Forum stowarzyszenia „Trioda” - nowy serwer

Czołem.

Krzysztof_M pisze: ↑pn, 13 grudnia 2021, 21:11 Te intermodulacyjne zniekształcenia w Twoich pomiarach nie wyglądają źle (za wyjątkiech tych, gdzie zapewne zakłócenia z sieci psują wynik).
Ale nasuwa mi się pytanie Romku, czy kierowałeś się jakąś dyrektywą co do wyboru częstotliwości 19 i 20 kHz?
To dosyć wysokie częstotliwości, procentowy udział takich dźwięków w materiałach muzycznych jest wyjątkowo niski.
Dlatego zdziwił mnie wybór, ponieważ w sumie to nadal nie wiemy, jak zniekształca ten wzmacniacz w paśmie, w którym ucho ludzkie jest najbardziej czułe.
Dla pomiaru zniekształceń nieliniowych można wybrać różne częstotliwości, ale jeśli możemy wybrać tylko jedną z nich to praktycznie wszędzie jest to 1 kHz.

Takie pobieżne przeczesanie sieci nie przyniosło mi odpowiedzi co do wytycznych jak zniekształcenia intermudulacyjne powinny być mierzone, aby potem te wyniki łatwo było porównywać.

Krzysztof, jest kilka standardowych częstotliwości, zalecanych przez odpowiednie normy, przewidziane dla pomiarów sprzętu średniej i wysokiej klasy. Oprogramowanie Arta do przeprowadzania pomiarów zniekształceń IMD daje możliwość wyboru jednej z dwóch par częstotliwości, spośród tych najbardziej typowych oraz daje możliwość wybrania własnych dwóch częstotliwości o dowolnym stosunku amplitud. Pomiarów zniekształceń IMD dokonuje się najczęściej sygnałem zawierającym dwa przebiegi sinusoidalne o częstotliwościach 250 Hz i 8 kHz i o stosunku amplitud 4:1 lub sygnałem zawierającym przebiegi o częstotliwościach 60 Hz i 7 kHz o takim samym stosunku amplitud. Jest to metoda zwana SMPTE (DIN45043). Celowo jedna z częstotliwości jest stosunkowo niska (60 Hz lub 250 Hz) i ma dużą amplitudę, a druga leży w zakresie wyższych tonów średnich (7 kHz lub 8 kHz) i jej amplituda stanowi 25% tej pierwszej. Druga z metod polega na pomiarze sprzętu sygnałem złożonym z dwóch przebiegów sinusoidalnych, których częstotliwości różnią się o 1 kHz i które leżą na końcu pasam akustycznego, które jest jeszcze dobrze przenoszone przez badany wzmacniacz, choć z niewielkim już spadkiem wzmocnienia. Dla sprzętu najwyższej klasy, którego częstotliwość graniczna dla spadku amplitudy -3 dB jest równa 20 kHz lub jeszcze wyższa, są to sygnały o częstotliwościach 19 kHz i 20 kHz, a dla wzmacniaczy o paśmie przenoszenia do 15...16 kHz stosuje się częstotliwości 13 kHz i 14 kHz (dla wzmacniaczy jeszcze niższej klasy o częstotliwości granicznej 12,5 kHz można ustawić w programie ARTA np. częstotliwość 11 kHz i 12 kHz...). Amplitudy obu przebiegów sinusoidalnych mają być jednakowe. Specjalnie przyjmuje się częstotliwości leżący w pobliżu górnej częstotliwości granicznej wzmacniacza ponieważ wzmocnienie napięciowe takiego urządzenia w otwartej pętli sprzężenia zwrotnego jest już dużo mniejsze niż dla częstotliwości 1 kHz i pętla USZ w mniejszym stopniu redukuje wnoszone przez tor wzmacniacza zniekształcenia THD dla takich sygnałów. W wyniku mieszania się obu sygnałów powstają dodatkowe częstotliwości, które leżą w paśmie największej czułości ludzkiego ucha, np. 1 kHz (dla par 13 kHz i 14 kHz lub 19 kHz i 20 kHz), 2 kHz dla drugich harmonicznych składowych sygnałów itd. dla kolejnych. Sumując dwie częstotliwości sinusoidalne o stosunku amplitud 4:1 należy podczas pomiaru tak zmniejszyć czułość wzmacniacza wejściowego karty pomiarowej by nie przesterować przetwornika ADC, czyli dla sygnałów o stosunku amplitud 4:1 należy podać sygnał o poziomie RMS nie większym od ok. -1,7...-1,6 dB (ja najczęściej zapobiegawczo ustawiam poziom RMS równy -2 dB) w stosunku do poziomu 0 dBFS (poziom "sufitu"), a dla stosunku amplitud 1:1 poziom RMS powinien być niższy o nieco ponad -3 dB (na wszelki wypadek, by nie przesterować przetwornika karty ustawiam -4 dB). Co do ustawień poziomu napięcia na wyjściach karty, to oprogramowanie ARTA jest inteligentne i samo ustawia możliwie najwyższy poziom (dający się w razie potrzeby dowolnie zmniejszyć), przy którym nie występuje jeszcze przesterowanie wyjścia (przekroczenie dopuszczalnego zakresu przetwornika DAC w karcie).
Na temat metod wykonywania pomiarów i sposobów przedstawiania wyników przez używane przeze mnie oprogramowanie ARTA można poczytać w instrukcji dostępnej pod linkiem który zamieszczam poniżej (są tam /od strony nr 49/ definicje zniekształceń IMD i sposoby ich wyznaczania):

