Реактивное сопротивление АС

[DVS]

Можно что угодно, только DVS то ничего этого не сделал )

Свечку держал рядом ))
Ты не представляешь, сколько у меня разных ВЧ, времени и интереса.
А ты колупаешься с одной и результата нет
Так сколько ом твоя пищалка?

 

[RMX116]

Свечку держал рядом ))
Ты не представляешь, сколько у меня разных ВЧ, времени и интереса.
А ты колупаешься с одной и результата нет
Так сколько ом твоя пищалка?

Какая разница сколько она Ом?
Или ты фильтра чисто по сопротивлению катушек динамиков делаешь?

 

[vitamir]

И... я пока не получил ничего, похожего на картинку Сэлфа! То ли он специально подбирал форму импульса, чтобы получить конские выбросы, то ли слукавил, то ли я его не понимаю!

У меня в руках третье издание "Настольной книги.." Селфа, в бумаге. Перечитав место, на которое Вьі сослались, вынужден констатировать, что обсуждаемый рисунок результат компьютерной симуляции, параметры которого искусственно подобраны так, чтобы получить максимально возможные по амплитуде выбросы на конкретной модели АС из одного громкоговорителя, приведенной в той же главе, восьмью страницами ранее. Длительности импульсов асимметричной последовательности специально подобраны, чтобы получить конские выбросы (С), в соответствие параметрам модели той АС. Селф прямо указывает на это. Для модели АС с другимми параметрами длительности импульсов асимметричной последовательности должны быть другими. Кроме того, длительности фронтов при переключении выбраны 10 мксек, что явно за верхней границей звукового диапазона. С фронтами более реальной длительности 100 мксек результаты на той же модели скромнее. В выводах, следующих за обсуждаемой иллюстрацией, Селф прямо пишет, что симуляция искусственная и в суровой реальности, наблюдая на осциллографе фонограммы в жанре рок-музыки, он ничего подобного не увидел. Таким образом, полученные Селфом кратности роста амплитуды тока в нагрузку искусственный наиболее тяжелый случай, возможный лишь теоретически для конкретной АС и то с запасом. В реальности он тоже намерял лишь 30%, что коррелирует с симуляцией от Алексей1
Также, Селф ссылается на работы Оталы и Хуттунена, где они получили кратность 6.6 на многополосной АС, с гораздо большими реактивностями, чем в используемой Селфом модели.
Таким образом, я делаю простой вывод: для минимизации этого безобразия имеет смысл минимзировать реактивные составляющие импеданса АС с помощью усложнения фильтров, с одной стороны, и обеспечить максимально возможное электрическое демпфирование усилителем, с другой стороны.
Побочный эффект другой стороны: выходное сопротивление усилителя должно быть возможно более гладким (монотонным) на всем диапазоне рабочих токов. Ведь это только в модели его принимают линейным и постоянным.
Привет одному резвому, который высмеивал меня за упоминание о частных производных .

 

[Алексей1]

И... я пока не получил ничего, похожего на картинку Сэлфа! То ли он специально подбирал форму импульса, чтобы получить конские выбросы, то ли слукавил, то ли я его не понимаю!

Вполне вероятно, что у него был недокорректированный усь, поскольку в коррекции Сэлф плавает (в размашку).

Таким образом, я делаю простой вывод: для минимизации этого безобразия имеет смысл минимзировать реактивные составляющие импеданса АС с помощью усложнения фильтров, с одной стороны, и обеспечить максимально возможное электрическое демпфирование усилителем, с другой стороны.

Поскольку коэффициент безобразия стремится к единице, то надо просто забить.
Что касается выходного сопротивления, то оно ужасающе мало и постоянно в звуковом диапазоне частот, и не зависит от выходного тока.
Причём, выходное сопротивление равное нулю обязательно только для многополосных АС;
одинокий динамик (без фильтра) требует несколько иного.

 

[vitamir]

Поскольку коэффициент безобразия стремится к единице, то надо просто забить.

Не к единице, а таки к 1.3 и выше, если фаза улетает за 60 град.эл.
Потому, я склонен согласиться с Марков Николай и компенсировать реактивности АС по максимуму. Это дешевле, чем усилитель с кратным запасом по току.

