+- Hi-Fi Forum (https://hi-fi-forum.net/forum)
+-- Форум: Звук (/forum-3.html)
+--- Форум: Hi-Fi Аудио (/forum-8.html)
+--- Тема: Динамические искажения в усилителях мощности. (/thread-25633.html)
Страниц: 1 2
Re: Динамические искажения в усилителях мощности. - Mr.Michael - 29-01-2011 15:31
(29-01-2011 15:17)groove link писал(а):[quote author=Mr.Michael link=topic=33706.msg609993#msg609993 date=1296303255]измеряются в попугаях
[quote author=groove link=topic=33706.msg609977#msg609977 date=1296302467]
[quote author=Mr.Michael link=topic=33706.msg609963#msg609963 date=1296301282]
Так все таки, что такое - \"динамические искажения\", в чем измеряются, в процентах, вольтах, децибелах? Напишите, кто знает. Или это и есть суть вопроса и понятие субъективно.
[/quote]
В попугаях также можно измерить уровень интелекта.
Я задал вполне резонный вопрос, а получил курино-попугаий ответ.
[/quote]
Вам тут кто то чем то обязан? Сударь, Вы не забываетесь?
[/quote]
Вот видите уважаемый, Вы примерили мой ответ на себя, как и я Ваш ответ мне.
Так что без обид, мы квиты.
Re: Динамические искажения в усилителях мощности. - Valery_Dnepr - 29-01-2011 18:30
Хочу отметить превосходные знания groove предмета данной темы.
Довольно точно описаны случаи их проявления. Это насыщенная электронная музыка, насыщенный рок и симфонический оркестр.
Однозначно - +1
Очень многие любят слушать такую музыку. И ничего заоблачного и никаких нереальных условий эксплуатации усилителя при этом нет. Всё знают как сложно подобрать усилитель хорошо, без искажений, отыгрывающий вышеупомянутые жанры. Многие ли любители могут похвастать чистым, без искажений и с детальной, глубокой сценой звучанием симфоничесской музыки, насыщенной духовыми, струнными и т.д. ? Нет, не многие. Потому что даже многим высококлассным усилителям присуще наличие большого уровня дин. искажений. А вот лампам - нет.
Не вдаваясь в подробности, в двух словах, попытаюсь обозначить причины возникновения динамических искажений и как это проявляется на сигнале. Частично groove уже это отметил в своих сообщениях.
Основные факторы, влияющие на возникновение динамических искажений - это низкая скорость наростания переднего фронта прямоугольного сигнала и низкая перегрузочная способность отдельных узлов усилителя и особенно - операционных усилителей на входе современных усилителей. При этом, ещё одним фактором повышения уровня динамических искажений является очень большое общее усиление усилителя с отключенной обратной связью. Чем больше обратной связью охвачен усилитель, тем выше уровень динамических искажений такого усилителя.
В двух словах обозначим как осуществляется сам процесс усиления в усилителе:
1. Предположим, что коэффициент усилителя с разомкнутой обратной связью равен 1000 раз или 60 дБ. Будем считать, что всё это усиление обеспечивает входной ОУ и дальше идут только усилители тока.
2. Предположим, что коэффициент усиления усилителя с включенной обратной связью равен 20 раз или 26 дБ.
3. Предположим, что мгновенное значение уровня сигнала положительной амплитуды на входе усилителя равен 1 вольт.
4. На выходе усилителя в таком случае будет 20 вольт
5. При этом, на инверсном входе входного ОУ (для случая усилителя неинвертирующего входной сигнал) уровень сигнала будет равен 0,98 вольта
6. Разница напряжения между прямым и инверсным входами усилителя в 0,02 вольта усиливается ОУ в 1000 раз и на выходе получаем 20 вольт.
7. А теперь давайте разорвём цепь обратной связи такого усилителя и посмотрим, что при этом произойдёт
8. Предположим, что мгновенное значение уровня сигнала положительной амплитуды на входе усилителя равен 1 вольт.
9. При этом, на инверсном входе входного ОУ (для случая усилителя неинвертирующего входной сигнал) уровень сигнала будет равен 0,00 вольта, так как цепь обратной связи разорвана
10. Разница напряжения между прямым и инверсным входами усилителя в 1 вольт усиливается ОУ в 1000 раз и на выходе стремится выдать 1000 вольт. Если бы у нас питание усилителя было 1000 вольт, то так и было бы. А так как у нас питание максимум +/- 20 В, все транзисторы усилительных каскадов ОУ полностью открываются и входят в насыщение.