https://www.artalabs.hr/download/ARTA-user-manual.pdf

Na temat pomiarów sprzętu analogowego i cyfrowego (audio) można też poczytać na stronach z linków poniżej (podstawy i różne ciekawostki):

https://multimed.org/student/pe/02-Elek ... logowe.pdf
https://sound.eti.pg.gda.pl/student/pe/ ... niczny.pdf
https://multimed.org/student/pe/03-Cyfrowe.pdf

https://www.researchgate.net/publicatio ... Instrument

Kilkanaście lat temu na jednym z forów internetowych zadałem pytanie (podchwytliwe) o sumowanie przebiegów sinusoidalnych. Nikt nie udzielił mi wówczas na nie odpowiedzi. Powtórzyłem je kilka lat temu na naszym Forum i również nikt się do niego nie odniósł (link do strony poniżej).

https://www.forum-trioda.pl/viewtopic.p ... 78#p366278

W pierwszej chwili pomyślałem, że pytanie to było zbyt skomplikowane, a większości osób pasjonujących się tematyką audio (a tym bardziej audiofilom ) nie chce się nadmiernie wysilać umysłu i stąd ta cisza. Później jednak zacząłem się zastanawiać czy pytanie to nie było jednak zbyt proste, wręcz banalne... Tak naprawdę nie da się udzielić na nie odpowiedzi i to nawet wtedy gdyby na przedstawionych poniżej schematach łączyło się ze sobą wyjścia zaledwie dwóch generatorów. Schematy nie podają bowiem żadnych informacji o wzajemnej korelacji generowanych sygnałów, a bez tego nie da się niczego policzyć...
W kolejnych postach przedstawię jak dla wielotonów (sygnałów zawierających wiele częstotliwości) zachowywał się tytułowy wzmacniacz DENSEN BEAT B100, gdyż tego typu sygnały są nieco bliższe prawdziwym sygnałom muzycznym niż pojedynczy sygnał sinusoidalny. Jak w ich przypadku zmienia się szczytowa i skuteczna moc wyjściowa wzmacniacza w zależności od kształtów przebiegów złożonych.

Pozdrawiam
Romek

Dzięki Romku za tak dokładną odpowiedź, teraz już wiem skąd 19 i 20 kHz. Nigdy pomiarem zniekształceń intermodulacyjnych się nie zajmowałem, mój analizator HP tego nie mierzy a w pomiary kartami muzycznymi jakoś nie szczególnie ufałem (mam na myśli moje słabszej jakości karty muzyczne).
Ale ciekawi mnie tematyka i niedawno nabyłem E-mu 0404 USB - podobno ta karta ma odpowiednią jakość by pomiary były wiarygodne.
No i dobrze, że soft Arta w trybie demo umożliwia takie pomiary.
Z pewnością zapoznam się też z materiałami w linkach, "trochę" lektury mnie czeka.

