Амплитудная характеристика усилителя

[anli]

Тема возникла из попытки ответить на вопрос "почему уши предпочитают однотактник?".

Я не утверждаю, что все уши и всегда предпочитают. Но что касается слушателей живой музыки, эта тенденция мне кажется явной.

Мне не кажутся убедительными рассуждения по поводу "равномерности" спектра, так как (ну уж ещё раз повторю) для данного спектра существует бесконечное число сигналов с этим спектром. Если вернуться от FFT "взад, к первоисточнику", то у нас в руках оказывается амплитудная характеристика усилителя. Более наглядно, думаю, говорить не об амплитудной характеристике (то есть о Vout как функции от Vin), а о производной dVout/dVin как функции от Vin. По сути это Ку = Ку(Vin).

Давайте пока абстрагируемся от частоты (то бишь скорости изменения Vin) и от того, что на концах графика - клиппинг по току или напряжению (будем считать это криминалом). Также пока предлагаю не рассматривать абсолютную величину нелинейностей.

Так вот. Вид Ку(Vin) сильно отличается у однотактников и, гм, неоднотактников. У первых он очень гладкий ("до фиг знает какой производной"), монотонный. Все другие топологии имеют разного изгибы, клювики, немонотонность, особое поведение возле нуля (который предполагается совпадающим с акустическим нулём и является, безусловно, очень интересной областью).

Очевидно, по самым интересным для нас вопросам психоакустика молчит. Всё, что мы можем - просто поделиться наблюдениями, эмпирикой, если эти наблюдения есть возможность трактовать в терминах сопоставления Ку(Vin) и субъективных предпочтений.

Кто что думает?

[Игорь Гапонов]

Нет, не ошибка, если задуматься о том, как нарисовать нижнюю шкалу как две децибельных ветви, сшив в нуле вольт. Аналогия с "осью Y" в редакторах - стопроцентная. Там та же проблема. Не спеши, прикинь

Тем, что для ушей линейным масштабом являются децибелы.
...

Я там малёха ошибся (чисто из-за тебя, проинерционил за "делением на Uin=0" ), потом поправился.

Т.е. этот метод (выход делить на Кид минус вход) - классика жанра, исходник для выделения ошибки для "систем обратного регулирования" . И там совсем нет неопределённости 0/0.... это ты не спеши и посмотри внимательнее уже поправленное сообщение. И почему ты считаешь, что "ощущение помехи" также подчиняется закону Флетчера, как ему подчиняется "ощущение интенсивности"? Это же не так.

Кстати. Совершенно никто внимания не обратил на "правильный PP". Верите-нет, но если "исходные SE" имеют экспоненциальную ААХ (как у биполярных транзисторов), то "правильного PP" на них сделать нельзя, SE можно (для "моих критериев" ААХ PP и SE)...

[anli]

SashaNetrusov, Nota Bene, мужики, речь о колесе. Человек, думаю, прежде увидел, как круглое здорово катится, а потом лишь придумал радиус. Мы сейчас на стадии, на которой ещё не увидели, как круглое хорошо катится. Или видели, но не обратили внимания

что вы хотите услышать примерно?

Кто-то на одном и том же тракте (в смысле источника и АС) слушал разные усилители, технические особенности которых (в частности, АХ) известны, и которые имеют разную топологию, либо в рамках одной топологи, но чем-то заметно отличающиеся в смысле АХ (тех же однотактников может быть разных мульон, верно?). Интересны субъективные мнения о таких усилителях - о разнице при такой-то разнице АХ. Речь, понятно, не о снятом графике АХ, а о качественных изменениях - например, кто-то заменил резистивную нагрузку генератором тока в рамках той же топологии - это тоже в копилку пойдёт.

Вероятно, наиболее легко рассматривать усилители с небольшим количеством каскадов, и если и с ООС, то не глубокой. Речь и о каменных, и о ламповых усилителях (только давайте не будем спорить, что лучше ). В методологическом смысле, вероятно, ламповые удобнее (но я не смогу, если понадобится, их нарисовать), так как в среднем имеют меньше дополнительных сущностей

Offтопик:
Lemmy, может, на "ты"?

---------- Добавлено в 00:14 ---------- Предыдущее сообщение в 00:10 ----------

Т.е. этот метод (выход делить на Кид минус вход) - классика жанра, исходник для выделения ошибки для "систем обратного регулирования" . И там совсем нет неопределённости 0/0.... это ты не спеши и посмотри внимательнее уже поправленное сообщение. И почему ты считаешь, что "ощущение помехи" также подчиняется закону Флетчера, как ему подчиняется "ощущение интенсивности"? Это же не так.

