ЭМОС/ЭБОС. Вторая серия

[Nota Bene]

Ну вот, летние каникулы закончились, можно продолжать.
Незнакомые с первой серией, могут познакомиться с ней тут - https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=7001
или в сокращенном варианте - тут - http://reanimator-h.narod.ru/forum_baro.htm
Была разработана конструкция бародатчика - http://reanimator-h.narod.ru/baro_sens.html
Определены функциональные схемы ЭБОС для УМ типа ИНУН и ИТУН (по ускорению и скорости). Произведены замеры параметров для ЭБОС по ускорению и скорости.
В качестве дальнейшей базовой конфигурации остановимся на ЭБОС по скорости с УМ типа ИНУН.
Цель - создать полнофункциональный активный сабвуфер с ЭБОС. В качестве полигона выбрана АС типа S70 (35АС-013) - доработанная - уменьшена высота ящика до размеров гриля, заглушено отверстие от СЧ-динамика, дополнительно укреплена передняя панель. Из электронной начинки оставлен блок питания и усилитель мощности. Динамик 30ГД-2 (он же 75ГДН1-4). Никаких датчиков в динамик не встраивалось. Внутренность колонки оклеена синусным поролоном, в нижней части находится х/б вата. Бародатчик укреплен на боковой стенке АС. В верхней части внутри находится блок питания и размещен изолированный отсек для электроники. Внутренние размеры (ШхГхВ) = 29х17х44см. Объем АС - примерно 19л.
На первой стадии планируется рассмотреть влияние положения датчика на его АЧХ. В первую очередь будем оценивать влияние стоячих волн внутри АС.

[dvm]

Nota Bene, а можно попросить "на пальцах", как в 1 классе, разъяснить физический смысл понятия "завязка по ИНЧ", а то как-то не осмысляю...

[Medved]

Может так попробовать?

А теперь переведи в реальные элементы. Входной буфер нужен в любом случае, входное сопротивление 4кОм, сумматор каналов так же нужен - те же два оу в том же самом включении фактически. Другое дело, что твой вариант несколько гибче в настройке

[Nota Bene]

А теперь переведи в реальные элементы

Можно задействовать инвертирующий вход ИТУНа для суммирования. Потребуется только один инвертор, он же буфер, он же ФВЧ. Суммирование сигналов будет происходить на самом ИТУНе.

физический смысл понятия "завязка по ИНЧ"

Дело в том, что на ИНЧ сигнал ускорения очень мал, поэтому все неидеальности датчика, приводящие к появлению на его выходе сигналов от смещения/деформации и скорости диффузора будут соизмеримы по величине с полезным сигналом. Это я и называю "завязкой по ИНЧ". Если учесть, что корректор поднимает уровень ИНЧ по амплитуде, а кроме того в этой зоне мал запас устойчивости петлевого усиления по фазе полезного сигнала, становится понятным, что неопределенные воздействия приводят к нестабильности/невоспроизводимости/неустойчивости системы на ИНЧ, чреватой неприятными эффектами типа вредной болтанки диффузора...

[dvm]

"завязка по ИНЧ"

Не будет ли полезным в схеме электронной компенсации ( см. например #1341 ) звено Х12 сделать с АЧХ, подобной АЧХ корректора пьезодатчика ускорения (неидеальный интегратор с подъемом АЧХ ниже нижней рабочей частоты). Тогда электронная компенсация будет задействована только на ИНЧ ,а её АЧХ никак не повлияет на функционирование системы в рабочем частотном диапазоне.

[Nota Bene]

электронная компенсация будет задействована только на ИНЧ и её АЧХ никак не повлияет на функционирование системы в рабочем частотном диапазоне.

Нужно ли такое усложнение схемы... Тем более уровень этой компенсации получается весьма незначительным, поскольку помехи по уровню соответствуют 1-2% от уровня полезного сигнала. Лучше датчик сделать "чистым" акселерометром

[Medved]

Суммирование сигналов будет происходить на самом ИТУНе.

Теряется некая модульность конструкции. Плюс пока не соображу как суммировать в ИТУНе. С датчика тока сигнал подавать на инверт через резистор и с фвч подавать на инверт через резистор?

Если учесть, что корректор поднимает уровень ИНЧ по амплитуде,

У меня сейчас три полюса на ИНЧ:
1) Датчик. 25нф на 10мег, 0.64гц;
2) Вход ИТУНа. 4.7мкф на 22кОм, 1.54гц;
3) Интегратор. 47нф//1мег, 3.39гц.
Сквозное усиление (без учета усиления ИТУНа) на ИНЧ всего +29.6дб (инверт. интегратор, на инверт 33кОм, в ОС 1мег).

Из немногочисленных наблюдений. Увеличиваю проходной кондер итуна с 4.7мкф до 9.4мкф на 22кОм входного - начинает расти горб на 1.5гц при подходе глубины ОС к 30дб. Попытка использовать идеальный интегратор приводит к перегрузке толи самого интегратора, толи УМ. С резистором 3мег вместо 1мега в ОС интегратора так же ведет к ухудшению стабильности. Может ты зря все-таки ИНЧ загоняешь по усилению?