Z innej beczki mam propozycję, może dałoby się gdzieś wydzielić wątek o wykonywaniu pomiarów? Coś jak dział "Metody pomiarowe"?
Tam można wtedy wydzielić wątki o różnych typach pomiarów i metod ich dokonywania.
Ewentualnie w jednym z już istniejących działów porobić wątki dotyczące różnych pomiarów, THD osobno, pasmo osobno, IMD osobno itd ... - dla czytelności, żeby nie wszystko w jednym miejscu wymieszane było.

Czołem.

Krzysztof_M pisze: ↑pt, 7 stycznia 2022, 17:42 (...)
Z innej beczki mam propozycję, może dałoby się gdzieś wydzielić wątek o wykonywaniu pomiarów? Coś jak dział "Metody pomiarowe"?
Tam można wtedy wydzielić wątki o różnych typach pomiarów i metod ich dokonywania.
Ewentualnie w jednym z już istniejących działów porobić wątki dotyczące różnych pomiarów, THD osobno, pasmo osobno, IMD osobno itd ... - dla czytelności, żeby nie wszystko w jednym miejscu wymieszane było.

Krzyśku, nie jest to takie proste w realizacji. Wydzielanie wypowiedzi o pomiarach z wątku gdzie zostały one zamieszczone spowoduje, że dany wątek przestanie być spójny, a wydzielone fragmenty z pomiarami jakiegoś urządzenia oderwane od mierzonego sprzętu. Z resztą bywały już na Triodzie podobne propozycje, ale myślę, że ich realizacja przekroczyłaby możliwości czasowe moderatorów... Przedstawiłem jednak inny pomysł, który nie jest aż tak pracochłonny, a przez to możliwy do realizacji. Byłoby nim przyklejenie specjalnego wątku, np w dziale "Wspomaganie układów lampowych", w którym moderatorzy zamieszczaliby linki do wypowiedzi w różnych wątkach, w których zamieszczone są pomiary sprzętu i sposoby ich przeprowadzania. Użytkownicy mogliby pomagać w tworzeniu takiego wątku moderatorom, wskazując odnalezione przez nich wypowiedzi, zawierające w sobie pomiary. Przedstawię przykład jak mógły taki wątek wyglądać.

Pomiary wzmacniaczy audio:

Pioneer A717: viewtopic.php?f=48&t=33137&start=15
Acoustic Solutions, model SP103: viewtopic.php?p=342973#p342973
...
...

I tak dalej, z podziałem na inne urządzenia, np. źródła dźwięku, układy z lampami, generatory...
Co Koledzy myślicie o takim pomyśle?

Pozdrawiam
Romek

Romekd pisze: ↑sob, 8 stycznia 2022, 12:01 Przedstawiłem jednak inny pomysł, który nie jest aż tak pracochłonny, a przez to możliwy do realizacji. Byłoby nim przyklejenie specjalnego wątku, np w dziale "Wspomaganie układów lampowych", w którym moderatorzy zamieszczaliby linki do wypowiedzi w różnych wątkach, w których zamieszczone są pomiary sprzętu i sposoby ich przeprowadzania. Użytkownicy mogliby pomagać w tworzeniu takiego wątku moderatorom, wskazując odnalezione przez nich wypowiedzi, zawierające w sobie pomiary. Przedstawię przykład jak mógły taki wątek wyglądać.
Pomiary wzmacniaczy audio:
Pioneer A717: viewtopic.php?f=48&t=33137&start=15
Acoustic Solutions, model SP103: viewtopic.php?p=342973#p342973
...
...
I tak dalej, z podziałem na inne urządzenia, np. źródła dźwięku, układy z lampami, generatory...
Co Koledzy myślicie o takim pomyśle?
Pozdrawiam
Romek

Mi się pomysł bardzo podoba - jestem ZA

Bardzo dobry pomysł. Forum rozrosło się przez lata i ma obszerną zawartość, co powoduje, że nie zawsze łatwo i szybko da się coś odnaleźć.

Jestem ZA

Myślę, że to bardzo dobry pomysł. Na pewno wiele osób skorzysta

Pozdrawiam,
A.

Ja też jestem za - oczywiście
Może tym razem się uda....

