|
Разбираемся с искажениями
|
|
| Bobby_II | Дата: Пятница, 25.01.2013, 07:46 | Сообщение # 1 |
Группа: Проверенные
Сообщений: 5526
Статус: Offline
Страна: Российская Федерация
Город: Санкт-Петербург
|
Хотел посмотреть, какие каскады какие искажения дают.
Но сначала надо понять, какие цифирьки о чем говорят.
Традиционный подход к измерению ТХД (корень из суммы квадратов нескольких ПЕРВЫХ гармоник) меня не устраивает. Причины всем известны:
- первые гармоники (2я, 3я,4я) допустимы в несколько %% (10% это -20дБ, 1% это -40дБ) и влияют скорее на окраску звука.
- по некоторым данным чувствительность человеческого уха к НИ порядка -130дБ
- чувствительность человеческого уха к гармоникам возрастает с их порядком, причем по некоторым данным, пропорционально квадрату номера. Т.е. 4я в 1% будет соответствовать 2й в 4%. А 10я влияет в 25 раз больше 2й, ... .
- ИМИ вообще не учитываются. А они - самые мерзкие.
- важны скорее не величины первых гармоник, а равномерность их спада.
- желательно преобладание четных гармоник (в усилителе). Как я понимаю, это потому что в АС преобладают нечетные и совместно с преобладающими четными в УМ получается благозвучный равномерный спад :-).
"Измеритель ТХД" меня не устроил т.к. надо знать именно характер распределения гармоник. Потому в качестве измерителя ТХД я применил "анализ Фурье" сигнала. Он выдает табличку значений, которую можно сохранить в .csv файл, из которого можно легко извлечь интересующую нас информацию.
В качестве базового сигнала я взял "стандартный" синус 1кГц от "функционального генератора". Однако оказалось, что уже сам этот синус не вполне синус и имеет вполне заметный спектр искажений, причем 15я гармоника находится на уровне примерно -140дБ. Потому рассматривая графики, надо делать поправку на спектр исходного сигнала (он приведен на всех последующих графиках, обычно - синий цвет с "квадратиками".
я понимаю что вам нечем,
но всё-ж попробуйте понять!!!
|
|
|
|
|
| Bobby_II | Дата: Пятница, 25.01.2013, 08:03 | Сообщение # 2 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 5526
Статус: Offline
Страна: Российская Федерация
Город: Санкт-Петербург
|
1я схема - эмиттерный повторитель на TIP41C http://paratran.com/2paratran.php?tr=94102
Pmax Uce Imax Fmax Hfe
65W 100V 6A 3MHz 20/100
на "классической" нагрузке 8Ом, сопротивление "источника" - 0.
схема
Зависимость от амплитуды сигнала
Зависимость от напряжения коллектор-эмиттер
Зависимость от тока коллектора
Для меня лично приемлемыми являются следующие режимы данного тр-ра:
- входной (и выхлдной) сигнал менее 4В (при Ic=2.5A Uce=20V (16-24 Vpp))
- по Uсе показаны почти одинаковые результаты для всех значений НО это за счет 0го сопротивления "источника". Uce должно быть не менее 10-15В, т.е. 15-20В "в покое".
- искажения при токах более 2А почти не отличаются.
т.е. 4В сигнал, 2А, 20В
я понимаю что вам нечем,
но всё-ж попробуйте понять!!!
|
|
|
|
|
| Bobby_II | Дата: Пятница, 25.01.2013, 12:20 | Сообщение # 3 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 5526
Статус: Offline
Страна: Российская Федерация
Город: Санкт-Петербург
|
Попробовал посмотреть, что получится с "спектроанализатором". Дурацкий конечно прибор. Попробую дать краткую инструкцию как им пользоваться:
Чтобы добиться какого-то адекватного отклика, надо нажимать кнопку "установить", ввести "начало", "граница" и "разрешение", потом ОБЯЗАТЕЛЬНО нажать кнопку "ввод". Если хочется получить какие-то цифры, а не просто посмотреть на картинку, есть смысл выбирать "начало" и "граница" так, чтобы нужные частоты располагались на сетке экрана или были кратны ей (аж 4!!! деления). Например мне надо 1кГц и гармоники, я поставил 0 и 8кГц. Если нужные нам частоты не будут располагаться на сетке экрана, мы не сможем четко расположить на них курсор и получить численное значение. Придется "оценивать на глаз".
Т.к. минимальный уровень ограничен -140дБ, а на экране всего 8 делений, причем верхнее "зарезервировано" на уровень "выше 0дБ", есть смысл ставить разрешение 20дБ/дел и "порог" от -10 до 0 дБ - это "смещение" графика относительно экрана. Я поставил -10 чтобы хоть как-то ориентироваться в величинах и видеть "порог" -140дБ. Наверное можно и 0 поставить. Поставлю.
0дБ соответствует напряжению 1В. Это нам почти подходит :-).
Вот что получилось для режима из пред. поста (4В, 2.5А, 20В, 8Ом):
1кГц 11.94дБ
2кГц -73.51 дБ (К2 -85,45 дБ)
3кГц -91,46 дБ (К3 -103,4 дБ)
4кГц -116,5 дБ (К4 -128,4 дБ)
5кГц -137,4 дБ (К5 -149,3 дБ)
Вот что дает "Фурье анализ":
К2 -85.4515662481
К3 -102.2830094659
К4 -128.3530501183
К5 и выше не заслуживают доверия т.к. там входной сигнал дает уже -120дБ
Видимо, это какие-то проблемы с реализацией Фурье-анализа.