Что из себя представляет пункты "9" и "10" в нашем случае ?
Давайте попробуем разобраться:
1. Предположим, что мы слушаем на большой громкости музыку насыщенную инструментами с широким спектром высоких частот.
2. Давайте рассмотрим случай, когда передние положительные фронта сигналов всех этих инструментов в какой-то момент времени совпадают.
3. Нетрудно себе представить, что все они геометрически суммируются, увеличивая тем самым скорость изменения общего суммарного сигнала. Давайте возьмём для примера десяток таких источников сигнала с одинаковой амплитудой и частотой 10 кГц 10 шт. и частотой 20 кГц 5 шт. Суммарная скорость наростания сигнала в таком случае в зафиксированный малый промежуток времени будет такой же, как и скорость наростания сигнала одиночного сигнала с таким же уровнем, но частотой 200 кГц !!!!!
Тут кто-то утверждал, что мы не слышим больше 12-16 кГц.
Евгений в другой теме усомнился при чёт тут генератор звуковых частот для определения с его помощью степени динамических искажений усилителя. Так вот, с помощью ГЗЧ мы можем определить какую скорость наростания поддерживает усилитель и если у него при входном сигнале - 20 дБ на выходе синусоида превращается в пилу на 60-70 кГц, то динамические искажения у этого усилителя будут сумасшедшие.
Ну и померять на сколько вольт растёт уровень этой пилы за 1 мксек совсем просто.
4. Как влияет скорость наростания фронта, или задержка появления сигнала на выходе усилителя по сравнению с сигналом на входе ?
Смотрите пункты 9 и 10 в описании процессов, происходящих в усилителе. Давайте возьмём крайний случай - на входе сигнал подскочил до одного вольта, а на выходе он ещё не появился. Что произойдёт ?
5. На прямом входе сигнал равен 1 В, а на инверсном - 0 В. Входной усилитель пытается усилить сигнал в 1000 раз. Происходит перегрузка и вход в насыщение входных каскадов операционного усилителя. На выходе усилителя сплошной коллапс.
6. Сигнал на входе уже перешёл на убывание и в отрицательную фазу, а транзисторы входных каскадов ещё даже не успели выйти из насыщения, даже не говоря уже о том, что на выходе усилителя может вообще что-то появиться.
Это всё микропроцессы происходящие только в определённые промежутки времени, когда фазы высокочастотных сигналов совпадают. И только в эти микромгновения усилитель "теряет" звуковой сигнал и появляются провалы в звуке, когда сигнал отсутствует вообще.
Увидеть всё это осцилографом вообще не представляется возможным, поскольку это происходит только на насыщенной музыке, когда присутствуют сигналы с широким спектром десятков инструментов одновременно.
Представить рисунок происходящего можно в виде затейливого сигнала на выходе усилителя, пропадающего полностью на микромгновенья на широком спектре высоких частот.
При этом, происходя на больших уровнях сигнала в доли процента эти полные провалы в сигналы не вкладываются.
На слух эти искажения воспринимаются так: " Слушать произведения выдающихся композиторов для симфонического оркестра из-за мусора и грязи в звучании практически невозможно "
Ну и следует отметить, что чем больше усиление усилителя без обратной связи и чем ниже у него частота превращения сигнала в пилу, тем больше у него динамические искажения.
Ну и, естесственно, эти искажения присущи только усилителям построенных по схемам с обратными связями.
Мне кажется, что описал я всё очень доступно для понимания что такое динамические искажения даже для непрофессионалов.
Re: Динамические искажения в усилителях мощности. - Valery_Dnepr - 29-01-2011 18:37
Да, кстати, хочу успокоить тех, кто никогда раньше не слышал об этих искажениях.
Дело в том, что их имеют 99% производимых усилителей и поэтому никакие фирмы-производители этих искажений никогда не афишировали и не будут афишировать.
Очень редко в ТХ на усилитель указывают, что скорость наростания на выходе не меньше 50 вольт на микросекунду и перегрузочная способность усилителя по входному сигналу равна 40 дБ.