Czołem.
Koledzy, chciałbym jeszcze powrócić do tematyki dodawania sygnałów sinusoidalnych o różnych częstotliwościach. W jednym z wcześniejszych postów przypomniałem "zagadkę", którą ponad dwadzieścia lat temu zadałem na innym forum, dziś już nieistniejącym, a kilka lat temu powtórzyłem ją na "Triodzie".

Nigdy nikt nie spróbował udzielić na nią odpowiedzi. Co jest zrozumiałe, gdyż nie da się na nią odpowiedzieć bez znajomości większej ilości szczegółów, dotyczących sygnałów tworzonych w połączonych ze sobą równolegle lub szeregowo generatorach. Sama informacja o jednakowych amplitudach (1V rms) oraz o tym, że wszystkie częstotliwości leżą w paśmie akustycznym, jest niestety niewystarczająca... Potrzebne są informacje o amplitudach, częstotliwościach i fazach wszystkich "łączonych" sygnałów, więc z punktu matematycznego sprawa staje się wyjątkowo skomplikowana. Nawet w przypadku łączenia jedynie dwóch generatorów ze schematu poniżej, dających dwie częstotliwości o takich samych amplitudach, sprawa wcale nie jest oczywista ani prosta.

Jeżeli będą sumowane dwa przebiegi sinusoidalne, tworzone przez jeden laboratoryjny generator, posiadający dwa niezależne (tylko z pozoru) wyjścia, to w przypadku nałożenia na siebie dwóch sinusoid o wartości skutecznej 1 V i częstotliwości 1 kHz otrzymamy na połączonych ze sobą wyjściach pojedynczy przebieg o takim samym wyglądzie jak przebieg sinusoidy każdego z generatorów. Ponieważ amplitudy będą jednakowe, a przesunięcie fazy między nimi zerowe (zakładam że taki generator ma wspólny zegar synchronizujący układy wytwarzające częstotliwość na każdym z wyjść), to miedzy wyjściami generatora nie będzie płynął żaden prąd i oba wyjścia można będzie traktować jak jedno o dwukrotnie mniejszej rezystancji wewnętrznej, czyli 25 Ω (każde z wyjść ma rezystancję wewnętrzną równą 50 Ω). Jeśli jednak zaczniemy zmieniać fazę jednego z przebiegów, to wartość amplitudy sygnału zacznie spadać i przy przesunięciu równym 180° osiągnie (teoretycznie) zero woltów, by wrócić do maksymalnej przy 360°. Tu sprawa jest więc oczywista. Jeśli natomiast minimalnie zmienimy częstotliwość jednego z sumowanych przebiegów, ich suma ulegnie zdudnieniu i przy różnicy np. 0,1 Hz w sygnale wspólnym wystąpią maksima i minima amplitudy, powtarzające się odpowiednio co 10 sekund ( https://pl.wikipedia.org/wiki/Dudnienie ). Mając dwa oddzielne generatory ich częstotliwości "1 kHz" na pewno będą się między sobą różniły, więc dudnienie będzie niemal pewne, a częstotliwość dudnienia będzie ulegała pewnym zmianom, tak jak częstotliwości wyjściowe każdego z generatorów przy nagrzewaniu się i ustalaniu równowagi temperaturowej wewnątrz każdego z nich (na pewno niejeden z Was w dzieciństwie budował wykrywacz metali, mający dwa generatory i działający na podobnej zasadzie sumator /mieszacz/). Co się jednak stanie, gdy spróbujemy zsumować dwa przebiegi sinusoidalne, których częstotliwości będą się bardziej od siebie różnić? Powstanie również sygnał okresowy, choć już niekoniecznie symetryczny względem zera. Oczywiście bez składowej stałej, ale dla pewnych częstotliwości i amplitud jednak niesymetryczny. Dla takiego złożonego sygnału wartość skuteczna napięcia, mierzona w odpowiednio długim czasie, będzie niższa o ok. 3 dB, w stosunku do przebiegu sinusoidalnego, a wartość szczytowa powstałego przebiegu pozostanie taka sama, czyli zmieni się współczynnik szczytu. Ponieważ wyjścia generatorów mają identyczną rezystancję wewnętrzną, równą 50 Ω, stworzą one dzielnik 1/2 dla każdego z pojedynczych sygnałów i dla sumy dwóch sygnałów o wartości skutecznej 1 V (ok. 1,41 Vp) miernik wartości skutecznej powinien pokazać nam wartość ok. 0,706 V (międzyszczytowa wartość dalej jednak będzie wynosiła ok. 2,82 V, czego zwykły miernik już nie pokaże...).
Niesymetryczne przebiegi mogą też wystąpić dla złożenia różnych częstotliwości, które będą miały wspólne wielokrotności. Poniżej kilka przykładów oscylogramów, które pokazują przebieg powstały ze złożenia dwóch sinusoid o tej samej amplitudzie. Najpierw przebiegi dla pojedynczych częstotliwości 1 kHz i 2 kHz o napięciu 1 Vsk. Symetria jest nieco zaburzona (różnica ok. 39 mVpp), gdyż zapomniałem nagrzać i precyzyjnie skalibrować oscyloskop



