|
Танцы с ФЧХ
|
|
| Bender052 | Дата: Вторник, 28.08.2018, 16:41 | Сообщение # 1 |
Группа: Проверенные
Сообщений: 4700
Статус: Offline
Страна: Российская Федерация
Город: волгоград
|
УМЗЧ для высококачественного звуковоспроизведения (ВЗ) характеризуются рядом конструктивных, эксплуатационных и качественных показателей. Наибольшая часть показателей формируется при конструировании и изготовлении УМЗЧ а основная часть определяется схемотехникой, элементарной базой и качеством разработки. Любой УМЗЧ для ВЗ должен удовлетворять определённым объективным и субъективным требованиям. Субъективные требования у всех разные а объективные показатели нормированы ГОСТ/МЭК. Любой УМЗЧ имеет искажения, слышимые и не слышимые. Качество усиливаемого сигнала на выходе зависит от степени имеющихся искажений.
Линейные искажения обусловлены влиянием реактивных элементов- катушек и конденсаторов, сопротивления которых зависит от частоты. К ЛИ относятся частотные, фазовые и переходные. В результате ЛИ происходит ограничение ЧД, неравномерная задержка во времени разных спектральных составляющих сигнала, завал фронта и спада и искажения импульсных сигналов (звук импульсный сигнал). Количественно ЛИ определяются формой АЧХ, параметрами ФЧХ и переходной характеристикой (ПХ), которые связаны между собой.
Нелинейные искажения НИ вызваны нелинейностью АЧХ УМЗЧ, а вот про ФЧХ почему то забывают. Потому что многие считают, что ФЧХ УМЗЧ линейна во всём рабочем диапазоне. Но это не так.
Фазовые искажения являются результатом вносимых УМЗЧ фазовых сдвигов между различными частотами и частотными компонентами сложного звукового сигнала, вследствие чего искажается его форма.
Пример. Имеем гармонический сигнал, состоящий из основной и третей гармоник. Если ФЧХ УМЗЧ имеет фазовый сдвиг 30° то в результате прохождения через УМЗЧ третья гармоника получит сдвиг на 30° по отношению к первой измениться форма сигнала. Если сдвиг получит основная гармотика то сигнал только сдвинеться во времени а его форма не измениться. Такая же задержка как в пассивном фильтре. Если ФЧХ на всех частотах рабочего диапазона не имеет сдвига (ФЧХ линейна) то фазовых искажений сигнала не будет.
Не создающая искажений формы сигнала ФЧХ представляет собой линейную зависимость фазового сдвига от частоты. При линейной ФЧХ все спектральные составляющие входного сигнала запаздывают на одинаковое время (фазолинейны) и это не вызывает изменение формы сигнала. В противном случае форма сигнала измениться и верность воспроизведения музыкального сигнала нарушиться.
Принято считать, что слух не реагирует на изменение фазовых соотношний между отдельнымитгармоническими составляющими спектра сигнала. Отчасти это верно при монофоническом воспроизведении. А вот при стереофоническом или квадрафоническом воспроизведении слух улавливает фазовые искажения= задержки. Поэтому фазовые искажения должны быть нлрмированы и быть как можно меньше. В высококачественных УМЗЧ фазовые искажения гамма фи в рабочем диапазоне не должны превышать 4-5%. Расчёты показывают, что нелинейность ФЧХ в рабочем диапазоне должна быть не более 2° а полоса пропускания 8гц- 50кгц.
P.S. Есть хорошая книжка Атаев, Болотников Функциональные узлы усилителей высококачественного звуковоспроизведения. Есть литература по ТОЭ. Там есть наглядные графики, формулы и расписано более научным языком нежели пишу я.
Не говори гоп-заставят прыгать!
|
|
|
|
|
| Bender052 | Дата: Вторник, 28.08.2018, 16:41 | Сообщение # 2 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 4700
Статус: Offline
Страна: Российская Федерация
Город: волгоград
|
Меня интересует именно ФЧХ т.е на каких частотах снизу и сверху диапазона схема начинает смещать фазу.