[Nota Bene]

3) Интегратор. 47нф//1мег, 3.39гц.

Я же рисовал - у меня интегратор перестает быть интегратором ниже 20Гц, и есть ИНЧ коррекция в предусилителе, 330К||0.33мкф. И не надо гнаться за сверхглубокой ЭМОС

[dvm]

Может ты зря все-таки ИНЧ загоняешь по усилению?

Действительно, получается, что наличие полезного сигнала на ИНЧ определяется только конструкцией датчика и расширять полосу пропускания вниз остальных звеньев ЭМОС и усилителя мощности не имеет смысла, т.к. по петле ЭМОС на ИНЧ начинают "крутиться" посторонние сигналы (

смещения/деформации и скорости диффузора

), которые и дают вредную раскачку диффузора. Можно попытаться для каждой конкретной реализации пьезодатчика разумно ограничить снизу полосы пропускания петли ЭМОС и усилителя мощности. Где-то что-то не так?

Добавлено через 1 минуту

И не надо гнаться за сверхглубокой ЭМОС

Глубокой - вниз?

[Nota Bene]

Можно попытаться для каждой конкретной реализации пьезодатчика разумно ограничить снизу полосы пропускания петли ЭМОС и усилителя мощности. Где-то что-то не так?

Хотелось бы отработать конструкцию/технологию изготовления датчика, дающую повторяемые, предсказуемые результаты
Искусственное ограничение полосы снизу приводит к нежелательному фазовому сдвигу, поэтому есть оптимум - 0.5...1Гц для петлевого усиления.

Глубокой - вниз?

Как следствия величины петлевого усиления.

[Medved]

И не надо гнаться за сверхглубокой ЭМОС

У меня глубина ЭМОС ограничена в основном верхним диапазоном, с увеличением глубины растет пик на 2.5кгц, что ожидаемо. Реальный максимум - около 30дб. Нормально-рабочий порядка 27дб. Сейчас вообще около 24, т.к. так бас тонально более сбалансировано звучит с текущей склейкой по СЧ.

[Andrey Orloff]

Уважаемые Господа, Nota Bene, Medved, dvm, Nagema, а вы можете выложить АЧХ басового звена с ЭМОС, снятую микрофоном в ближнем поле (1 см). Нужна статистика по АЧХ, появились некоторые вопросы. У меня АЧХ не полкой, а дугой (попозже выложу график АЧХ), что то "полку" получить по ЗД в ближнем поле пока никак не получается. Хотя если смотреть АЧХ с самого датчика, то ровная линия..

Я в недоумении. Включаю музыку - жесткий перекос в сторону ВЧ, низа практически нет. Снимаю частотку с динамического микрофона - полосы состыковались правильно, снимаю частотку с датчика - тоже все в порядке. Но не звучит совершенно

Все, что ниже 100 Гц - провалено, вот и не звучит... ровнять надо однако.

[Nota Bene]

Сейчас из-за входного интегратора перед мощником сч валит первым порядком с частоты единичного усиления, примерно герц с 400. Надо перераспределить петлевое усиление - разорвать интегратор и ввести фнч-1 с выхода датчика, чтоб по СПЛ завала не было.

Переместив корректор (интегратор) к выходу предусилителя датчика, на его (корректора) выходе мы получим сигнал скорости, поэтому сравнивающее устройство будет линеаризовывать "скорость" (смотрим ФАК). Отсюда и получается завал на НЧ с наклоном 6дБ/окт

Все, что ниже 100 Гц - провалено, вот и не звучит... ровнять надо однако

Требуется корректирующее звено на входе всей системы, которое бы поднимало НЧ (опять смотрим ФАК). Только не полный интегратор, а интегратор в полосе действия ЭМОС.

[Medved]

Andrey Orloff, это динамический микрофон, он все что ниже сотни валит.

Переместив корректор (интегратор) к выходу предусилителя датчика, на его (корректора) выходе мы получим сигнал скорости, поэтому сравнивающее устройство будет линеаризовывать "скорость" (смотрим ФАК). Отсюда и получается завал на НЧ с наклоном 6дБ/окт

Там речь про завал ВЧ так-то) Блок схема следующая: буфер - суммирующий интегратор в полосе ЭМОС-итун-динамик-датчик-корректор+фнч-1 (сквозное петлевое получается как у интегратора).

[Medved]

Вот, что у меня сейчас собрано. А то все на пальцах да на пальцах)

[Nota Bene]

А то все на пальцах да на пальцах)

Я то не на пальцах
Промоделировал твою схему - теоретически работает, только сшивка хреновато получается, а так - бас должен быть. Можем место для АС надо другое поискать?

а вы можете выложить АЧХ басового звена с ЭМОС, снятую микрофоном в ближнем поле (1 см)

Завтра постараюсь снять АЧХ.