Poniżej złożenie dwóch takich przebiegów, bez wprowadzania dodatkowego przesunięcia fazy między nimi. jak widać przebieg jest "symetryczny" (ma identyczną wartość szczytową dla obu połówek, względem zera).


Jeżeli jednak fazę niższej częstotliwości przesuniemy o 45°, wartość szczytowa dla górnych wierzchołków przebiegów stanie się dużo większa niż dla dolnych, co widać na wykresie poniżej.

Przy dalszym zwiększaniu przesunięcia fazowego do 90° dla częstotliwości 1 kHz uzyskamy jakby "lustrzane odbicie" przebiegu przy zerowym przesunięciu.

Przy przesunięciu 135° dolne części przebiegu będą większe niż dodatnie (sytuacja odwrotna od tej mającej miejsce przy przesunięciu 45°).

Przy 180° przebieg wróci do wyglądu jak dla 0° i przy większych przesunięciach sytuacja będzie się analogicznie powtarzać.

Poniżej oscylogram otrzymany po zwiększeniu częstotliwości drugiego sinusa z 2 kHz do 3 kHz. Najpierw dla zerowego przesunięcia fazy.

Dla przesunięcia przebiegu 1 kHz o 60°

Przy przesunięciu o 90°

i o 120°

Wykresy powyżej powstały dla dwukrotnie i trzykrotnie wyższej częstotliwości drugiej sinusoidy (jak dla częstotliwości podstawowej i jej drugiej, parzystej harmonicznej oraz trzeciej, nieparzystej harmonicznej), a kolejne pokazują jak "składają się" dwie sinusoidy o wartości skutecznej 1 V oraz częstotliwościach 2 kHz i 3 kHz, (wspólna pierwsza wielokrotność przy 6 kHz) przy przesunięciu fazy pierwszej z nich o 30°.

oraz przy przesunięciu sinusa 2 kHz o 90°

Jak widać zmiana fazy którejś z sinusoid dla jednych par może wpływać na wartość szczytową Vmin i Vmax, a przy innych już nie. Taką zmianę stosunku Vmin do Vmax możemy obserwować nawet dla pary 300 Hz i 3 kHz, choć w tym przypadku różnica między oboma wartościami będą już dużo niższe (zmieniając fazę jednego z przebiegów można powodować wyrównywanie się dwóch sąsiednich "wierzchołków" na górze lub na dole wykresu.

Po co w ogóle o tym wspominam? Chcę pokazać jak różny i skomplikowany może być oscylogram dla sygnałów zawierających w sobie nałożone dwa i więcej przebiegów sinusoidalnych, a takim przebiegiem może być właśnie przebieg oscyloskopowy rzeczywistego sygnału audio. Dalsza część w kolejnej wypowiedzi.

Pozdrawiam
Romek

Dzięki za te analizy Romku.
Patrząc z punktu widzenia wzmacniacza, to pozytywna obserwacja jest taka, że podczas składania sygnału suma nigdy nie przekroczyła maksymalnej wartości pojedynczego sygnału.
Czyli wzmacniacz nastawiony na określone wzmocnienie dla podstawowego najgłośniejszego tonu teoretycznie nie przesteruje się po podaniu mu kolejnych sygnałów o takiej samej albo niższej amplitudzie.

Co natomiast dzieje się z mocą na wyjściu wzmacniacza? Jak zmienia się w miarę podawania kolejnych sygnałów? To jest to co kiedyś już opisywałeś Romku, uwagę wtedy zwracały dysproporcje między maksymalną mocą dla pojedynczego sygnału a mocą dla sygnałów złożonych.