Добавлено (25.08.2018, 16:56)
---------------------------------------------
Фирму ICEPower знают многие, это один из лидеров по разработке и выпуску умзч класса Д. Обращаем внимание на линейный участок фчх рис.9 и 13 http://www.kit-e.ru/preview/pre_49_8_13_amp_icepwr.php меня интересует линейный участок фчх вашего усилителя. Линейность амплитуды от частоты менее важно нежели смещение фаз диапазона. На графиках видно, что общая разница фазового сдвига на разных частотах порядка 40°. Есть информация, что самый лучший умзч имеет общий фазовый сдвиг 10° т.е по 5° на нч и вч относительно линейного участка.
Не говори гоп-заставят прыгать!
Сообщение отредактировал Bender052 - Суббота, 25.08.2018, 17:06 |
|
|
|
|
| VK | Дата: Вторник, 28.08.2018, 16:41 | Сообщение # 3 |
Группа: Модераторы
Сообщений: 9417
Статус: Online
Страна: Германия
|
Цитата Bender052 (  ) Есть информация, что самый лучший умзч имеет общий фазовый сдвиг 10° т.е по 5° на нч и вч относительно линейного участка.
Грохнем по лучшему:
http://www.tornadoacoustics.ru/forum/7-451-20
|
|
|
|
|
| Bender052 | Дата: Вторник, 28.08.2018, 16:42 | Сообщение # 4 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 4700
Статус: Offline
Страна: Российская Федерация
Город: волгоград
|
Цитата Грохнем по лучшему
И таки мы не увидели ФЧХ "суперсимметричного" усилителя...
Добавлено (26.08.2018, 06:18)
---------------------------------------------
Покажите хоть один график линейного участка ФЧХ... амплитуда может быть одинаковой но имея фазовый сдвиг увеличивается ГВЗ, которая есть производная фазо-частотной характеристике по частоте. И вот это подаётся на динамик, который сам являясь фильтром вносит дополнительный фазовый сдвиг.. при наличии пассивного фильтра ГВЗ увеличивается... вот и скажите, какую когерентность полос получим в итоге?
Не говори гоп-заставят прыгать!
Сообщение отредактировал Bender052 - Воскресенье, 26.08.2018, 06:31 |
|
|
|
|
| VK | Дата: Вторник, 28.08.2018, 16:42 | Сообщение # 5 |
|
Группа: Модераторы
Сообщений: 9417
Статус: Online
Страна: Германия
|
Цитата Bender052 ( ) И что, 7градусов 20гц лучше пяти?
Семь градусов можно убрать индивидуально работая с каждым каналом, а при замене кабелей возможно и др. работ не потребуется. Это одно, а второе на НЧ малый сдвиг по фазам роли не играет, начиная с 100Гц и далее там всё Окей. Так что было бы желание из этой конструкции можно получить супер симметричный усилитель без всякого смеха. Если подобное найдёте где то то прошу показать, долго ждать придётся по смыслу самого замера. И догадываетесь почему? 
|
|
|
|
|
| bisesik | Дата: Вторник, 28.08.2018, 16:42 | Сообщение # 6 |
Группа: Проверенные
Сообщений: 2411
Статус: Offline
Страна: Казахстан
Город: Алматы
|
Цитата Bender052 ( ) Есть информация, что самый лучший умзч имеет общий фазовый сдвиг 10° т.е по 5° на нч и вч относительно линейного участка.
А можно ли уточнить источник информации конкретнее? Хотелось бы взглянуть на условия замеров.Добавлено (26.08.2018, 08:20)
---------------------------------------------
Цитата VK ( ) начиная с 100Гц и далее там всё Окей.
Там уже на 40Гц 0-вое смещение, почему-то не включил в тесты эту частоту в тот момент...
|
|
|
|
|
| Bender052 | Дата: Вторник, 28.08.2018, 16:42 | Сообщение # 7 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 4700
Статус: Offline
Страна: Российская Федерация
Город: волгоград
|
В источнике нет про условия измерений, это физическая энциклопедия.
Фазовый сдвиг на НЧ на слух не так страшен, ГВЗ допустимо 15мсек и более. Наиболее важен на ВЧ, где слух фиксирует фазовый сдвиг на малой лямбда частоты.
