Kondensatory sprzęgające - testy i próba analizy wpływu

[przemak]

Teraz mi się podoba!

[Romekd]

Teraz mi się podoba!

Ale przecież otrzymałem wyniki niemal identyczne jak przedstawione przeze mnie we wcześniejszym moim poście: viewtopic.php?p=330065#p330065
co oznacza, że wyższa amplituda w tamtych wcześniejszych pomiarach nie miała wpływu na otrzymane rezultaty i wysunięte wnioski...

Pozdrawiam
Romek

[przemak]

Nie wykluczam ale procedura IMO lepsza.

[Piotr]

Romku, bardzo się cieszę, że podjąłeś ten ciekawy temat, śledzę z uwagą.

Mam jedno pytanie, trochę poza główną kwestią. Zakładasz bowiem sterowanie testowanego wzmacniacza sygnałem prostokątnym o częstotliwości kilkudziesięciu Hz. Czy jednak w rzeczywistym sygnale muzycznym może znaleźć się taki przebieg? Nie chodzi mi tu bynajmniej o to, czy w muzyce używa się tak niskich tonów o prostokątnym kształcie, bo używa się. Pytanie brzmi, czy jest szansa, aby wzmacniacz otrzymał na swoje wejście taki sygnał ze źródła odtwarzającego sygnał muzyczny, czyli odtwarzacza CD, tunera radiowego, czy przedwzmacniacza gramofonowego. Każde z tych urządzeń ma przecież ograniczone pasmo i często wiele kondensatorów w torze sygnału. Czy będą one w stanie "wystawić" na swoich wyjściach sygnał prostokątny bez zwisu przy takich częstotliwościach?

[Romekd]

Witam.

Mam jedno pytanie, trochę poza główną kwestią. Zakładasz bowiem sterowanie testowanego wzmacniacza sygnałem prostokątnym o częstotliwości kilkudziesięciu Hz. Czy jednak w rzeczywistym sygnale muzycznym może znaleźć się taki przebieg?

Sygnały zbliżone do prostokątnych na pewno mogą występować w sygnałach audio. Jest nawet bardzo wiele instrumentów, które potrafią generować takie sygnały, choćby syntezatory, poczynając od starych analogowych Moogów (na pewno kultowe modele serii "D" mogły generować prostokąt), a kończąc na współczesnych cyfrowych (malutki Roland SH-201 mojego kolegi też to potrafi). Gitary basowe mogą schodzić z częstotliwością do prawie 30 Hz (na pewno pięcio- i sześciostrunowe, lub indywidualnie zestrojone), a z przesterem pewnie ich sygnały upodabniają się nieco do prostokątnych. Oczywiście idealne fale prostokątne i sinusoidalne raczej nie pojawiają się w muzyce za często, ale ich obecności nie można całkowicie wykluczyć.

Pytanie brzmi, czy jest szansa, aby wzmacniacz otrzymał na swoje wejście taki sygnał ze źródła odtwarzającego sygnał muzyczny, czyli odtwarzacza CD, tunera radiowego, czy przedwzmacniacza gramofonowego. Każde z tych urządzeń ma przecież ograniczone pasmo i często wiele kondensatorów w torze sygnału. Czy będą one w stanie "wystawić" na swoich wyjściach sygnał prostokątny bez zwisu przy takich częstotliwościach?

Gramofon już z samej zasady działania nie może przenosić zbyt niskich częstotliwości (wymagałoby to "kwadratowego" rowka w płycie, sztywnego ramienia i innej wkładki... ), za to płyta kompaktowa może teoretycznie odtwarzać nawet składową stałą. Co do odtwarzaczy CD, spotykałem modele bez kondensatorów w torze analogowym. Nawet mój stary odtwarzacz ONKYO Integra DX6550 nie ma zastosowanych kondensatorów sprzęgających między przetwornikiem a filtrami i buforami wyjściowymi. Za to są w nim obwody DC SERVO, których rolą jest utrzymywanie niskiego poziomu składowej stałej napięcia na wyjściach cinch (pewnie też dzięki nim dolna częstotliwość graniczna wynosi 5 Hz):