P.S. Może jednak wątek o składaniu sygnałów i metodach pomiarowych?

Czołem.

Krzysztof_M pisze: ↑pn, 31 stycznia 2022, 14:18 Patrząc z punktu widzenia wzmacniacza, to pozytywna obserwacja jest taka, że podczas składania sygnału suma nigdy nie przekroczyła maksymalnej wartości pojedynczego sygnału.
Czyli wzmacniacz nastawiony na określone wzmocnienie dla podstawowego najgłośniejszego tonu teoretycznie nie przesteruje się po podaniu mu kolejnych sygnałów o takiej samej albo niższej amplitudzie.

W podanym przeze mnie przypadku amplituda sumy nie była wyższa od amplitudy pojedynczych sinusoid, gdyż rezystancje wewnętrzne wyjść generatorów tworzyły dzielnik napięcia, obniżający poziom o 50% dla każdego z sygnałów "składowych". Tak samo działo się przy równoległym podłączaniu trzech i czterech wyjść przy korzystaniu z jeszcze jednego generatora o dwóch wyjściach. Wartość skuteczna dla połączonych równolegle dwóch wyjść generatorów (przy ustawieniu na każdym z wyjść napięcia 1 Vsk.) wynosiła (√2)/2 dla trzech wynosiła (√3)/3, a przy połączonych czterech (√4)/4. Tak więc w tym przypadku dla obliczenia wartości skutecznej przebiegu wynikowego (przy częstotliwościach sinusoid mocno różniących się od siebie i nie mających wspólnych wielokrotności) należało sumować podniesione do kwadratu ich składniki, wyciągając z niej następnie pierwiastek kwadratowy i dzieląc wynik przez liczbę wyjść, podobnie jak sumuje się wypadkową napięcia skutecznego nieskorelowanych ze sobą szumów, występujących w tym samym zakresie pasma częstotliwości i pochodzących z różnych źródeł połączonych równolegle. Jako przykład można podać sumowanie się napięć szumu termicznego dwóch połączonych równolegle rezystorów o jednakowej rezystancji, np. 10 kΩ gdzie dla każdego z nich szum termiczny (w temperaturze pokojowej i w zakresie pasma 20 Hz...20 kHz) wyniesie ok. 1,81 μV (RMS), a dla dwóch połączonych równolegle spadnie do ok. 1,28 μV (RMS), natomiast wartość szczytowa szumu w obu przypadkach pozostanie identyczna (o wartości szczytowej w przypadku szumu białego można mówić jedynie w kategoriach "statystycznych"). Gdybyśmy jednak te same rezystory połączyli szeregowo, to skuteczna wartość napięcia szumów na ich zewnętrznych końcówkach wyniosłaby ok. 2,56 μV, czyli w połączeniu szeregowym mielibyśmy napięcie RMS większe o √2 w stosunku do napięcia szumów jednego rezystora. Analogicznie tak samo rosłoby napięcie na wyjściu drugiego z pokazanych przeze mnie układów, w którym generatory zostały połączone szeregowo (przy niewłączonym rezystorze R1 /50 Ω/), a do obwodu włączało się je przez rozwarcie ich wyjść odpowiednim przełącznikiem.



Jest to bardzo ważne, gdyż w sygnale muzycznym audio występuje jednocześnie wiele składowych (dających się rozłożyć na pojedyncze sinusoidy o określonych częstotliwościach i amplitudach), co powoduje, że współczynnik szczytu takiego sygnału jest dużo wyższy niż dla sygnału stanowiącego pojedynczą sinusoidę... Będąc jeszcze dzieckiem zastanawiałem się dlaczego napięcie skuteczne na wyprowadzeniach głośnika małego odbiornika dla muzyki jest dużo niższe niż by to wynikało z maksymalnej mocy wyjściowej jego wzmacniacza...
Przedstawiając swoje wyniki pokazałem, że nawet dla złożonych razem dwóch sinusoid, wartość szczytowa "-" i "+" może zależeć od przesunięcia fazy tych sygnałów, czyli od ich wzajemnej korelacji, a od tego zależy w którym momencie wzmacniacz mocy zacznie ulegać przesterowaniu...