Не говори гоп-заставят прыгать!
|
|
|
|
|
| Sbaranov | Дата: Вторник, 28.08.2018, 16:42 | Сообщение # 8 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 427
Статус: Offline
Страна: Украина
Город: Каховка
|
Я ни как не пойму сдвиг фазы сигнала в плюс как только его преднамеренное искажение к примеру по причине положительной обратной связи через коррекцию. Даже пожалуй не так. Есть большой коэффициент усиления и есть ООС но она опаздывает по времени, а за это время сигнал резко выскакивает под усилением, а потом всё ООС тормозит и выглядит это как опережение по времени но реально его нет, а выброс идёт за счёт гипертрофированного усиления. Отключение или сильное уменьшение ООС должно уменьшить диапазон фазовых сдвигов. Я читал в журнале выкладки о ICEPower, у них есть корректор ошибок, который равняет выход по входу при усилении аналогового сигнала, так вот он скорее так и крутит фазы. У некоторых усилителей Д класса есть порог включения от сигнала на входе, так они умудряются портить очень тихий звук пока не включатся в основной режим, наверное и в корректора такие же приделы чувствительности когда он просто не работает.
У меня всё не так.
|
|
|
|
|
| Bender052 | Дата: Вторник, 28.08.2018, 16:42 | Сообщение # 9 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 4700
Статус: Offline
Страна: Российская Федерация
Город: волгоград
|
Про корректор в ссылке ни слова, там чистые замеры АЧХ/ФЧХ двух модулей. Что будет до/после вопрос пятнадцатый. Все усилки в рабочем диапазоне имеют нелинейную ФЧХ, только разной степени. Поэтому и коррекция ФЧХ каждому усилку потребуется разной степени. Ключевое слово с какой именно. Аналоговые уси такой фазовой коррекции не имеют от слова совсем. Угол фазового сдвига зависит от скорости нарастания сигнала, глубины оос, наличии входных фильтров...
Так какая ФЧХ у вашего усилителя? Я чисто хочу сравнить с ФЧХ других классических схем умзч из справочника.
Не говори гоп-заставят прыгать!
|
|
|
|
|
| bisesik | Дата: Вторник, 28.08.2018, 16:43 | Сообщение # 10 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 2411
Статус: Offline
Страна: Казахстан
Город: Алматы
|
Дополню. При замере на квадратном сигнале в моём усилителе сдвиг фазы на 20Гц=0 (фронты идеально совпадают). На синусе 20Гц выходной сигнал действительно опережает входной 
|
|
|
|
|
| VK | Дата: Вторник, 28.08.2018, 16:43 | Сообщение # 11 |
|
Группа: Модераторы
Сообщений: 9417
Статус: Online
Страна: Германия
|
Цитата Bender052 ( ) Я чисто хочу сравнить с ФЧХ других классических схем умзч из справочника.
Честно, не встречал параметра ФЧХ да ещё в справочниках.
Что касается фазы. Она возникает даже в одном и том же усилителе с разницей в каналах. Причиной тому могут послужить разные схемные решения, туда можно отнести ООС и конденсаторную развязку между каскадами и разное начальное токовое потребление. Вроде мелочи и мало кто на это обращает внимание, но всё выливается как правило в звук и его расположение в звуковой картине. У меня, к примеру, в своё время был получен поразительный результат - полноценный сдвиг звуковой картины в лево, т.е. в левый угол.  Имея такой опыт я после этого с особой тщательностью стал обращать внимание на расположение сцены звука, стало быть за идентичностью каналов и фаз в них.
|
|
|
|
|
| Bender052 | Дата: Вторник, 28.08.2018, 16:43 | Сообщение # 12 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 4700
Статус: Offline
Страна: Российская Федерация
Город: волгоград
|
Как не удивительно, но в литературе вместе со схемами умзч есть графики фчх. Лет 20 назад, когда решил собрать умзч взял одну книжку, там схемы, описание, печатки. (сейчас она в электронном виде... у Шкритека и др тоже есть информация по фчх) Начал изучать и сравнивать тех параметры и графики. Вот тогда обратил внимание, что все умзч имеют разную линейность фчх. У одних сдвиг больше, у других меньше. В книжке объяснялось почему возникает этот сдвиг и как его сделать как можно меньше, чтобы не было фазового сдвига между нч и вч. Но полностью избавиться от него невозможно. Это сейчас его можно выпрямить корректором с обратным фчх, да и то не всё так просто. Имея в нагрузке умзч цепи с фазовым сдвигом итоговый сдвиг будет уже иным и зависить от фчх нагрузки. Поэтому предварительная коррекция фчх умзч делать бестолку. Нагрузка всё переиначит по своему. Вот и получается, надо корректировать фчх с учётом фчх нагрузки. Фазовый корректор дело хорошее но его надо использовать с умом. Вот про это я и хотел сказать, спрашивая про фчх данного умзч.