Что касается выходного сопротивления, то оно ужасающе мало и постоянно в звуковом диапазоне частот, и не зависит от выходного тока.

Если два первых посыла то такая модель для сигнала, то с третьим посылом согласиться невозможно.
Забываем на минуту об импедансе и вспоминаем, что выходное сопротивление то некая математическая абстракция, которая определяется в бесконечно малых приращениях напряжения и тока на выходе усилителя. Существенно нелинейная в суровой реальности. У того же Селфа есть огромное количество картинок, подписанных "зависимость усиления на сильном сигнале от сопротивления нагрузки" для разных схемотипов. У этих графиков есть корреляция с выходным сопротивлением. СмотриТе, думайТе.
Задача грамотного схемотехника обеспечить возможно более высокую линейность передаточной характеристики усилителя в двух проблемных зонах предельно малых и предельно больших рабочих для усилителя токов. Это не сложно, но игнорировать этого не стоит.

Причём, выходное сопротивление равное нулю обязательно только для многополосных АС;
одинокий динамик (без фильтра) требует несколько иного.

Это слишком общая ситуация. В конкретных случаях, возможно игрой с КД регулировать некоторые характеристики связки усилитель+АС, но я считаю этот способ ущербным, ибо он годится только для конкретного усилителя в связке с конкретной АС.
Уходят или меняются параметры одного из звеньев и вся настройка коту под хвост. Хотя, одиоуфайлы всю жизнь подбирают звучащее сочетание. Бедняги
Кардинально проблема решается КД связки от 30 до 90. Я где то приводил статью, где инженеры одной общеизвестной одиоуфайльской компании изготовили усилитель для наушников с КД в несколько сотен и привели графики импедансов и нелинейных искажений. На обычные АС такой подход тоже вплне себе проецируется. Вспомню, где видел ту статью, закину сюда.

Какая разница, какое выходное сопротивление у усилителя? Постоянку АС не играют.

Тигр, ты же неоднократно рассказывал, что слышишь разницу между выходом на Шиклаи и Дарлингтоне. Селф эту разницу изобразил в веселых картинках, за которые я писал выше. Глянь, проникнись.

 

[Алексей1]

vitamir
Стремится именно к единице на всех возможных сигналах приходящих с источника звукового сигнала. И пофиг фаза. (я же показывал)
Поскольку перегрузок по току не бывает, то и запас по току не нужен. Хотя фактически он всегда есть, но ограничен защитой по току.
Вот такая зависимость усиления от сопротивления нагрузки (график, у которого есть корреляция.... ):
10 вольт на выходе, поскольку модели выходников работоспособны до 10 А
Вот такая линейность в области больших токов пойдёт? 20 кГц 40 В ампл. 1 вольт до ограничения:
А такая в области малых? 10 мВ на выходе :

Можно, конечно, постараться и сделать гораздо хуже, особенно, если у Сэлфа учиться.

КД, что 30, что 90, что несколько сотен - будоражил воображение до тех пор, пока это было сложно получить.
Сейчас КД 100 будет полюбому и никакой разницы с миллионом нет.

 

[Марков Николай]

Сэлф ошибся - никаких экстратоков нет: Посмотреть вложение 68583

Перечитал с пристрастием Chapter 8 книги Сэлфа. Если я правильно курю, картинка с превышением импульсного тока в 2,4 раза получена при длительности фронтов 10 мкс на эквиваленте нагрузки типа
, но почему-то с номиналами Rc = 6,8 Ома, Lc = 0,29 мГн, что, как он утверждает, характерно для 10" НЧ динамика (?). Я бы не согласился с номиналом индуктивности, но суть не в том. Подставлю схему, точно как у Сэлфа, посмотрим, что выдаст на сигнале, похожем на его. Пишет, что длительность фронтов 100 мкс незначительно уменьшает выброс, так и возьму.
Да, таки получил 2,3 раза превышение импульсного тока! Завтра сброшу.

