Попытка анализа действия ОС в усилителях

[Владимир R-V-A]

Я устал уже убеждать в этом. Скорость нарастания выходного напряжения (минимальная) для воспроизведения сигнала амплитудой 10 В и частотой 20 кГц какая должна быть? Подсчитайте.

Посмотрите даташит на 2030 - полоса до 100кГц 15 Вт 4 Ом. У 2050 до 80.

https://html.alldatasheet.com/html-p.../TDA2030A.html

У большинства ламповых УНЧ полоса до 15-30 кГц по -3 дБ. О каком быстродействии вы говорите?

У вас как и у многих других есть заблуждение, что чем меньше каскадов или транзисторов в микросхеме, тем лучше. Не в этом дело. Я же вам уже говорил, что сейчас есть ОУ, отлично работающие и на видео частотах и даже на СВЧ. Ни на каких лампах в этих диапазонах вы не сделаете по той же цене усилители.

Мне просто даже интересно стало получить от вас честный ответ на вопрос.

Вы серьезно считаете глупей себя десятки - сотни тысяч инженеров, которые последние 50 лет разрабатывали ОУ, в том числе и большой мощности и их работодателей - инвесторов, которые им платили за это от 2 000 до 200 000$ в месяц?

[Карабас]

А если хотите сделать простой УНЧ для наушников с ультранизкими искажениями, нужна дополнительная микросхема с малыми искажениями, подключенная к 2030 по этим схемам.

Опять народное творчество. Тут серьезные люди, а вы все свои фигвамы рисуете!

[Владимир R-V-A]

Тут серьезные люди, а вы все свои фигвамы рисуете!

[Карабас]

Вы серьезно считаете глупей себя десятки - сотни тысяч инженеров, которые последние 50 лет разрабатывали ОУ, в том числе и большой мощности и их работодателей - инвесторов, которые им платили за это от 2 000 до 200 000$ в месяц?

Это слабый аргумент. Он не выдерживает критики. Точнее - это совсем не аргумент. Но если это ваш последний аргумент в споре, тогда дело плохо. Ежедневно люди патентуют довольно простые вещи, которые вызывают удивление: и как это раньше никто не додумался. Вы же патентовали кабинки на колесах и с пружинами.
Скажу коротко. ОУ ведь разрабатывались первоначально для обработки сигналов, в том числе математических вычислений. А мощные ОУ с токами в десятки ампер - это сервоприводы и прочие исполнительные механизмы. Они удешевляют производство. Это потом уже пытливые умы решили внедрить их в звукотехнику. Это тоже упрощает жизнь разработчикам и упрощает схемы. Один раз попробовали и производителям понравилось - рынок. Но мы-то с вами ищем правильный звук. Если вы не точно представляете, что написано в даташитах, а что скрыто, тут уж ничего не поделаешь. Кто-то из древних, кажется Платон сказал, что настоящий человек человек должен не пользоваться готовым, а создавать новое. За точность не ручаюсь, но смысл такой. У вас железная логика и мне вас не переубедить. Пришлите мне экземпляр своего лучшего усилителя для наушников. Я его померяю, пощупаю, послушаю. Потом выскажу свое суждение. Могу выслать вам свой. Пригласите авторитетных экспертов, например, Константина. Моя почта alz57@yandex.ru. Если вы мне напишете, я дам вам свой адрес для пересылки.

[Владимир R-V-A]

Позже, сейчас занят оптимизацией и проверкой разных версий музыкального кресла. Есть очень сложные по конструкции варианты, качество и эргономические показатели работы которых пока не очевидны.

На счет ОУ - его разрабатывали сразу как "идеальный" усилитель по возможности с малыми искажениями, низкими шумами, широкой полосой, большим усилением и НИЗКОЙ ЦЕНОЙ. И к этому стремились с самого начала и сейчас - та же постановка задачи. И потом уже начали делать аналоговые вычислители для ускорения решения ряда задач в математике по сравнению с тогдашними, достаточно медленно работающими ЭВМ, когда особо высокая точность результата вычислений не требовалась.

Кстати, на ОУ лучше всего демонстрировать студентам алгоритмы работы оптимальных радиоприемников и других устройств. Такой вычислительный стенд - аналоговая ЭВМ даже был сделан на ОУ в МЭИ еще лет 40 назад профессором кафедры радиотехники Филипповым Л.И.

https://www.studmed.ru/zinovev-a-l-f...526db3ca5.html

https://www.studmed.ru/orlov-va-fili...a8807f07c.html

[Карабас]

сейчас занят оптимизацией и проверкой разных версий музыкального кресла.

.
Это серьезно. Но это лирика.
Спешу вам напомнить, что уже более 10 лет назад появились записи HI-RES AUDIO и аналоговые устройства для их воспроизведения. Японские специалисты определили требования к аналоговому тракту. Для устройств HI-RES AUDIO верхняя граница воспроизводимых частот должна быть не ниже 40 кГц, а для своих производителей они специфицировали этот параметр на уровне 48 кГц. Что вы теперь скажете? И что будете делать с ТДА-шками? Будете ли вы выковыривать их из своих крсел?

