые искажения, которые не приведут к изменению амплитудных (если угодно - время-энергетических) соотношений в сигнале. А именно такие отклонения, кмк, мы и слышим.

Да, описывалась комплексным выражением. Просто одни виды искажений удобно представлять как амплитудные, а другие, как фазовые. Но, конечно, все это происходит в одной плоскости.

Ведь фм и ам модуляции в радиовещании тоже в одной, но мы же их не путаем.

---------- Сообщение добавлено 11.59 ---------- Предыдущее сообщение было 11.40 ----------

АХ с предложенной мной модуляцией можно описать только комплексным выражением.

[bukvarev]

Ведь фм и ам модуляции в радиовещании тоже в одной, но мы же их не путаем.

При малом индексе модуляции отличий практически не будет.
Вообще, классическое деление видов модуляции в современных системах является по большей части условным. Даже их определение завязано на гармоническую несущую. В телекоммуникациях уже перешли к формату квадратурных видов, и различению по форме. В нашем случае сложность состоит в том, что в качестве сигнала используется сумма разных нестационарных компонент. Как для них ввести понятие "фаза", я не совсем понимаю .

АХ с предложенной мной модуляцией можно описать только комплексным выражением.

Любая модуляция связана с изменением во времени какого-либо параметра сигнала. Это - всегда комплексные изменения.

Offтопик:
Вот есть другой вопрос.
Если же фаза гармонических компонентов изменяется статически, то модуляции нет, амплитудный спектр остается без изменений, а вот временные соотношения изменяются.
Пусть есть фазовый фильтр, у которого единичная АЧХ и произвольная (щумоподобная) ФЧХ. Тогда на выходе такого фильтра импульс превратится в отрезок шума.
До фильтра мы услышим щелчок, после фильтра - "шипок". Понятно, это - предельный случай. Собственно, на реальной фонограмме мы услышим отличия, или нет?
Это - чисто линейные искажения .
И еще.. Мне кажется, приблизиться к пониманию того, как работает наш слуховой аппарат можно, анализируя характер собственного шума анализатора в абсолютной тишине ("шум в ушах").

[vic57]

Прочел все...аж мозги задымились
Извините за банальность, вставлю свои "ржавые...".
Опираясь на чужой, и слегка на свой, опыт на данном этапе осознания могу сделать предположение об условиях хорошего звучания УМ.
1. Низкие нелинейные(меньше 0.01)
2.Хорошая импульсная х-ка.
3.Однополюсная диаграмма Боде.
4.Правильное соединение питателя и усилителя.
Опробовано при изготовлении собственнокопытных и модернизации промышленных усилителей- работает на все 100.
Остальное - от лукавого...

[lazertok]

Привожу схему ВК на дискрете, выше на которой показывал свои измерения (без преда на ОУ и ОООС).
Эту - немного доработал, нравится всё!!! кроме:
- с добавлением каскадов с ОБ, расширилась полоса, но вот при Кус =1 фаза переворачивается, что в сою очередь приводит к фазовой модуляции при переходе через ноль.
Короче - если снизить полосу, именно на каскаде с ОБ, она в районе до 40мГц при Кус=1, и сделать запас по фазе 30-45гр - будет ещё лучше.
- буду благодарен за советы.


файл в симе 12
ВК на 6 МОП + 2БИП с О&#.rar

[Rova]

При малом индексе модуляции отличий практически не будет.
Вообще, классическое деление видов модуляции в современных системах является по большей части условным. Даже их определение завязано на гармоническую несущую. В телекоммуникациях уже перешли к формату квадратурных видов, и различению по форме. В нашем случае сложность состоит в том, что в качестве сигнала используется сумма разных нестационарных компонент. Как для них ввести понятие "фаза", я не совсем понимаю .

Любая модуляция связана с изменением во времени какого-либо параметра сигнала. Это - всегда комплексные изменения.

Offтопик:
Вот есть другой вопрос.
Если же фаза гармонических компонентов изменяется статически, то модуляции нет, амплитудный спектр остается без изменений, а вот временные соотношения изменяются.
Пусть есть фазовый фильтр, у которого единичная АЧХ и произвольная (щумоподобная) ФЧХ. Тогда на выходе такого фильтра импульс превратится в отрезок шума.
До фильтра мы услышим щелчок, после фильтра - "шипок". Понятно, это - предельный случай. Собственно, на реальной фонограмме мы услышим отличия, или нет?
Это - чисто линейные искажения .
И еще.. Мне кажется, приблизиться к пониманию того, как работает наш слуховой аппарат можно, анализируя характер собственного шума анализатора в абсолютной тишине ("шум в ушах").

Да, согласен и вариантов модуляции может быть много и любая АХ в реальном мире может описываться только комплексно, просто АХ без мнимой составляющей (фазовой) можно описать и простой нелинейностью. На спектре фазовая модуляция должна выглядеть как юбки. Но как это посчитать на фурье не знаю, неудобен он будет. Мы увидим подъем шумовой полки, но опять же это будет зависеть и от окна измерения. А вот услышим мы это совершенно точно.

Мы слишим фазовые искажения, я думаю, они даже более неестественные чем амплитудные.
В моем варианте модуляции без ФНЧ будет чисто амплитудная модуляция, с ФНЧ и амплитудная и фазовая. Я все же считаю, что фазовую модуляцию ос не уберет, а еще и перенесет туда нелинейность АХ в классическом понимании.

Мы это все услышим если сделаем такой вариант модуляции АХ.

p.s. А на счет шума в ушах, что-то в этом есть, об это стоит подумать.

[lazertok]

1. я все же считаю, что фазовую модуляцию ос не уберет, а еще и перенесет туда нелинейность АХ в классическом понимании.
2. Мы это все услышим если сделаем такой вариант модуляции АХ.

1. убирает - если есть достаточная ОООС - уменя в инверте Усь на ОУ.
2. уже проверил - на слух не услышим, а по мозгам - "давить" будет.

[Rova]

1. убирает - если есть достаточная ОООС - уменя в инверте Усь на ОУ.
2. уже проверил - на слух не услышим, а по мозгам - "давить" будет.

Надо на математической модели, Евгений сделает, посмотрим и послушаем.
Я не знаю, как реализована у вас модуляция АХ. Если это не комплексная функция, то модуляция будет чисто амплитудная (ну и чуть фазовой за счет миграции ам-фм).

[lazertok]

Пора делать/переходить))) на практическую реализацию схемы.... (как пожелание).
Критерии уже давно до нас определены:
1. Линейная АЧХ и ФЧХ в полосе звуковых частот ичуть шире, со с падом после.
2. запас по фазе при Кус=1, 30-45гр
3. чистый спектр во всей полосе частот на комплексном или ином сигнале, а главное НЕ дополняющий исходный сигнал "посторонними" гармониками.
4. и всё это при максимальной (разумной) мощи Уся с высоким использованием Коэф. питания.

[Rova]

Ну вот, мы с Евгением разберемся с математикой, и тогда может будут и выводы с рекомендациями, а там выводов может получиться много. Или не получиться ).