Krzysztof, wyobraź sobie sytuację, w której muzyk naciska jeden klawisz klawiatury syntezatora muzycznego i ustawia mały wzmacniacz odsłuchowy tak, by ten nie ulegał jeszcze przesterowaniu, a następnie wciska kolejny klawisz i jeszcze osiem następnych. Jak sądzisz co dzieje się ze skuteczną wartością napięcia wyjściowego tego instrumentu gdy wciska się kolejne klawisze?
Same tylko skrzypce po wzbudzeniu jednej pustej struny (nie dociśniętej palcem do podstrunnicy) mogą generować dźwięk będący złożeniem częstotliwości podstawowej i nawet kilkunastu harmonicznych o zbliżonym lub jeszcze wyższym poziomie amplitudy (stosując technikę gry flażoletami można odpowiednio wytłumiać w instrumentach strunowych poziom tonu podstawowego i wzmacniać odpowiednie harmoniczne, w instrumentach dętych można w tym celu stosować przedęcie...).
Poniżej widmo dźwięku skrzypiec dla takiej wzbudzonej pojedynczej struny (zdjęcie pochodzi z książki "Podręcznik akustyki" F. Altona Everesta). Ile składowych będzie miał sygnał kwartetu smyczkowego z dwoma skrzypcami, altówką i wiolonczelą?
Jak przedstawia się współczynnik szczytu dla takiego sygnału? Z jaką mocą wyjściową może ten dźwięk odtwarzać wzmacniacz, dla którego pełna moc dla pojedynczego sygnału sinusoidalnego wynosi 100 W? To co przedstawiają wykresy dotyczy jednego dźwięku struny, a te podczas gry mogą się cały czas zmieniać, powodując że średnia moc wzmacniacza będzie jeszcze dużo niższa od chwilowej mocy szczytowej.

Krzysztof_M pisze: ↑pn, 31 stycznia 2022, 14:18 Co natomiast dzieje się z mocą na wyjściu wzmacniacza? Jak zmienia się w miarę podawania kolejnych sygnałów? To jest to co kiedyś już opisywałeś Romku, uwagę wtedy zwracały dysproporcje między maksymalną mocą dla pojedynczego sygnału a mocą dla sygnałów złożonych.


P.S. Może jednak wątek o składaniu sygnałów i metodach pomiarowych?

No właśnie, ta maksymalna moc bardzo się obniża, w stosunku do znamionowej, podanej w instrukcji wzmacniacza. Z tego powodu słuchając pewnych gatunków muzyki można korzystać z mocy nie większej niż -20...-12 dB w stosunku do pełnej dla sinusa. Wzmacniacze lampowe "miękko" się przesterowują, przez co pozwalają się słuchać dużo głośniej niż półprzewodnikowe, a produkowane przez nie harmoniczne są niskiego rzędu, przez co są lepiej maskowane harmonicznymi dźwięków instrumentów w muzyce...

Od pewnego czasu testuje wzmacniacze również "wielotonem", składającym się z czterdziestu częstotliwości, rozmieszczonych odpowiednio "równomiernie" w całym paśmie akustycznym. Poniżej w tabeli wartości tych częstotliwości i ich poziom przy połączeniu sygnały wyjściowego z karty do jej wejścia.
Podczas testu oprogramowanie ARTA z sygnału wyjściowego wzmacniacza filtruje te częstotliwości, mierząc pozostałe składniki, generowane już przez sam wzmacniacz. Podawane są one jako TD+N (Total Distortion and Noise; można badać ich poziom przy wykorzystaniu filtrów wagowych lub bez nich). Poniżej wyniki takiego pomiaru przeprowadzone dla tytułowego wzmacniacza "DENSEN BEAT B100".
Niski poziom zniekształceń dla "multitonu" powstaje we wzmacniaczu dla mocy oddawanej nie większej niż 8 W, gdyż później zniekształcenia TD+N zaczynają szybo wzrastać. Przy napięciu 10,3 V, któremu na obciążeniu 8 Ω odpowiada moc skuteczna 13,26 W zniekształcenia TD+N zaczyna być wyraźnie słychać, więc taką bezpieczną mocą dla tego 60-watowego wzmacniacza jest jednak moc 8 W! Poniżej pomiary wykonane bez filtru wagowego "A" i z filtrem.