 

[Алексей1]

Гляньте, что за динамик соответствует этому эквиваленту:

 

[Марков Николай]

ДОШЛО. Дикие 2,4 раза превышения по току Сэлф получил при полосе УМ, начинающейся от 0 Гц. Именно постоянная составляющая несимметричного сигнала даёт наибольший вклад в накопление энергии в индуктивности, отвечающей за бросок импульсного тока! Сейчас обрежу полосу ниже 15 Гц первым порядком и посмотрю.

Гляньте, что за динамик соответствует этому эквиваленту:Посмотреть вложение 68821

Дохлый по BL середнячок в ЗЯ.
*****
Сначала результаты, полученные с полосой от 0 Гц.
Повторение эксперимента Сэлфа, фронты 100мкс - превышение в 2,31 раза. Выброс даёт именно резонансный пик, и именно на дурном сигнале похожего вида. Вы себе представляете, ЧТО это на слух? Что угодно, только не музыка! Это - авария усилителя мощности.

Ладно, беру живой недавно подобранный https://www.jensentone.com/frequency-response-chart/6/0, версия 8 Ом, и подбираю ему наихудший сигнал. Превышение имеет место быть, 2,06 раза:

Теперь к нему подключаю контур из #104 , получаем 1,4 раза:

Добавляем туда же и RC-цепочку Цобеля. 1,4 раза не изменились никак.

Тот же сигнал, что для Лайтнинга, подаю на S90, фильтр родной. Данный сигнал Эску не волнует совершенно, превышения нет!

У Эски будет превышение тока относительно 4 Ом на синусоиде частотой 120 Гц. А вот с контуром, компенсирующим реактивность в районе резонанса (модель ЗЯ, резонанс 44 Гц), есть превышение импульсного тока в 1,2 раза:

Переваривание данных приводит к следующим выводам.
1. Сэлф слукавил минимум трижды для получения величины 2,4 раза. Он использовал НЕ музыкальный сигнал, подобрал его наихудшую форму и не срезал постоянную составляющую. Молодец, короче. Мягко оговорившись потом для приличия, что на музыке редки вертикальные перепады, и умолчав о постоянке. Но люди-то уже запомнили - 2,4 раза!
2. Компенсирующий контур при наихудшем сигнале и полосе от 0 Гц уменьшил превышение пикового тока в 1,47 раза. Неплохо, но не настолько хорошо, насколько я ожидал! Утешает, что пиковая мощность упадёт значительнее.
3. Цепочка Цобеля полезна, поскольку, не увеличивая импульсного тока, уменьшает импульсную мощность УМ.
*****
В схеме Сэлфа срезал низкие частоты фильтром первого порядка, частота среза по -3дБ равна 15,9 Гц. Учитывая, что на резисторе теперь максимум 1,6 Ампера, превышение 1,9/1,6=1,2 раза против 2,31!

После двух таких последовательных ФВЧ превышения тока НЕТ.

Покрутил импульсом по-разному. Нет постоянки - нет и превышения
Итак, в первом приближении, реактивное сопротивление одиночного громкоговорителя НЕ УВЕЛИЧИВАЕТ импульсный ток, но увеличивает импульсную мощность. Сэлф - разводила ))) Тайм-аут.

 

[Марков Николай]

Покрутил импульсом, прошедшим через два ФВЧ 1-го порядка с частотой среза по16 Гц, с цобелями и без ШП, двух- и трёхполоски. Импульсный ток достигает того же значения, что и на соответствующем номинальному сопротивлению АС резисторе, но не превышает его, при условии, что активная составляющая импеданса в зоне работы фильтра не падает ниже значения на частоте электромеханического резонанса. С нормальным фильтром - страшилки отсутствуют, запас по току для УМ выбираем исходя из надёжности (1,5*Uпит/Rном), а не из дополнительного запаса 2...3 раза. Реактивная составляющая влияет только на импульсную мощность и фазу сигнала ООС.

 

[vitamir]

Интересный результат.
Но, есть вопрос: не высоко ли 16 Гц? Я знаю. что основных тонов в этом диапазоне в музыке нет, но есть фаза затухания музыкальных звуков.
Не исказим ли мы огибающую реального музыкального звука с ФВЧ 16 Гц?
Я бы попробовал с ФВЧ не выше 2,5 Гц (два с половиной, если что).

