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.

[Nota Bene]

С той минуты, как я увидел эту первую статью Пикерсгиля, все дальнейшие мои взгляды на НЧ звено были через призму какого-либо управления, будь то ЭМОС, -R, или другое. Ну, нету головок нормальных.

Жаль, что это не все понимают Системный подход к воспроизведению НЧ, без деления на электронику и акустику, не всем под силу, но, при правильной реализации позволяет раздвинуть горизонты Хотя может многим и так хватает, того, что имеют

Offтопик:

Куплена дисковая пила для этого

Это дело хорошее Когда соберусь что-то делать для себя, возьму обязательно. Надо только будет над выбором подумать.

[gross]

Жаль, что это не все понимают Системный подход к воспроизведению НЧ, без деления на электронику и акустику, не всем под силу, но, при правильной реализации позволяет раздвинуть горизонты Хотя может многим и так хватает, того, что имеют

Подавляющее большинство уделяет основное внимание усилителю. Следующим идет источник. АС идет на последнем месте. Есть очень классные специалисты по электронике, утверждающие, что в качестве АС достаточно 35АС. Что все определяется усем и источником. Мне это все знакомо.
Ну а вопросами НЧ - это уже только несколько человек интересуются.

Надо только будет над выбором подумать.

Offтопик:
Бери что-то среднее. Мы же не профи, чтобы пилить целый день. Но и самое плохое тоже не нужно.

[Nota Bene]

Извиняюсь за паузу в топике - натолкнулся на некоторые проблемы в реализации пред-обработки сабжа. Выносить сюда проблемы или пойдем дальше попозже, когда уже будут найдены решения? Проблемы касаются неудовлетворительной работы м/сх К174УН10 (TCA740) в требуемых режимах - в частности, плохом соотношении сигнал/шум и паразитном прохождении сигнала управления в основной канал усиления.

[dvm]

Доброго времени суток вам, несущим в массы идеи и практические реализации ЭБОС(ЭАОС). Очень рад возобновлению публичных лекций с практическими работами по вопросу ЭМОС под началом NOTA BENE. Хочу поделиться, что получилось у меня.
Исходные данные: автодинамик 10 дюймов ( Vэ =42л, Fo=28 Hz, Qts=0,5 )
ЗЯ – кубик V=43л из двойной ДСП с общей толщиной стенки 32 мм.
С самого начала захотелось сделать внешний бародатчик (ЭАОС). В датчике применил пьезодиски диаметром 43 мм. Уплотнение – резиновыми колечками в специально выточенном стальном корпусе. Датчик установлен снаружи непосредственно перед диффузором на расстоянии около 3см. Усилитель – ИНУН мощностью 100 вт. Схема реализации ЭАОС – как у NOTA BENE #88 с некоторыми изменениями в номиналах (подбиралось для возможности максимального увеличения глубины ЭАОС). О номинале С 5 скажу подробно ниже.

Хочу поделиться проблемой, с которой столкнулся при реализации ЭАОС, т.е. для случая с внешним бародатчиком. Сначала С 5 был 100 мкф неполярный, поэтому с глубиной ЭАОС и устойчивостью системы на ИНЧ проблем не было.
Но… Нельзя было без жалости смотреть на диффузор динамика, который изо всех сил, на всю величину своего хода, пытался кампенсировать любое изменение давления в помещении (человек проходит в дверной проем, ветерок слегка дунул в открытую форточку, где-то далеко в коридоре открыли-закрыли дверь и т. п. То есть практически так оставлять нельзя, потому что сабвуфер должен будет работать на фоне постоянных перегрузок от внешних акустических воздействий на ИНЧ. Попробовал уменьшить номинал С 5 (до возникновения автоколебаний на ИНЧ) , но, к сожалению, болтанка диффузора все равно осталась большой. Выкладываю АЧХ того, что получилось.

Интересно, можно ли порезче ограничить полосу ЭАОС снизу без потери устойчивости?
Буду признателен, если получу комментарии и рекомендации от профессионалов.

Красный – АЧХ бародатчика (сигнал подается прямо на вход УНЧ)
Фиолетовый - АЧХ корректора (без ЭАОС)
Синий - АЧХ с датчика (без ЭАОС)
Желтый - АЧХ с датчика (с ЭАОС) + ФЧХ

[Nota Bene]

Нельзя было без жалости смотреть на диффузор динамика, который изо всех сил, на всю величину своего хода, пытался кампенсировать любое изменение давления в помещении (человек проходит в дверной проем, ветерок слегка дунул в открытую форточку, где-то далеко в коридоре открыли-закрыли дверь и т. п.