Добавлено (26.08.2018, 15:22)
---------------------------------------------
Если при подаче шп сигнала 1кгц умзч усиливает с линейной фазой а >10кгц сдвигает фазу на 5-10-15-20° то уже не айс. Далее этот сигнал попадает на фильтр, который делает свой сдвиг, далее всё это попадает на головки. Они тоже сдвигают и в итоге имеем кашу из непоймичего. Начинаем двигать головки по глубине, добиваемся некой когерентности но в узком диапазоне, какие то частоты один фиг либо задержаны либо опережают. Как ни двигай головки везде клин. Начинаем мутить с фильтром, лепим фазокорректоры, компенсаторы и тп. Один хрен какие то частоты не фазокогерентны, хотя их амплитуда линейна. График ачх красивый а звук не айс.
Помните, ещё Борис говорил "одна кривулина компенсирует другую кривулину"? Вот это тот самый случай. Кривую фчх надо компенсировать кривой фчх фазокомпенсатора. Плюс сдвига на минус сдвига даёт ноль. Будем делать линейную фчх - ничего не выпрямим. Тоже самое и с ачх. Подъём компенсируют таким же провалом.
Добавлено (26.08.2018, 15:35)
---------------------------------------------
Раз умзч физически не может иметь линейную фчх, тогда один из элементов всей цепи должен иметь обратную нелинейность фчх. В аналоговой системе такую фчх должна иметь нагрузка. Простыми словами фильтр и ао своим фчх, обратно пропорциональным фчх умзч, линеализирует сигнал и на выходе получим когерентное излучение всего диапазона, при условии что сама головка не вносит фазового сдвига. Все головки вносят сдвиг на резонансе. Но это лечится. Если б я этим не занимался, то молчал в тряпоску. Никто ж не видел какой фильтр стоит в моих ас... хотя говорят, что у меня "звука нет"...
Не говори гоп-заставят прыгать!
Сообщение отредактировал Bender052 - Воскресенье, 26.08.2018, 15:42 |
|
|
|
|
| VK | Дата: Вторник, 28.08.2018, 16:43 | Сообщение # 13 |
|
Группа: Модераторы
Сообщений: 9417
Статус: Online
Страна: Германия
|
Для того что бы наблюдать сдвиг надо проводить контроль с акустикой на ШП, этого касается и сравнение.
В моём опыте акустика мне меньше всего доставляла проблемы с фазами, возможно что я никогда не делаю глубоких по срезу фильтров. И стараюсь как можно больше "доверять" головке ВЧ с чем и связан выбор на ленточниках.
Совершенно др. дело с усилителями, то что я описывал было зафиксировано на акустике с ШП. Самое большое отклонение от фаз происходит именно в усилителе и любые рекомендации по устранению этого дефекта будет полезной. Допустим я могу рассказать как сам решал этот вопрос не читая рекомендаций, ну так получилось и спец. книг под рукой не было, а интернет в тот момент был не помощник. В итоге я напрямую займусь фазами даже в проводах и к этому есть соответствующий прибор, нет одного - времени. К стати не у одного у меня есть этот прибор, уже проверяли его работу на проводах и он работает отлично справляясь с заданием. Просто раньше ещё без какого либо результата был произведёны замеры различных типов кабелей, результаты были разные, но выявить оптимальное не удавалось. Спасибо Мишину он рассказал почему так вышло с кабелями.
|
|
|
|
|
| Bender052 | Дата: Вторник, 28.08.2018, 16:43 | Сообщение # 14 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 4700
Статус: Offline
Страна: Российская Федерация
Город: волгоград
|
Для снятия фчх ширик не обязателен, можно обойтись резистором. Это потом можно сравнить, где и какой сдвиг даёт ширик. На резонанке он будет стопудово а вот что делается выше Fmeh, где импеданс растёт...