 

[Марков Николай]

Интересный результат.
Но, есть вопрос: не высоко ли 16 Гц? Я знаю. что основных тонов в этом диапазоне в музыке нет, но есть фаза затухания музыкальных звуков.

Не встречал подобного определения ))

Не исказим ли мы огибающую реального музыкального сигнала с ФВЧ 16 Гц?

Вы знаете, что вытворяет с фазой на НЧ обычный динамик? Убить спалить его мало. Динамик сам по себе - ФВЧ второго порядка, и частота среза у большинства вовсе не 16 Гц.
Туда же - микрофон, да и весь тракт, включая студийный. Итого, от исходной ФЧХ звука живого инструмента уже на входе АС мало что остаётся, хотя вопрос интэрэсный. Во всяком случае, сабсоник-фильтры повсеместно применяются и в краже у Фазы не замечены (на слух).

Я бы попробовал с ФВЧ не выше 2,5 Гц (два с половиной, если что).

У нынешнего фильтра -6дБ/+90° на частоте 16 Гц (15,9 Гц, если точно) и -2дБ/+53° на частоте 32 Гц. У большой АС типа ЗЯ эти же показатели - на октаву выше, а у полочной - на две октавы. А ФИ крутит руки Фазе ещё круче

 

[vitamir]

Вітаю, Марков Николай.
В статті Ви згадуєте мимохідь 15АС-214.
Чи могли б Ви запропонувати оптимізацію імпедансу за Вашою методою для цієї АС? Можливо, з урахуванням найбільш оптимального сполучення випромінювачів з переробкою стандартних для цієї АС фільтрів. З метою отримання максимально можливих результатів для цих випромінювачів.
Наприклад, на мене справив враження результат, отриманий MacSys, з частотою розподілу близько 3,5 кГц.
Якщо потрібно, можу надати пару таких АС для натурних експериментів.

​

 

[Марков Николай]

Вітаю, Марков Николай.
В статті Ви згадуєте мимохідь 15АС-214.
Чи могли б Ви запропонувати оптимізацію імпедансу за Вашою методою для цієї АС? Можливо, з урахуванням найбільш оптимального сполучення випромінювачів з переробкою стандартних для цієї АС фільтрів. З метою отримання максимально можливих результатів для цих випромінювачів.
Наприклад, на мене справив враження результат, отриманий MacSys, з частотою розподілу близько 3,5 кГц.
Якщо потрібно, можу надати пару таких АС для натурних експериментів.

​

Добрий вечір. Ви маєте на увазі - з рідним комплектом динаміки + фільтри? Запрошую до листування.

 

[Марков Николай]

В схеме Сэлфа срезал низкие частоты фильтром первого порядка, частота среза по -3дБ равна 15,9 Гц. Учитывая, что на резисторе теперь максимум 1,6 Ампера, превышение 1,9/1,6=1,2 раза против 2,31!
Посмотреть вложение 68878
После двух таких последовательных ФВЧ превышения тока НЕТ.
Посмотреть вложение 68879
Покрутил импульсом по-разному. Нет постоянки - нет и превышения
Итак, в первом приближении, реактивное сопротивление одиночного громкоговорителя НЕ УВЕЛИЧИВАЕТ импульсный ток, но увеличивает импульсную мощность. Сэлф - разводила ))) Тайм-аут.

Нашёл подтверждение своей расчётке:

Из http://guillaume.perrin74.free.fr/ChalmersMT2012/Papers/MeasuringLoudspeakers_JohnAtkinson.pdf
Мелочь, а приятно

 

[vitamir]

Нашёл подтверждение своей расчётке:

Мелочь, а приятно

Здоровий глузд і математика завжди перемагають
Аткінсон лише констатував сувору реальність.
Але, це не виключає потреби в компенсації реактивної складової імпедансу акустичної системи. Швидше, навпаки.
Бо 1.2...2.7 кратність за струмом в навантаження то 1.44...7.29 кратність за потрібною вихідною потужністю підсилювача.