Я, откровенно, не знаю, что гласит Флетчер - можешь растолковать?

---------- Добавлено в 00:16 ---------- Предыдущее сообщение в 00:14 ----------

Есть у меня коробочка

Супер! Побольше бы нам всяких таких разных коробочек.

[Игорь Гапонов]

Я, откровенно, не знаю, что гласит Флетчер - можешь растолковать?

закон Вебера-Фехнера.... вот это у меня склероззззз!!!! Простите, старого пердуна. Но смысл остался тем же: "приращение ощущения помехи-искажения" не пропорционально ни самой помехе ни сигналу, подверженному этой помехе-искажению. Если бы это было не так, то нам эмп3 хватало за глаза...

[anli]

закон Вебера-Фехнера...

Ага, спасибо. Твоё, Игорь, объяснение показалось мне слишком для моих мозгов изысканным , так что взглянул в википедии. Короче, что физиология наша (в том числе - уши) логарифмическая. Ну или экспоненциальная - смотря с какой стороны смотреть.

Собственно, это и есть причина, по которой такая шкала мне кажется естественной. Vin - уровень, относительно которого уши знают только про децибелы (после возведения в квадрат, когда мы получаем мощность излучения, и извлечения корня, когда смотрим SPL на точке сферы). Может, я что-то не догнал ещё, так как, честно говоря, в башке пока полностью не уложилось. Так что если что - разжуй попроще.

[Игорь Гапонов]

Ну, (чтоб привычно было) ты же знаешь, что есть "эффект маскировки"? Так вот, оно там совсем мимо Вебера с Фехнером идёт...

[anli]

Так вот, оно там совсем мимо Вебера с Фехнером идёт...

То есть в эффекте маскировки (кстати, тоже очень интересная штука, Гед-Ли тут у нас уже упоминался Наилем) уши магическим образом узнают о том, что уровень бывает линейным?? Маскировка, шумы, искажения... Сам сигнал - какая разница? Регистратор один и тот же

[Игорь Гапонов]

Дело всё в том, что маскировка или её антипод- разборчивость может носить далеко не монотонный по общему уровню громкости характер...

В более "легком" примере: ацапирум все сто двадцать децибелл, но через 0,24 децибелла, а не через одну миллионную долю шкалы, то есть по "логарифмической шкале", получим всего-то 500 разных чисел, т.е приблизительно 9 двоичных разрядов, в обратном смысле цапируем эти девять разрядов... И шо там на выходе слышно?

[anli]

Дело всё в том, что маскировка или её антипод- разборчивость может носить далеко не монотонный по общему уровню громкости характер...

Ну дык одно другому не противоречит. Как мы там растянем-сожмём шкалу входного сигнала - на монотонность не повлияет.

---------- Добавлено в 03:54 ---------- Предыдущее сообщение в 03:45 ----------

В более "легком" примере: ацапирум все сто двадцать децибелл, но через 0,24 децибелла, а не через одну миллионную долю шкалы, то есть по "логарифмической шкале", получим всего-то 500 разных чисел, т.е приблизительно 9 двоичных разрядов, в обратном смысле цапируем эти девять разрядов... И что на выходе?

Про шкалу Vin все мои рассусоливания касаются исключительно того, как нарисовать в симуляторе рисунки. Ну чтобы хоть какие-то зацепки для глаз иметь.

[Lemmy]

Lemmy, может, на "ты"?

конечно ))

технические особенности которых (в частности, АХ) известны

можно узнать простое определение "АХ" ?

[anli]

можно узнать простое определение "АХ" ?

Это просто "Амплитудная Характеристика", то есть Vout как функция от Vin. Речь, как писал выше, не о результате каких-то точных измерений, а об общем виде. Ну или проще думать о производной dVout/dVin как функции от Vin, что, по сути, есть просто напросто Ку усилителя как функция от Vin.

[anatol0]

Андрей, я прекрасно понимаю твою сверхзадачу - определить корреляцию объективных параметров с субъективным восприятием. Однако, не в плане критики, а просто констатируя существующее состояние теорий звукового восприятия, теория о спектральном характере слухового анализатора является наиболее распространённой. Интерпретация назначения кортиева органа уха и критических частотных полос, конечно, может быть различной, но уж больно механистически правдоподобно отвести роль этим волокнам роль анализаторов Фурье.