Возьмём трёхполоску, какой бы пассивный супер фильтр не был это однозначно наличие нелиненых элементов в цепи нагрузки с активными и реактивными RLC. Какими бы фирменными детальки не были влияние этих нелинейностей будет иметь место, разница лишь в степени влияния. На финишную фчх в том числе. Дины тоже не идеал. В нём тоже есть катушка с RLC активными и реактивными параметрами. У акустического оформления тоже есть такие же параметры как и у любого оформления. Всё это в комплексе коррелируя и задаёт финишные параметры фчх а не что то сверх естественное неощутимое. Всё измеряемое можно измерить, а всё просчитываемое просчитать. Никаких чудес, всё чисто технически и математически. Так делали в прошлом веке и делают в этом. Просто раньше не было таких приборов и компа а сейчас есть. Это прослушка даёт эмоции, а эмоции ничем измерить нельзя, но их никто измерять и не собирается. Это технически измеряемые параметры типа RLC эмоциями измерить нельзя, для этого есть приборы. А вот согласно измеренным техническим данным и записанным в виде цифр, всегда можно сделать реальные выводы. Для того цифри и придумали, чтобы можно было оперировать ими а не реально ворочать массы или тянуть упругости. Простой пример. Мешок цемента весит 50кг на складе 5тонн цемента, надо посчитать сколько мешков, считаем на бумажке 5000/50=100 и ворочить реальные 100 мешков не надо.
Так вот, фильтр работает правильно если R нагрузки константна. Импеданс динов не константа, для устаканивания импеданса требуется либо ставить Цобель (который снизит чуйку) либо использовать головку в диапазоне где импеданс нагрузки константа, а это очень узкий диапазон. Головки в 3х полоске работают много шире, басовик так вообще в зоне Fb. Поэтому есть те, кто склоняется к 5ти полоске и более. Но у 5ти полоске есть другие проблемы, например с корреляцией межосевого расстояния от лямбда Fсреза и его соблюдением при размещении головок.
Далее. Фильтр работает правильно если его активное R на 2 порядка (100раз) меньше R нагрузки http://digteh.ru/Sxemoteh/filtr/LC/
Если допускается нелинейность АФЧХ то достаточно одного порядка т.е в 10раз. Для импеданса нагрузки 8ом R фильтра 0.08ом и во втором случае 0.8ом. Катушка с R 0.08ом 5мГн будет огого каких размеров. 0.8ом меньше но об идеальной линейности можно забыть. С импедансом 4ом катушки вырастут минимум вдвое. Буржуи не любят делать 4омные АС, затрат больше. Поэтому экономя медь делают катушки на железе. Тот же Грюндик с 80х и до сих пор хреначит катушки с сердечниками. Что ж говорить про китай.
Далее. Порядок фильтра, пусть максимум второй, в купе с дином даст не меньше третего. Если это нч голова то на резонансе в оформлении получим пятый а это уже никак не самый более линейный первый порядок. Поэтому в зоне резонанса с пятым порядком -30дб получим фазовый сдвиг 225°. Смотря какой у умзч сдвиг на этой частоте, допустим 20° сминусуем его и в итоге поимеем 205°. Всё это на пальцах а когда имеем реальные данные всё много проще. Таким же макаром можно прикинуть все головки.
Не говори гоп-заставят прыгать!
|
|
|
|
|
| VK | Дата: Вторник, 28.08.2018, 16:43 | Сообщение # 15 |
|
Группа: Модераторы
Сообщений: 9417
Статус: Online
Страна: Германия
|
Что творят головки со своими фильтрами на фазах это отдельный разговор и было бы интересно туда "нырнуть" поглубже. Как не крути, а звук нам даёт система индуктивности + магнит тут всегда будет ловушка и насколько она большая вопрос не маловажный. Раз так мы разогнались в чужой теме, то может организуем специально тему под этот вопрос?
|
|
|
|
|