 

[vitamir]

Аткінсон в наведеному Вами уривку пише про перевищення потрібного струму з виходу підсилювача. Далі лише арифметика.

 

[Марков Николай]

Аткінсон в наведеному Вами уривку пише про перевищення потрібного струму з виходу підсилювача.

Переклад. В той час, як він знайшов, що максимальний струм, споживаний динаміком, майже ніколи не перевищує значення, передбачене на основі значення мімімуму імпеданса, розраховане розсіювання тепла на вихідному каскаді підсилювача було між 120% і 270% від передбаченого (на основі значення мінімуму імпеданса - прим. моя), залежно від імпендансу та сигналу керування

Далі лише арифметика.

Ми рахуємо виділення тепла за період для нелінійного елемента - транзистора, опір якого за період змінюється від Омів до сотні кілоОмів, так що тут P=I^2*R просто не працює... Тут не розглядається потужніть, розсіювана у навантаженні - АС.

 

[Святослав_]

Здоровий глузд і математика завжди перемагають
Аткінсон лише констатував сувору реальність.
Але, це не виключає потреби в компенсації реактивної складової імпедансу акустичної системи. Швидше, навпаки.
Бо 1.2...2.7 кратність за струмом в навантаження то 1.44...7.29 кратність за потрібною вихідною потужністю підсилювача.

Цілу тему тут відкрив, по зниженню індуктивності динаміків.
Щоб фаза струму в звуковій котушці майже співпадала з фазою підведеної напруги.
Звісно, з таких динаміків можна побудувати будь-яку АС.

 

[vitamir]

Переклад. В той час, як він знайшов, що максимальний струм, споживаний динаміком, майже ніколи не перевищує значення, передбачене на основі значення мімімуму імпеданса, розраховане розсіювання тепла на вихідному каскаді підсилювача було між 120% і 270% від передбаченого (на основі значення мінімуму імпеданса - прим. моя), залежно від імпендансу та сигналу керування

Ми рахуємо виділення тепла за період для нелінійного елемента - транзистора, опір якого за період змінюється від Омів до сотні кілоОмів, так що тут P=I^2*R просто не працює... Тут не розглядається потужніть, розсіювана у навантаженні - АС.

Atkinson освічений хлопчина, тому він розуміє, що реактивна складова струму не призводить до виконання роботи по перетворенню вихідної напруги підсилювача на звуковий тиск. Про це він написав половину першої частини наведеної Вами статті, якщо що.
З іншого боку, підсилювач джерело напруги. Він має підтримувати сталою напругу сигналу на виході, що і робить досить точно, допоки його вихідний опір залишається більш-менш сталим.
Припустимо, що так і є насправді, тоді, з урахуванням електричного демпфіювання, напруга на акустичній ситемі буде сталою, а струм крізь неї визначатиметься імпедансом, тобто матиме дві складових, активну і реактивну, яким немає куди текти інакше, ніж крізь вихід підсилювача, "розсіюючи тепло на його вихідних колах" (С). Про що аккуратно і згадує Atkinson. Активна частина струму визначається активною складовою імпедансу і відповідає 100%, а реактивна частина імпедансу додасть ті само від 120% до 270% струму відповідно статистики, на яку посилається Atkinson. Та реальність трохи більш сувора.
Тому, компенсація реактивної частини імпедансу акустичної системи таки дозволить використовувати її з менш потужним підсилювачем без додаткових нелінійних спотворень електричного сигналу під час перетворення його на акустичний.

Все читали библию и молились на неё, но нашёлся один который поступил как завещал Маркс (подвергай всё сомнению) и оказалось...
Жаль что такие редко встречаются, на все мифы не хватает.

Боюся, що ви біблію, так само як і маркса, не читали, ви лише слухали проповідь попа, що читав її неуважно, вибірково і сприймав прочитане тенденційно.

 

[Марков Николай]

Активна частина струму визначається активною складовою імпедансу і відповідає 100%, а реактивна частина імпедансу додасть ті само від 120% до 270% струму відповідно статистики, на яку посилається Atkinson. Та реальність трохи більш сувора.
Тому, компенсація реактивної частини імпедансу акустичної системи таки дозволить використовувати її з менш потужним підсилювачем без додаткових нелінійних спотворень електричного сигналу під час перетворення його на акустичний.