Впечатляет Это на заметку Carbon в плане взаимодействия ЭАОС не только с комнатой, но и ее обитателями, а также атмосферными явлениями
Но, если серьезно, так как опыта в построении ЭАОС у меня тоже нет, будем думать вместе. При расположении датчика внутри корпуса АС, подобных эффектов я не наблюдал. При установке акселерометра на диффузоре (ЭМОС), тот пытался сохранить свое положение в пространстве при покачивании корпуса АС взад-вперед
Основная причина такой реакции на перепады давления - большое петлевое усиление на ИНЧ. При уменьшении значения С5, происходит его уменьшение в этой области частот, но уменьшается запас устойчивости. Тут пока я вижу два пути - уменьшить децибел на 3-6 достигнутую глубину ЭАОС, и попробовать выбросить из корректора C10R13 (закоротить), C5 - поставить ~20мкф. А там посмотрим.
Кстати, на схеме имеется ошибка (опечатка) - резисторы R6R7 должны подключаться к точке соединения резисторов R1 и R3. Иначе - сигнал ОС закоротится на низкое выходное сопротивление ОУ
Что еще непонятно - на красном графике АЧХ должен быть виден подъем на ИНЧ от цепочки C7R11 - перегиб в районе 16Гц... А его, почему-то, нет. И еще вопрос - насколько хорошо загерметизирован корпус ЗЯ?

[Carbon]

DVM, когда в дверь входишь, диффузор один раз прыгает или потом тоже колбасится на какой-то частоте ?

[Nota Bene]

когда в дверь входишь, диффузор один раз прыгает или потом тоже колбасится на какой-то частоте ?

Я тут еще подумал над схемой - dvm реализовал ЭАОС по ЗД. В этой конфигурации маловат запас по фазе на ИНЧ, зато лучше на частотах 200...400Гц. Скорее всего переходный процесс от внешнего (внутрипетлевого) воздействия носит колебательный характер.
Можно попробовать реализовать ЭАОС по скорости диффузора. Для этого нужно проинтегрировать сигнал с бародатчика, корректор пока не трогать, и на входе потребуется интегратор чтобы скорректировать сквозную АЧХ. В схеме ЭАОС по "скорости" должно быть лучше с устойчивостью на ИНЧ.

[gross]

Нельзя было без жалости смотреть на диффузор динамика, который изо всех сил, на всю величину своего хода, пытался кампенсировать любое изменение давления в помещении (человек проходит в дверной проем, ветерок слегка дунул в открытую форточку, где-то далеко в коридоре открыли-закрыли дверь и т. п.

Получается, что либо не совсем удачно скорректирован сигнал в петле ЭМОС, либо ситуация иная - в случае внешнего датчика намного труднее в принципе получить однозначную связь датчика и движений диффузора.

[dvm]

Прошу прощения за молчание, но пока могу отвечать только по рабочим дням.

[QUOTE][Кстати, на схеме имеется ошибка (опечатка) - резисторы R6R7 должны подключаться к точке соединения резисторов R1 и R3. Иначе - сигнал ОС закоротится на низкое выходное сопротивление ОУ /QUOTE]
Да, конечно, извиняюсь.

И еще вопрос - насколько хорошо загерметизирован корпус ЗЯ?

В этом я уверен на все 100%

DVM, когда в дверь входишь, диффузор один раз прыгает или потом тоже колбасится на какой-то частоте ?

Если С5 более 10мкф, то никаких "лишних" колебаний, а если С5 мало, то система на ИНЧ близка к автоколебаниям.(графики сняты как раз для этого случая)

[QUOTE][Получается, что либо не совсем удачно скорректирован сигнал в петле ЭМОС, либо ситуация иная - в случае внешнего датчика намного труднее в принципе получить однозначную связь датчика и движений диффузора./QUOTE]
К сожалению, похоже больше на второе. Ведь и по смыслу динамик с ЭАОС обязан отыгрывать внешние акустические воздействия, а полоса снизу должна быть достаточно широка для расширения рабочей полосы динамика при работе в малом объеме, для чего, собственно, ЭАОС и применяется.