ONKYO DX6550.png

W moim starym odtwarzaczu płyt DVD i CD (PIONEER DV-535) są co prawda dwa kondensatory sprzęgające w każdym z kanałów, ale producent dobrał ich wartości w taki sposób, że dolne częstotliwości graniczne obwodów z nimi wynoszą ok. 0,1 Hz i 0,2 Hz... To częstotliwości 100 razy mniejsze od najniższej dolnej częstotliwości pasma akustycznego, więc ewentualnego przebiegu prostokątnego w paśmie akustycznym raczej nie zdeformują...

PIONEER_DV-535.png

Pasmo przenoszenia mojego Pioneera rozpoczyna się do wartości 4 Hz, ale współcześnie produkowane mogą odtwarzać już od 1...2 Hz (niektóre być może również od zera).
Z resztą w prawidłowo zaprojektowanych wzmacniaczach Hi-Fi kondensatory sprzęgające dobiera się tak, by ich wpływ na sygnał w zakresie pasma akustycznego był znikomy. Weźmy choćby pokazywany już w tym wątku przeze mnie schemat wzmacniacza m.cz. amplitunera Radmor 5102:

przyklad1a.png

Tylko w jednym miejscu toru kondensator z elementami towarzyszącymi tworzy filtr o częstotliwości granicznej większej od 1 Hz, i to jedynie w najbardziej niekorzystnym dla tego parametru ustawieniu potencjometru siły głosu. W sprzężeniu zwrotnym stopnia mocy Radmora użyto co prawda kondensatora ograniczającego pasmo tego bloku do ok 16,7 Hz, ale zrobiono tak ponieważ chciano jak najbardziej skrócić czas ładowania się tego kondensatora po włączeniu urządzenia, celem zminimalizowania przykrego trzasku w głośnikach. Za to we wzmacniaczu z czasów, gdy chodziłem jeszcze do szkoły średniej, WSH-205, w którym był już zastosowany przekaźnik opóźniający włączenie głośników, wartość kondensatora w sprzężeniu zwrotnym końcówki dobrano tak, że dolna częstotliwość graniczna stopnia mocy wypadła poniżej 1 Hz:

WSH-205.png

Pozdrawiam
Romek

[przemak]

Ja cały czas myślę, jak przełożyć wnioski z tego bardzo ciekawego pomiaru na życie i na razie nic nie wymyśliłem. Problemy mam dwa - brak prostokątów i tak ostrych zboczy we współczesnym sygnale audio oraz to, jak to słychać. Chyba muszę zmontować sobie taki układ i samemu posłuchać

[przemak]

W sumie po co lutować, jak mogę to zrobić w programie
Na razie potwierdzić mogę oczywiście, że tak to mniej więcej wygląda, zarówno prostokąt jak i obcięty sinus, po przejściach przez kolejne filtry. Jest przerzut, wszystko się zgadza. Jednak nie mogę dosłuchać się różnic brzmieniowych - tu by trzeba jakiegoś audiofila albo coś , bo na moje ucho to jest to samo, w obu poniższych przypadkach:

1. Prostokąt 100Hz przez kolejne ogniwa 20Hz/6dB/okt:

prostokat100Hz-hpf20Hz.jpg

2. Obcięty sinus 1kHz przez kolejne ogniwa 20Hz/6dB/okt:

sin1k-hpf20Hz.jpg

Jakby co, to mogę udostępnić pliki

[Romekd]

przemak
Na razie piszemy o subtelnościach, dla większości nieistotnych... Do stworzenia tego wątku w dziale dla początkujących przekonało mnie kilka wypowiedzi innych Kolegów, którzy np. twierdzili, że im mniejsza pojemność kondensatorów sprzęgających tym większa dynamika wzmacniacza (tak napisał np. Kol. lamposz), lub że im bardziej zawężone od dołu pasmo przenoszenia lampowego wzmacniacza, tym lepiej, bo i tak transformator nie przeniesie najniższych tonów (użytkownik AZ12)... Można o tym poczytać w wątku z linku poniżej:

viewtopic.php?p=329755#p329755

i w innym wątku:

viewtopic.php?p=329947#p329947

oraz w kolejnym wątku:

viewtopic.php?p=327238#p327238

i tu:
viewtopic.php?p=324500#p324500

Na końcu powyższego wątku Bręcik_ poruszył zagadnienie ograniczenia pasma przez kondensatory i zwisów impulsów, ale odniosłem wrażenie, że mówił to chyba do ściany...:

viewtopic.php?p=325353#p325353

Te wszystkie uwagi odnoszą się tylko i wyłącznie do wzmacniaczy Hi-Fi, a kompletnie nie mają zastosowania w lampowych wzmacniaczach gitarowych.

Pozdrawiam
Romek

[Romekd]

W sumie po co lutować, jak mogę to zrobić w programie

W takim razie spróbuj zasymulować w swoim programie taki układ:

EF86_obl.png

Spróbuj wyliczyć pasmo przenoszenia i wpływ każdego z zaznaczonych przeze mnie kondensatorów na przebieg charakterystyki amplitudowo częstotliwościowej. Czy Twoim zdaniem da się w ogóle określić pasmo przenoszenia tego układu z danych podanych na schemacie?

Pozdrawiam
Romek

[przemak]

W sumie po co lutować, jak mogę to zrobić w programie

W takim razie spróbuj zasymulować w swoim programie taki układ:

EF86_obl.png

Spróbuj wyliczyć pasmo przenoszenia i wpływ każdego z zaznaczonych przeze mnie kondensatorów na przebieg charakterystyki amplitudowo częstotliwościowej. Czy Twoim zdaniem da się w ogóle określić pasmo przenoszenia tego układu z danych podanych na schemacie?

Pozdrawiam
Romek

Aż tak to nie, to jest program audio z filtrami itp
A na tym schemacie tro nie wiem, co blokowaniem siatki w pentodzie, ale poza tym to są trzy stopnie 6dB/okt, można to łatwo zasymulować filtrami. Pierwszy 48Hz, drugi (katoda) 3Hz i wyjściowy 48Hz, czyli na oko pasmo 48Hz z nachyleniem 12dB/okt.

[przemak]

przemak
Na razie piszemy o subtelnościach, dla większości nieistotnych... Do stworzenia tego wątku w dziale dla początkujących przekonało mnie kilka wypowiedzi innych Kolegów, którzy np. twierdzili, że im mniejsza pojemność kondensatorów sprzęgających tym większa dynamika wzmacniacza (tak napisał np. Kol. lamposz), lub że im bardziej zawężone od dołu pasmo przenoszenia lampowego wzmacniacza, tym lepiej, bo i tak transformator nie przeniesie najniższych tonów (użytkownik AZ12)...

Temat jest w sumie ciekawy, ale mi wychodzi, że to nie ma znaczenia Na chłopski rozum "zwis" prostokąta, który obserwujemy, jest niesłyszalny, bo jeżeli częstotliwość graniczna jest dużo niższa niż częstotliwość tego prostokąta, to nie następuje w tym układzie żadna redukcja żadnych harmonicznych, a tylko przesunięcie fazowe. Czyli normalne jest, że rośnie poziom szczcytowy, normalny jest zwis itp, ale jeżeli człowiek nie słyszy przesunięcia fazy (co w sumie dla wyższych składowych jest prawdą, bo przesunięcia fazy nie słyszy, ale pochodną czyli czas to słyszy, ale znów powyżej pojedynczych ms) to i brzmieniowo taki prostokąt ze "zwisem" to jest dokładnie to samo, co bez. Tak więc te testy niskoczęstotliwościowym prostokątem są jak słusznie podejrzewałem do d4

[przemak]

W takim razie spróbuj zasymulować w swoim programie taki układ:

No więc tak, trzy filtry, po kolei 48Hz 6dB/okt, potem 3Hz i potem znów 48. Kolejność dowolna, ale zrobiłem jak jest Nie wiem, co z kondensatorem siatkowym.