[Игорь Гапонов]

... Интерпретация назначения кортиева органа уха и критических частотных полос, конечно, может быть различной, но уж больно механистически правдоподобно отвести роль этим волокнам роль анализаторов Фурье.

Добротности механо-гидро-акустических-динамических "резонаторов" внутри уха (сначала были "волокна", потом Бекеши нобелевски обнаружил "гидродинамические вихри на базилярной мембране" ) меньше единицы. Но вот "временнОе разрешение" при сравнении нервных импульсов от волокна к волокну оказалось неожиданно высоким: лучше, чем 7-5 микросекунд ! Так "спектроанализатор" там или "коррелометр"?

[anatol0]

"спектроанализатор" там или "коррелометр"?

анализатор в ухе, коррелометр - мозг. Осталось выяснить только шаблон, с чем сравнивается.

[anli]

Андрей, я прекрасно понимаю твою сверхзадачу - определить корреляцию объективных параметров с субъективным восприятием.

Думаю, что это было бы несколько самонадеянно - ожидать решения такого вопроса. Но осознать какие-то "мельницы" и, наоборот, "хорошести" в этом плане было бы интересно.

Однако, не в плане критики,

Ну дык как раз критика тоже не помешает.

а просто констатируя существующее состояние теорий звукового восприятия, теория о спектральном характере слухового анализатора является наиболее распространённой. Интерпретация назначения кортиева органа уха и критических частотных полос, конечно, может быть различной, но уж больно механистически правдоподобно отвести роль этим волокнам роль анализаторов Фурье.

Да, есть такое мнение. Честно говоря, даже примерно не помню, где читал "о последних достижениях" в этом плане (наверное, это можно найти поиском в сети, если сильно искать), но смысл такой, что уши - не совсем спектроанализатор, а даже совсем не спектроанализатор.

Думаю, это и интуитивно похоже на правду, если обратить внимание на то, например, что

- атаки звуков вообще не имеют внятного спектра, а именно их распознавание является основным в звуковой, хе-хе, ориентации человека в мире,
- процесс восприятия - процесс последовательного (квантованного фрагментами 50-200mS) сопоставления, то есть "краеугольностью" этого процесса является некий временнОй анализ.

[anatol0]

Offтопик:
Я просто не хотел бы противопоставлять спектральный и временнОй метод - ведь это не более, чем удобное матем. описания для одного и того же сигнала. Что удобно и более адекватно, то и стоит использовать. Если концепция быстроспадающего спектра не нравится - надо выдвинуть "Форматные искажения" "...плодотворную дебютную идею.." и попытаться её проверить. На меня неизгладимое впечатление произвели абстрактные математические положения о том, например, что натуральный логарифм определяется не только, как обратная к экспоненте функция, но и как интеграл от 1/х

[anli]

Я просто не хотел бы противопоставлять спектральный и временнОй метод - ведь это не более, чем удобное матем. описания для одного и того же сигнала. Что удобно и более адекватно, то и стоит использовать.

Несомненно, выбрасывать частотный анализ нам не надо. Это как выбрасывать инструмент. Речь лишь о той ценности, которую мы приписываем тому или иному взгляду. Единственный критерий оценки - корреляция с ушами - магически (хотя исторически это понятно) трансформируется в то, что удобно измерить.

Когда нечто абсолютизируется без связи с ушами, то получаются такие анекдоты, как:

- у "каменщиков" для усилителя понятие "низкие искажения" становится эквивалентным "низкому спектру",
- в акустике "хорошая диаграмма направленности" становится эквивалентом "широкая диаграмма направленности",

Ну и так далее. Читая форум, такие мифы попадаются на каждом шагу.

У меня к этому всему на данный момент примерно такое отношение

Offтопик:

Если концепция быстроспадающего спектра не нравится

Тут то же самое - дело не в нравится (мне, может, и нравится), а методологической ошибке: быстроспадающий спектр - он не сам по себе, а результат, следствие. Например, гладкой (в том диапазоне уровней, где снимали спектр) АХ. основная проблема - в том, что мы уже мыслим понятиями спектра (я - не исключение, но пытаюсь этот стереотип разрушить).

надо выдвинуть "Форматные искажения" "...плодотворную дебютную идею.." и попытаться её проверить.