Я тут еще подумал над схемой - dvm реализовал ЭАОС по ЗД. В этой конфигурации маловат запас по фазе на ИНЧ, зато лучше на частотах 200...400Гц. Скорее всего переходный процесс от внешнего (внутрипетлевого) воздействия носит колебательный характер.
Можно попробовать реализовать ЭАОС по скорости диффузора. Для этого нужно проинтегрировать сигнал с бародатчика, корректор пока не трогать, и на входе потребуется интегратор чтобы скорректировать сквозную АЧХ. В схеме ЭАОС по "скорости" должно быть лучше с устойчивостью на ИНЧ.

Я попробую зарисовать схему и представить к обсуждению.


А вот еще что. Вообще-то, у меня в ящике еще и бародатчик стоит.
Если герцах на 60 сигналы с них по фазе совпадают, то хочу попробовать просуммировать сигналы с их выходов через RС цепочку (от ЭАОС через С=20мкф ,а от ЭБОС - через R=8,2ком) Конечно, предварительно, нужно выровнять амплитуды сигналов с датчиков.
Как думаете, стоит попробовать?

[gross]

Ведь и по смыслу динамик с ЭАОС обязан отыгрывать внешние акустические воздействия,

Это вопрос неоднозначный, я бы сказал, обязан или нет. В вашем случае датчик стоит очень близко к диффузору и по идее остальные сигналы должны быть сильно слабее. Может дело все же в коррекции?

[dvm]

Может дело все же в коррекции?

А как бы проверить? Подсказали бы ...

[Nota Bene]

А вот еще что. Вообще-то, у меня в ящике еще и бародатчик стоит.
Если герцах на 60 сигналы с них по фазе совпадают, то хочу попробовать просуммировать сигналы с их выходов через RС цепочку (от ЭАОС через С=20мкф ,а от ЭБОС - через R=8,2ком) Конечно, предварительно, нужно выровнять амплитуды сигналов с датчиков.
Как думаете, стоит попробовать?

Если бародатчик "выдает" сигнал скорости, то по фазе эти сигналы сдвинуты по фазе на 90 градусов Но надо помнить, что сигнал с внутреннего бародатчика имеет еще дополнительный фазовый сдвиг из-за временной задержки. Хотя попробовать, наверное, можно. Для лучшего понимания процессов в системе Вопрос - постоянная времени 20мкф*8.2ком равная примерно 1 сек из каких соображений выбиралась?

[dvm]

Вопрос - постоянная времени 20мкф*8.2ком равная примерно 1 сек из каких соображений выбиралась?

Опять ошибся... Имел в виду частоту 60Гц, соответственно постоянная времени 16,7мс = 2мкф Х 8,2ком. То есть ниже 60 Гц - ЭБОС, а выше 60 Гц -ЭАОС.

[Nagema]

Еще раз спасибо Наилю за еще и эту ветку,
спасибо присутствующим за интерес к Э_ОС.

Я тоже отважно вчера заполночь начал макетировать некий датчик около диффузора НЧ.

Датчик - пьезоголовка-иглодержатель от хрен пойми чего, на скоростя "33" и "78", у меня их штук 10, предусмотрительно невыкинутых когда-то.
Я его на пластилин к диффу пока леплю, чтоб притерпеться к поведению.

Усилитель - К157УД2 /адын конал пока что/.
На соплях красиво висит всё это возле кучи таких же насоплёных ИТУНов.
А на заднем плане, в сумраке ящика-ниши - два о###ннейших трансформатора, мосты на "двести сорок третьих" диодах /если я не путаю/, совершенно зряшние ёмкости наборные на 10.000 микрофарад… :) Короче - постоянно надо фотик, но сложная жизнь с войнами и нервными срывами не дает возможности того-с. Сфотографировать.

Одним словом, вся эта байда очень красиво "икает" с выхода операционника какими-то слабологичными отрицательными половинками меандра, отдаленно напоминающего исходный burst 20 Гц :))

Сегодня буду возиться дальше, экспериментировать с наращиванием длины "колебательного плеча" "пьезоштанги" иглы, или привешиванием на иголку пластилинового грузика, чтоб пьезопластинка изгибалась как-то почувствительнее, помощнее. А то когда пальцем колеблешь иглу - ого-го какой сигналище прёт. Или проводишь по игле дактилоскопией пальца указательного - вся дактилоскопия видна на "Спектралабе" как на выставке.