Та ні ж бо! Виділення тепла це інтеграл миттєвої потужності за період, а не миттєвого струму. Ви перекручуєте переклад.
Перевищення розсіювання тепла на 20...170% при роботі на реальну АС (відносно R) пов'язане з тим, що за період, через зсув фаз між напругою та струмом, є моменти, коли на транзисторі при струмі, близькому до максимального, може бути і напруга, близька до максимальної. В той час як при роботі на R при максимальному струмі на транзисторі мінімальна напруга. Це гарно показав Сиріцо в Радио №1 1994.

Реактивная составляющая влияет только на импульсную мощность и фазу сигнала ООС.

И может вывести транзистор за пределы зоны допустимых значений U&I

 

[Распони Туринский]

Скажу, что в СВЧ звуковой технике принято всякие реактивности гасить "комплекно-сопряженными" проводимостями: индуктивную составляющую гасим на корню ёмкостью (0,5), а избыточную ёмкость (например, звуковой катушки и фильтров) – индуктивностью. Призываю создавать АС с чисто активным импедансом в диапазоне рабочих частот (и нерабочих тоже) и не ухудшать косинус Фи звуковой системы!

 

[Александр Бокарёв]

Добавлю, что емкость 0,707 не зря признана оптимальной с многих точек зрения. Жаль, на полках гастрономов ее бессовестно округляют до бытовых цифр 0,7.

 

[Алексей1]

Скажу, что в СВЧ звуковой технике принято всякие реактивности гасить "комплекно-сопряженными" проводимостями

Что принимаете? Не надо скрывать от общества такие прекрасные вещества.

 

[vitamir]

Та ні ж бо! Виділення тепла це інтеграл миттєвої потужності за період, а не миттєвого струму. Ви перекручуєте переклад.
Перевищення розсіювання тепла на 20...170% при роботі на реальну АС (відносно R) пов'язане з тим, що за період, через зсув фаз між напругою та струмом, є моменти, коли на транзисторі при струмі, близькому до максимального, може бути і напруга, близька до максимальної. В той час як при роботі на R при максимальному струмі на транзисторі мінімальна напруга. Це гарно показав Сиріцо в Радио №1 1994.
Посмотреть вложение 117173

Все це вірно. Але це лише один з кількох можливих ракурсів.

И может вывести транзистор за пределы зоны допустимых значений U&I

Це також вірно, теоретично. На практиці зазвичай до того не доходить, принаймні в серійно вироблених підсилювачах. Рукосуй повинен пам'ятати про можливість виходу транзистору вихідного каскаду за ОБР і обмежити струм крізь вихідні транзистори належним чином. І умови охолодження транзисторам вихідного каскаду забезпечити також відповідні.
Я про інше. Ми припустили, що наш підсилювач має сталий вихідний опір. Насправді, вихідний опір підсилювача визначається як похідна вихідної напруги від струму в навантаження. Тому, перше і головне завдання рукосуя, забеспечіти незміність вихідного опору підсилювача при будь-яких можливих рівнях струму в навантаження. В тому числі, струму, що спровокований реактивністю навантаження. Підсилювачеві байдуже на природу миттєвого рівня струму в навантаження. Немає реактивності, немає надлишкового струму. Ви усвідомили про що я? Тут один пожартував про косинус фі. В кожному жарті присутня частина жарту. Але, це вже тема для окремої теми і в іншому розділі.

 

[Читатель]

Усилитель не заботится о характере мгновенного уровня тока в нагрузке.

Нельзя только сказать, что это его совсем "не парит". Парит, еще как!

 

[Марков Николай]

Ремонт импеданса схемы #380
Исходное положение:


Фаза гуляет от -36° до +43°, опасная зона 300...500 Гц.
Подключение последовательного контура в составе 30 мкФ+900мкГн+8 Ом в параллель клеммам АС даёт следующее:


Гуляние фазы от -6° до +19° на СЧ, осталась одна опасная зона - механический резонанс НЧ динамика.