[Medved]

Я то не на пальцах
Промоделировал твою схему - теоретически работает, только сшивка хреновато получается, а так - бас должен быть. Можем место для АС надо другое поискать?

Она и в железе работает) Чем тебе сшивка не нравится? Сшивает ровно точно так же, как и параллельный канал. Вот, еще раз сшитая АЧХ (в этот раз на правильном белом шуме, а то ж я по привычке на розовом снимал и удивлялся, почему лыжи не едут). Как видишь, область 200-400гц сшита ровно, глубина ОС пока 24дб. Красным показана скорректированная АЧХ, если отразить АЧХ микрофона из даташита. Пальцем в небо, но, возможно, чем-то ближе к истине.

У меня есть два капсюля WM-61, но законченных конструкций на них, пригодных для повторения я не видел. Видел только много жалоб, что АЧХ микрофона получается кривой, если делать корпус для капсюля на глазок

Вот он и перекос на музыкальном сигнале, СЧ на 3-6дб громче в зависимости от того, на какой график смотреть. Тем не менее, для бас гитары это хорошо, когда подчеркнута область 2-4кгц. Вообще, с басом все звучит очень неплохо, но инструментальный контроль бы не помешал, конечно. Еще интересное наблюдение - на 2.5кгц раньше по звуковому давлению был пик, сейчас сильный провал. Основной резонанс датчика. И вообще, все резонансы, что снимались датчиком пиками на деле оказались провалами в звуковом давлении. Видимо, механические резонансы съедают энергию излучения. Открыл Америку?

Возвращаясь к срезам НЧ. У меня ЭМОС заканчивается как раз в районе 16-20гц, дальше идет акустический спад 6дб/октава. Поставлю на входе фвч-1 со срезом на 8-10гц и, наверное, хватит. Еще ведь у лампового предусилителя будет срез на 15гц примерно У тебя, я так понимаю, электрический второй порядок на инч, а акустический - третий?

[Nota Bene]

У меня ЭМОС заканчивается как раз в районе 16-20гц, дальше идет акустический спад 6дб/октава. Поставлю на входе фвч-1 со срезом на 8-10гц и, наверное, хватит. Еще ведь у лампового предусилителя будет срез на 15гц примерно У тебя, я так понимаю, электрический второй порядок на инч, а акустический - третий?

Не понял, о каком акустическом спаде ты говоришь В ЗЯ - на НЧ и ИНЧ SPL полностью пропорциональна ускорению движения диффузора, то есть про акустический спад тут забудь. ФВЧ-1 на 8...10Гц будет нормально, результирующая АЧХ ниже 8...10Гц будет иметь спад второго порядка к ИНЧ.

Видимо, механические резонансы съедают энергию излучения. Открыл Америку?

Нельзя однозначно сказать об области зонного излучения. Тут SPL и ускорение движения диффузора могут совершенно не совпадать. Вспомни фигуры Хладни.

Видел только много жалоб, что АЧХ микрофона получается кривой, если делать корпус для капсюля на глазок

Это в районе 12...15КГц может вылезать. Лучше вообще без корпуса

[Medved]

Не понял, о каком акустическом спаде ты говоришь

Ну... Динамик в ЗЯ. Ты подаешь на него необрезанный сигнал (белый шум, например), имеешь по давлению фвч-2. Т.е. акустически фвч-2, но электрически ты же спад не закладывал, подаешь на динамик широкополосный сигнал. Это и имел ввиду. Акустически, как синоним по СПЛ.

[Nota Bene]

Динамик в ЗЯ. Ты подаешь на него необрезанный сигнал (белый шум, например), имеешь по давлению фвч-2. Т.е. акустически фвч-2, но электрически ты же спад не закладывал

Именно, что в ЗЯ. Была бы комната герметична, так он бы от нуля мог играть Других причин для акустического спада у ЗЯ нет. А электрический спад 1-го порядка я специально закладываю, сколько уж талдычу Поэтому и говорю всегда об аппроксимации электроникой формы ПХ...

Завтра постараюсь снять АЧХ

Настало завтра -

Верхняя полоса пропускания выставлена в положение "Max". Место установки сабов при измерениях одно и то же, так что все зарубки от комнатных стояков и шум от компового системника примерно одинаковы.

[Medved]

А электрический спад 1-го порядка я специально закладываю, сколько уж талдычу

У тебя же электрически второй порядок - первый в корректоре, второй на входе. А по ЗД получается третий)

Я не буду делать доп. срез корректором, т.к. у меня ЭМОС и так заканчивается на 16-20гц. Хотя идея меньше подавать ИНЧ на динамик, конечно, меня манит...

Добавлено через 22 минуты

Настало завтра

Расскажи, пожалуйста, какой микрофон используешь.

Добавлено через 6 минут
Взял на работе обычный компьютерный микрофончик логитех, по виду обычный электрет, капсюль (через щели) похож на WM-60. Приду домой, измерю АЧХ им.