Перед однотаком у меня играл "псевдоотнотактник" - усилитель, имеющий уникально постоянный (в зависимости от уровня и частоты) спектр - постоянный по уровню и сигнатуре [1]. Он мне понравился больше других в энергетическом смысле эквивалентных классу AB. Одно из предположений, почему лучше - именно такое свойство спектра (другое - истинный УПТ). Но честный однотактник в классе A (тоже УПТ) - лучше. Против лома нет приёма

[1] http://gaydenko.com/audio/ab-dynamic/measurement/qloud/

[AudioKiller]

Редко сюда выбираюсь
1. Еще раз говорю - не надо выбрасывать спектральный метод - это удобный инструмент. Отказываться от него изначально все равно что заявлять: "давайте будем измерять, но чур обязательно без вольтметра!". Тем более, что утверждения типа "Ку монотонный, и кривизна нигде не меняет знак." - это абсолютно аналогично высказыванию: "спектр содержит только четные гармоники".
2. По поводу приспособляемости слуха. Она есть, это очевидно. Мысленный эксперимент: в акустически ужасном помещении (какая-нить суперпещера) вы слушаете голоса знакомых вам людей. Они звучат сильно искаженно, так, что сперва не можете разобрать где чей голос. Через некоторое время начинаете разбирать - привыкли к акустическим искажениям обстановки. Я так каждый раз заново привыкаю к новому мобильнику. Эффект "прогрева" аппаратуры - то же самое.
3. Понятие "лучше", применяемое нами к звучанию в 99,9% случаев означает "красивее". А украшают звук небольшие искажения малого порядка. Давайте вначале отделим мух от котлет: что мы хотим получить на слух: красоту? Правильность? Еще что?
4. Говоря о неких "параметрах кривизны" может перейдем от метафизики к конкретике? Например, аппроксимировать АХ полиномом и говорить о его порядке и величинах коэффициентов?
5. "разные усилители, технические особенности которых (в частности, АХ) известны, и которые имеют разную топологию" - интересно, откуда известны из АХ? Кто и как их измерял? И чем? Повторяю, чтобы достоверно измерить АХ нужно иметь вольтметр, с разрешением 100 мкВ при измерении амплитуды 10 В.
6. Как можно сопоставлять звучание усилителя, т.е. его работу на переменном токе различных частот, и его АХ на постоянке? Отрешившись от формы АХ на переменке и от частотной зависимости АХ? Чего с чем мы тогда сопоставим?

[anli]

Offтопик:

Еще раз говорю - не надо выбрасывать спектральный метод

Да что вы все испугались? Речь не про выбрасывать, а про относительную ценность инструмента. Удельный вес. Корреляцию. Что тут непонятно?

Понятие "лучше", применяемое нами к звучанию в 99,9% случаев означает "красивее". А украшают звук небольшие искажения малого порядка. Давайте вначале отделим мух от котлет: что мы хотим получить на слух: красоту? Правильность?

Нельзя убрать "искажения малого порядка" не изменив кучу всего другого, верно? И, как писал выше, речь не о "красивости", а о банальной слышимости, разборчивости, идентификации. Выпрыгни же из шаблонов, ё-маё

Про красивость. Тебе не кажется странным, что так непостижимо сложилось, что такая грубая штука, как "искажения малого порядка" придают "красивость" в столь тонкой, неопределённой сфере, как восприятие звуков? Может, тут несколько и даже совсем наоборот? Те методы "борьбы" с этими искажениями малого порядка, которые стандартно применяются - может, дело в них? Может, дело в тех "клювиках" на рисунке Ку(Vin), которые неизбежно присутствуют в длинном ОУ-подобном AB с глубокой ОООС? Попробуй просто предположить, прежде чем доказывать справедливость догматов, впихнутых в нас за последние десятилетия маркетингом, что эти самые клювики что-то забирают от наших ушей, что-то более важное, нежели это делают "искажения малого порядка". Попробуй также взглянуть на это с той точки зрения, что уши очень чувствительны к "резким изменениям" (пусть мелким, но резким изломам АХ). Ну попробуй забыть всё, что знаешь! Хотя, всё это имеет смысл, если много слушаешь живой музыки, когда естественность инструмента сопоставляется с ежедневной работой ушей с окружающим звуковым миром.


Мужики, лампы-транзисторы, ООС-без ООС, брюнетки и блондинки... Давайте не будем противопоставлять. Вот есть тема - АХ. И всё

[Игорь Гапонов]

По теме.. Примите с лёгким сердцем, это не наезд

....
1. Еще раз говорю - не надо выбрасывать спектральный метод - это удобный инструмент. Отказываться от него изначально все равно что заявлять: "давайте будем измерять, но чур обязательно без вольтметра!". Тем более, что утверждения типа "Ку монотонный, и кривизна нигде не меняет знак." - это абсолютно аналогично высказыванию: "спектр содержит только четные гармоники".