А когда вся иголка-датчик колеблется с диффузором, прилепленная к нему пластилином - увы, нескладушки. Разгон получается не дифференцированный, но интегрированный. :)

Но интересно - страсть :)

Если уж не получится укротить иголку граммофонную, то достану из сумки дисковый пьезоэлемент. Он у меня как резерв, болезный. Я его с польского принтера игольчатого снял. Кстати, только что допёрло, что этих принтеров у меня на складе - много. Штук 10. Вот что значит башка на варит, а.

[Nota Bene]

Опять ошибся... Имел в виду частоту 60Гц, соответственно постоянная времени 16,7мс = 2мкф Х 8,2ком. То есть ниже 60 Гц - ЭБОС, а выше 60 Гц -ЭАОС.

Кстати, я тоже выше ошибся - написал про постоянную времени, а имел в виду частоту сопряжения
ИМХО, 60Гц - это будет высоковато. Надо на 20Гц ориентироваться. Иначе начнется завал на АЧХ (-6Дб/окт к ИНЧ), начиная с этой частоты сопряжения... А Тау=16,7mS будут соответствовать круговой частоте 60 рад/сек, а если пересчитать в герцы - надо поделить еще на 2Пи (~6,28) и получится 9,5Гц.

Но интересно - страсть

Это все замечательно Лишь бы несколько непрофессиональный подход не убил интерес в зародыше... Прикинь емкость такого пьезо-звукоснимателя (~200-300пик) и входное сопротивление усилителя на таком ОУ. (Кстати, какое оно?) Отсюда легко найдешь частоту среза такого датчика. Сомневаюсь, что она будет в рабочем диапазоне НЧ динамика.
И, по ночам-то, осторожнее - грех соседей ИНЧой травить

[Carbon]

В вашем случае датчик стоит очень близко к диффузору и по идее остальные сигналы должны быть сильно слабее. Может дело все же в коррекции?

Насчет коррекции. В схеме dvm много разделительных конденсаторов (включая емкость датчика). Каждый из них выше или ниже по частоте неминуемо даст наворот фазы в 90 гр. Поэтому игра номиналами емкостей не решает проблему, нужно уменьшать количество самих разделительных кондеров.

[gross]

А как бы проверить? Подсказали бы

Подсказать корректно - это нужно промоделировать ваша схему полностью. Как, вот отметил Carbon, у вас действительно много переходных конденсаторов. Это раз. Второе - я могу сказать в общем, и тривиальные вещи - чтобы к коррекции не было вопросов, она должна обеспечивать в петле спады первого порядка с обеих сторон.

[EUGENE]

Привет
Наткнулся в радиохобби №1,2006,с.21
на конструкцию:
2 пьезопищалки склеены 2-х сторонним скотчем.
На 1-ю через 100кОм 2Вт подано напряжение от сети
Со второй снимается напряжение и измеряется на нагрузке
или через диодный мост на нагрузку и конденсатор 47мкФ.

R нагр. напряжение~ напряжение=
1Мом______5.48_________7
100кОм____5.1__________4.67
47кОм_____4.22_________3.29
22кОм_____2.77_________2.06
10кОм_____1.41_________1.1
4,7кОм_____0.68________ 0.56

Похоже, что для датчика нагрузка должна быть не менее 1Мом

С уважением
ES

[dvm]

Как, вот отметил Carbon, у вас действительно много переходных конденсаторов.

Конденсаторы С1 и С11 имеют , по-моему, достаточно большие номиналы, а о номинале С5 уже говорил: я сейчас поставил 4,7мкф, чтобы уменьшить усиление в петле ЭАОС на ИНЧ до минимально устойчивого. Изначально я ставил 22мкф. Поэтому в переходных конденсаторах большого криминала не вижу.

А попробовать симбиоз ЭБОС/ЭАОС хочу вот так. Здесь R6C1 - интегратор, а R10C2 определяют частоту сопряжения ЭБОС/ЭАОС. Что скажете по схеме, по номиналам?

[gross]

Я так понял, что внутренний датчик хотите использовать на частотах, ниже 60Гц. А есть ли тогда смысл во внешнем? Стояки комнаты но все равно не будет отрабатывать (не должен).