А вот если такое для Вашего усилителя указано и соответствует действительности, то я могу Вам только позавидовать его прекрасному звучанию.
Re: Динамические искажения в усилителях мощности. - Mr.Michael - 29-01-2011 18:42
Спасибо за дельное толкование!
Re: Динамические искажения в усилителях мощности. - VeschiiOleg - 29-01-2011 20:08
(29-01-2011 18:42)Mr.Michael link писал(а):Спасибо за дельное толкование!Ну, с методологической точки зрения в объяснении процесса все смешено в кучу и приведено много лишнего. Пункты 1-10 описаны в целом верно, но к проблеме динамических искажений не относятся. Наоборот, может сложиться ложное впечатление, что режим без ОС (9-10) в принципе вообще неприемлем.
"Перегрузить" можно любой ОУ и с ОС и без ОС.Правильное зерно внесено в п.3 и 4 второй части, где говорится о запаздывании сигнала нпа выходе по отношению к сигналу на входе. Если у нас на входе одна частота - то это запаздывание постоянное (а так как начальной нулевой фазы у синуса не сушествует) и на слух не заметно. Если на входе куча частот - то запаздывание может быть разным для разных частот (так как они действуют не поочереди, а все вместе, т.е работает их огибающая). В результате мы имеем паразитные набеги фаз, приводяжие к изменению этой огибающей. (получается накапливающееся "наслоение" одних сигналов на другие). На слух это воспринимается как "каша". В телевидении такой эффект приводит к "повторам" изображения, "двоениям", "оконтуриваниям". Все это прекрасно видели хотя бы один раз на своих телевизорах. В звуке - то же самое. Физика одна и та же.
Если скорость нарастания выходного напряжения низкая - имеем наиболее выраженный эффект запаздывания, если скорость нарастания стремится к бесконечности, эффект запаздывания уменьшается.
Проверить наличие динамических искажений можно при подаче меандра (прямоуг. сигнала одинак. длит.) на вход и рассматривая как изменится форма переднего фронта импульса. Т.е на сколько произойдет сдвиг одной из частей этого сигнала (конкретно верхней части) по отношению к входному. Это наиболее простой способ. Однако имитация реального сигнала прямоугольником не достаточно корректна и информативна, в лабораториях применяют либо сложный многочастотный сигнал, либо специальный синусквадратичный и измерителем группового времени запаздывания смотрят колебания фазы огибающей от частоты на выходе усилителя. Чем меньше колебания - тем меньше динамические искажения. И тем меньше выходной сигнал "наложится" на поступающий входной. Измеряется задержка, как я уже говорил, в градусах(на частотной оси) или секундах (на временной).
Надеюсь изложил понятным яыком, желающие могут также почитать в книгах Титце и Шенка, Шкритека и др. лит-ре по искажениям в у-лях.
Re: Динамические искажения в усилителях мощности. - Valery_Dnepr - 29-01-2011 21:27
(29-01-2011 20:08)VeschiiOleg link писал(а):Ну, с методологической точки зрения в объяснении процесса все смешено в кучу и приведено много лишнего.Олег, шли бы Вы обратно на свой hi-fi.ru ? Вам что, мало его для вашей чуши, или там вас уже никто не читает ?
Re: Динамические искажения в усилителях мощности. - OZ - 29-01-2011 22:05
(29-01-2011 21:27)Valery_Dnepr link писал(а):[quote author=VeschiiOleg link=topic=33706.msg610272#msg610272 date=1296320935]Олег, шли бы Вы обратно на свой hi-fi.ru ? Вам что, мало его для вашей чуши, или там вас уже никто не читает ?
Ну, с методологической точки зрения в объяснении процесса все смешено в кучу и приведено много лишнего.
[/quote]
Валерий, не обращайте на них внимания, их много - завалят словесным ...
Хотел было собрать в кучу цитаты из перлов этих двух или трех? юриев, вещего и какого-то ромы, но обломался. Лениво. Сейчас время такое - такие люди делают радиоаппаратуру, пишут книжки, командуют бизнесом, управляют страной... И имя им - легион.
Кошмар какой-то...
...Лучше встретить человеку медведицу, лишенную детей, нежели глупца с его глупостью...