Это не верно. ААХ1 по типу y=Ax^3+Bx и ААХ2 по типу y= Ax^2 + Bx (A и B больше нуля) на участках по x от нуля до плюс бесконечности только вогнуты, первая производная не меняет знак и, значит, Ку у них монотонный. Но после ААХ1 спектр не будет содержать ни одной "чётной гармоники"....

2. По поводу приспособляемости слуха. Она есть, это очевидно. Мысленный эксперимент: в акустически ужасном помещении (какая-нить суперпещера) вы слушаете голоса знакомых вам людей. Они звучат сильно искаженно, так, что сперва не можете разобрать где чей голос. Через некоторое время начинаете разбирать - привыкли к акустическим искажениям обстановки. Я так каждый раз заново привыкаю к новому мобильнику. Эффект "прогрева" аппаратуры - то же самое.

если пойти дальше, то можно приспособиться к изменениям в акустической обстановке и на счёт раз на слух определять и в пустыне и в пещере неисправности и в карбюраторе и в ИП УМа.

3. Понятие "лучше", применяемое нами к звучанию в 99,9% случаев означает "красивее". А украшают звук небольшие искажения малого порядка. Давайте вначале отделим мух от котлет: что мы хотим получить на слух: красоту? Правильность? Еще что?

Наверное, я применяю к звучанию оставшуюся 0,1%. И для мух и для котлет совсем места мало. Но, согласен, котлеты - ближе к истине.

4. Говоря о неких "параметрах кривизны" может перейдем от метафизики к конкретике? Например, аппроксимировать АХ полиномом и говорить о его порядке и величинах коэффициентов?

Так аппроксимация полиномом и есть определение коэффициентов, а ограничение порядка лишь указывает на точность аппроксимации. (помните, "полином Чебышева, Бесселя, Батерворса" ?; так они отличаются друг от друга только коэффициентами ). При этом если корректно, то надо указывать наличие остатка R(n) после ограничения аппроксимации степенью n. Тогда и на точное представление легко обобщить: R(n)=0. В общем виде алгебраический полином выглядит всегда одинаково, где-то аналогично "сумме синусов и косинусов" для спектрального разложения (аппроксимации). P^n(X)= AoX^0+.....+AnX^n+ R(n).... Если мы говорим о "вогнутости", то вторая призводная в необходимом смысле должна быть положительна, если о "выпуклости"- отрицательна. Точка перегиба- ноль второй производной и экстремум первой (в необходимом смысле, т.к. может быть тут и "перегиб энной кратности"). Дифференцирование очень легко проделывать именно со степенным рядом (полиномом). Например, с теми микрополиномами, что в моём контраргументе к п.1. И очень легко посмотреть, а какими же должны быть коэфф. полинома, чтобы удовлетворить условия "моего гапоновского постулата" (см. выше по ветке) или условия других, и даже не менее амбициозных пациентов. И вот после этого уже мудрить с топологией и деталями.... Ведь так и делается в "спектральном подходе"?

5. "разные усилители, технические особенности которых (в частности, АХ) известны, и которые имеют разную топологию" - интересно, откуда известны из АХ? Кто и как их измерял? И чем? Повторяю, чтобы достоверно измерить АХ нужно иметь вольтметр, с разрешением 100 мкВ при измерении амплитуды 10 В.

Если бы не было программки "быстрого преобразования Фурье" и прочих "спектральных" алгоритмов, то где был бы спектролаб?... А кто эти программки придумал?... А чем мы хуже них? Разве, что русской народной ленью ...

6. Как можно сопоставлять звучание усилителя, т.е. его работу на переменном токе различных частот, и его АХ на постоянке? Отрешившись от формы АХ на переменке и от частотной зависимости АХ? Чего с чем мы тогда сопоставим?

Неправда. Транзисторный УМ Андрея- УПТ со свойствами нелинейного ФНЧ энного порядка(). Т.е скорее всего оно врать будет только после частоты среза этого ФНЧ....

[Flier]

А не пришла ли пора автору определиться, что он имеет в виду под АХ не в терминах отношений вакуума и коня, а в реальной методике измерения АХ конкретными приборами\набором сигналов?
Чистая математика это хорошо, но чтобы перейти от нее к грязному железу, придется определиться с исходными позициями и ограничениями. Пока же вижу желание объять все и сразу.

Offтопик:
Тема на 5+