Pasmo realne wygląda tak:

trzyfiltry2.jpg

W sumie OK, ale faza w dole szaleje, w związku z tym prostokąt 50Hz przegrany przez ten zespół filtrów wygląda tak:

trzyfiltry1.jpg

A z filtrami z liniową fazą - miodas

[przemak]

Poniżej charakterystyka fazowa dwóch filtrów 12dB/okt 100Hz - zwykłego i z liniową fazą:

fazy.jpg

Żółty zwykły - szkoda, że to nierealne i w sumie szkodliwe

[przemak]

Poniżej prostokąt 50Hz przegrany przez filtr 32Hz/12dB/okt - najpierw zielony z liniową fazą, potem czerwony zwykły:

dwafiltry.jpg

Mam nadzieję, że nie nabałaganiłem za bardzo i nadal jesteśmy w temacie

[Romekd]

Widzę, że na razie szkoda Twojego czasu na te symulacje, gdyż założenia są błędne i nawet najlepszy program nie pomoże, jeśli wprowadzający dane do programu nie wie, co tak właściwie chce policzyć...

Pierwszy 48Hz, drugi (katoda) 3Hz i wyjściowy 48Hz, czyli na oko pasmo 48Hz z nachyleniem 12dB/okt.

W powyższym Twoim zdaniu są co najmniej cztery błędy. Pasma przenoszenia pierwszego obwodu (siatkowego) w ogóle nie da się policzyć bez znajomości impedancji źródła sygnału. Ta Impedancja dodaje się do tego co już widzimy na schemacie i wywiera ogromny wpływ na parametry. Jeżeli widoczny na schemacie stopnień będzie sterowany innym stopniem lampowym, np. podobnym do tego i też z lampą EF86 (rezystancja wew. EF86 wynosi ok. 2,5 MΩ) z rezystorem 220 kΩ w obwodzie anody, to do policzenia dolnej częstotliwości granicznej trzeba będzie uwzględnić rezystancję źródła o wartości ok. 202 kΩ. W tej sytuacji dolna częstotliwość graniczna z kondensatorem 10 nF wyniesie 29,9 Hz. Jeżeli ten sam stopnień będziemy sterowali np. mikrofonem dynamicznym (z transformatorkiem) o rezystancji wyjściowej np. 10 kΩ, to pasmo wyniesie 46,8 Hz, a jeśli wysterujemy stopień z odtwarzacza CD (o niskiej rezystancji wyjściowej), to częstotliwość wyniesie 48 Hz. Co do elementów w obwodzie katody lampy, to Twoje wyliczenia byłyby słuszne (te 3 Hz), gdyby opornik 1 kΩ był połączony z kondensatorem 50 μF szeregowo, ale są połączone równolegle (przy szeregowym z kolei lampa by nie działała), więc obliczenia są do bani Licząc obwód wyjściowy możemy założyć, że widoczny na schemacie rezystor 330 kΩ jest rezystorem siatkowym kolejnej lampy i stanowi on jedyne obciążenie stopnia. Ale nawet wtedy musimy uwzględnić w obliczeniach rezystor anodowy 100 kΩ, który z rezystancję wewnętrzną lampy ustali częstotliwość graniczną na 37,3 Hz. Błędne jest również Twoje założenie, że jeśli dwa obwody miałyby częstotliwość graniczną równą 48 Hz, a trzeci miałby 3 Hz, to całość miałaby nadal 48 Hz, a zmieniłoby się jedynie pochylenie charakterystyki na 12-to decybelowe na oktawę. Na obliczanie tych zależności są specjalne wzory, ale o tym już nie w tym poście.

Pozdrawiam
Romek