К2-4 весьма похожи :-).
я понимаю что вам нечем,
но всё-ж попробуйте понять!!!
|
|
|
|
|
| Bobby_II | Дата: Пятница, 25.01.2013, 22:50 | Сообщение # 4 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 5526
Статус: Offline
Страна: Российская Федерация
Город: Санкт-Петербург
|
Так ... вроде нашел, где "успокаивать" Фурье-анализ.
Надо залезть в "Переходные процессы"
, там оставить только галку "Установить начальный шаг TSTEP", уго поставить 1Е-8, Окончание (TSTOP) поставить 1Е-4, тогда "база" будет на уровне 1Е-15 или -300дБ. Думаю, вполне достаточно.
Так выглядит спектр "функционального источника" с разными параметрами TSTOP / TSTEP
я понимаю что вам нечем,
но всё-ж попробуйте понять!!!
|
|
|
|
|
| Bobby_II | Дата: Пятница, 25.01.2013, 23:06 | Сообщение # 5 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 5526
Статус: Offline
Страна: Российская Федерация
Город: Санкт-Петербург
|
Вот так теперь выглядит Фурье-анализ рассмотренного выше ЭП:
в скобках - данные из "спектроанализатора"
К2 -85.4484104047 (К2 -85,45 дБ)
К3 -103.4020041051 (К3 -103,4 дБ)
К4 -128.397245099 (К4 -128,4 дБ)
К5 -149.4708881862 (К5 -149,3 дБ)
К6 -171.0274811039
К7 -192.344750961
К8 -213.5504868079
К9 -234.5043775479
КА -255.5071636633
КВ -273.7793830449
КС -281.7825408133
я понимаю что вам нечем,
но всё-ж попробуйте понять!!!
|
|
|
|
|
| Bobby_II | Дата: Воскресенье, 27.01.2013, 13:59 | Сообщение # 6 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 5526
Статус: Offline
Страна: Российская Федерация
Город: Санкт-Петербург
|
Теперь когда разобрались, как смотреть гармоники, посмотрим еще раз на искажения, даваемые ЭП в различных условиях. Ситуация слегка идеализирована - применен источник с 0м сопротивлением, искажения от вх. сопротивления будут после :
1. От напряжения Коллектор-Эмиттер (тут надо понимать, что от этого параметра зависит Бэта тр-ра и ОДИНАКОВОСТь искажений в данном случае обусловлена 0м сопротивлением источника, если у источника буде не 0е сопротивление, картина будет иная)
2. От тока эмиттера (изменялся путем изменения смещения на Базе при одинаковых остальных условиях)
3. От амплитуды входного напряжения
т.к. тут есть значительный рост гармоник, интересно было посмотреть их с коэф. заметности, равным номеру в квадрате:
4. От сопротивления нагрузки, при этом изменялось смещение базы чтобы сохранить пост. ток:
я понимаю что вам нечем,
но всё-ж попробуйте понять!!!
|
|
|
|
|
| Bobby_II | Дата: Воскресенье, 27.01.2013, 15:40 | Сообщение # 7 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 5526
Статус: Offline
Страна: Российская Федерация
Город: Санкт-Петербург
|
Последнее измерение не слишком корректно т.к. с изменением нагрузки не менялось переменное напр. приложенное к базе. Т.е. пост. ток сохранялся, а переменный разный. Вот результат с изменением тока 0.5-1.5А (1А постоянный и 1А пик-пик):
что получается??? получается, что с уменьшением сопротивления в 2 раза (при одинаковом токе) ВСЕ гармоники вырастают примерно в 2 раза (чуть меньше), при этом мощность в нагрузке падает в 2 раза, т.е. по идее нам бы посмотреть при условии одинаковой мощности в нагрузке, для этого придется изменять все напряжения в 1.4 раза (для изменения сопротивления в 2 раза и сохранения мощщи).
По моделированию получается, что при изменении нагрузки в 2 раза и сохранении вых. мощности и КПД (все токи и напряжения изменяются в 1.42 раза), искажения изменяются примерно в 1,3 - 1,4 раза, характер распределения по гармоникам не изменяется.
я понимаю что вам нечем,
но всё-ж попробуйте понять!!!
|
|
|
|
|
| Bobby_II | Дата: Понедельник, 28.01.2013, 12:30 | Сообщение # 8 |
|
Группа: Проверенные
Сообщений: 5526
Статус: Offline
Страна: Российская Федерация
Город: Санкт-Петербург
|
Параллелим транзисторы
случай 1. параллелим транзисторы с уменьшением тока покоя каждого.
Забавно получилось ... разница фактически только по 2й гармонике.
Почему-же так получилось? 1 транзистор на нагрузке 1Ом и 8 транзисторов на 1 Ом - разница примерно 10% кроме К2. Видимо так происходит потому что с увеличением кол-ва тр-ов уменьшается ток покоя каждого (суммарный получается такой-же).
Т.е например последние 2 графика (коричневый и голубой):
1 транзистор 1 Ом смещение базы 10.7В ток примерно 10А
8 транзисторов 1 Ом смещение базы 10.7В ток примерно 10А на всех или 1.25 на каждый.
Возможно, будет какая-то разница по входному сопротивлению.
я понимаю что вам нечем,
но всё-ж попробуйте понять!!!
|
|
|
|
|