Wykonałem też pomiar zniekształceń TD+N samej karty E-MU1616m. Poniżej wyniki:

Pozdrawiam
Romek

Wyniki pomiarów wzmacniacza Densen byłyby niepełne, gdybym nie przedstawił jeszcze wyników pomiarów zniekształceń transjentowych DIM/TIM, które okazały się dość niskie (jak na granice ludzkiej percepcji słuchowej), choć o kilka rzędów wielkości wyższe niż w wielu krytykowanych za rzekomo bardzo wysokie poziomy zniekształceń typu TIM wzmacniaczach firmy TECHNICS... Poniżej wyniki dla Densena.

Dla mocy wyjściowej 1 W na obciążeniu 8 Ω:
dla 5 W na 8 Ω:
dla 10 W na 8 Ω:
20 W na 8 Ω:
oraz 45 W na 8 Ω:

Pozdrawiam
Romek

Bardzo ciekawy materiał!
Romku, czy w klasie D relacje pomiędzy mocą znamionową a dostępną jeszcze bez zniekształceń, będą podobne?

Czołem.

Janusz pisze: ↑wt, 1 lutego 2022, 23:40 Bardzo ciekawy materiał!
Romku, czy w klasie D relacje pomiędzy mocą znamionową a dostępną jeszcze bez zniekształceń, będą podobne?

We wzmacniaczach klasy D ten problem oczywiście również wystąpi, a nawet będzie bardziej ostro "zaznaczony", gdyż wzmacniacze pracujące w klasie D często zasilane są przetwornicami, o stałej, często dobrze stabilizowanej wartości napięcia wyjściowego. W ich przypadku "sufit", czyli maksymalny dopuszczalny zakres wysterowania może znajdować się ciągle w tym samym miejscu, gdyż napięcie zasilania nie jest zależne od mocy wyjściowej końcówki, która przed momentem wystąpiła... Za to w układach wzmacniaczy klasy D, sterowanych z przetwornika cyfrowo-analogowego, można tak dobrać poziomy, że maksymalna (szczytowa) moc wyjściowa wzmacniacza wystąpi dokładnie dla poziomu 0 dBFS przetwornika, i stopień mocy nigdy nie ulegnie przesterowaniu, niezależnie od tego jak bardzo podkręcimy ustawienie potencjometru siły głosu... We wzmacniaczach klasy AB napięcie zasilania "pływa", w zależności od poziomu średniej mocy wyjściowej, więc dla chwilowego wzrostu amplitudy sygnału muzycznego taki wzmacniacz może oddać zapas energii, zgromadzonej w kondensatorach elektrolitycznych filtru zasilacza. Pamiętam z wczesnej młodości, jak porównywaliśmy z kolegami (przez odsłuch dynamicznej muzyki) moce wyjściowe dwóch polskich wzmacniaczy. Były to wzmacniacze zintegrowane WSH-205 i WS-503, przy czym WSH-205 dostarczał mocy do czterech zestawów Tonsila (typu ALTUS-140 i MILDTON ZGB-110-8-693), gdyż mógł być obciążony minimalną impedancją 4 Ω, a wzmacniacz WS-503 sterował parą kolumn MILDTON (w jego przypadku minimalna impedancja zestawów głośnikowych mogła wynosić 8 Ω). WS-503 dawał jednak lepsze "kopnięcie" w zakresie basu, mając niższą maksymalną moc wyjściową 2 x 45 W od wzmacniacza WSH-205, dysponującego mocą wyższą, gdyż wynoszącą 2 x 65 W (maksymalna moc "muzyczna" WS-503 musiała być wyższa niż w WSH-205).

Pozdrawiam
Romek

Romekd pisze: ↑śr, 2 lutego 2022, 09:26 [...] WS-503 dawał jednak lepsze "kopnięcie" w zakresie basu, mając niższą maksymalną moc wyjściową 2 x 45 W od wzmacniacza WSH-205, dysponującego mocą wyższą, gdyż wynoszącą 2 x 65 W (maksymalna moc "muzyczna" WS-503 musiała być wyższa niż w WSH-205).

A udało się ustalić co było przyczyną takich różnic między wzmacniaczami?