[Владимир R-V-A]

Для устройств HI-RES AUDIO верхняя граница воспроизводимых частот должна быть не ниже 40 кГц, а для своих производителей они специфицировали этот параметр на уровне 48 кГц. Что вы теперь скажете? И что будете делать с ТДА-шками? Будете ли вы выковыривать их из своих крсел?

Спорный вопрос. Есть мнение http://pcaudiophile.ru/sound/theory/204-theory-1 , что для реалистичности звуковоспроизведения полезно в звуковой сигнал подмешивать ультразвук (я против этих инсинуаций!!!). А вот для большинства уже существующих записей стандарты HI-RES AUDIO не актуальны, поскольку оригиналы были записаны в полосе до 20 кГц и информация о гармониках на более высоких частотах уже отсутствует в этих записях.


И потом в УНЧ обычно по входу ставят ФВЧ с полосой среза порядка 25-40 кГц, чтобы отфильтровать возможные наводки ВЧ передатчиков.




Так, что HI-RES AUDIO и аналоговые устройства для их воспроизведения это пока еще экзотика, требующая дополнительных затратных усилий, которые большинству людей не заметны на слух.

Хотя, если есть студийные аналоговые или цифровые записи с высоким разрерением, то хуже не будет, если рядом с УНЧ не будет работать мощный излучатель типа смартфона, вайфая или за окном на столбе не будет ретранслятора сотовой связи или антенны УКВ передатчика.

В противном случае может быть слышен треск и другие помехи, которые сведут на нет все плюсы HI-RES AUDIO для тех людей, которые реально слышат ВЧ акустические сигналы с частотой выше 20 000 Гц, а слышат, реально с 40 до 12-14 000 Гц!

[Карабас]

Константин молодец! Все рассказывает доходчиво. Но он ни слова не сказал, что HI-RES это плохо. Он сказал, что вопрос о "земле" для нас самый важный и тут я с ним согласен. Я у себя никаких наводок не слышу, только качественный звук.

[Владимир R-V-A]

Я у себя никаких наводок не слышу, только качественный звук.

А Константин слышит.

[Мусатов Константин]

А Константин слышит.

Я все слышу и делаю выводы

[Карабас]

Болтун находка для шпиона!

Вы тоже выводы делайте! Скоро и на вас дело заведут за вашу пропаганду заморских ТДА-шек. Кстати фильтр на входе усилителя у меня стоит. Резистор 100 ом и конденсатор 1000 пФ! Конденсатор играет еще и роль фиксатора потенциала базы для сигнала ОС по ВЧ. Т.к. для этого сигнала входной транзистор включен по схеме с общей базой. А вообще, кроме вопроса о земле для нас важен еще вопрос об отсутствии перегрузок во входном каскаде и его насыщении. И мне кажется удалось неплохо его решить .

[Владимир R-V-A]

Нас подслушивают и даже подсматривают...

[Владимир R-V-A]

Карабас - Барабас...или приключения Буратино.

А я в 6 лет знал наизусть эту историю - книжку выучил как стихи потому, что мне папа записал эту историю на магнитофон - Комету и на 4 скорости на уровне профессионального артиста драмтеатра и я эту запись прослушал раз 20!

А тебя с этим образом, что связывает, гонитель TDA-шек и мирового прогресса?

- - - Добавлено - - -

Я все слышу и делаю выводы

Костя, а ты какие сказки, и в исполнении кого слышал в детстве или ты просто их читал, домысливая ситуации из букв в своем мозгу, под действием химических реакций биосинтеза, пока не появился телек с Хрюшей и Степашкой?

[Карабас]

Нас подслушивают и даже подсматривают...

Я думаю, даже легендарному Сталкеру есть чему у нас поучиться. ИМХО, он не недооценивает некоторые аспекты работы усилителей. делая упор в основном на психоаккустику. Фазовые искажения, напрмер, он вообще не принимает во внимание, поясняя их сущщность как-то очень уж упрощенно. А между тем фазо-частотная характеристика тракта звуковоспроизведения играет существенную роль в восприятии музыки. Можно прочитать в и-нете немало статей на тему "фазовые искажения".
Второе упущение в том, что он вообще ничего не говорит в своих роликах о скорости нарастания выходного сигнала и перегрузках входного каскада усилителя. И в этом нет ничего удивительного. Ведь его инструмент, как и большинства "исследователей" - это RMAA а в этой проге нет таких инструментов.
Между тем еще в 2005 г. в журнале "Радио" появилась статья А.Витушкина и В.Телеснина "Устойчивость усилителя и естественность звучания". В ней на основе экспериментов доказано. что основную роль в восприятии музыки играет так называемая "атака" звуков. А это всегда передние фронты сигналов и они должны искажаться минимально, от слова совсем. А для этого скорость нарастания и частотка должны быть приличными, минимальными должны быть и фазовые искажения. Не знаю, как с этим справляются ламповые усилители. Трансформаторы все портят. Может быть, кто-нибудь из любителей ламп скажет что-нибудь в свою защиту. Было бы интересно услышать Владимира Орлова и не только его.

[Владимир R-V-A]

Я думаю, даже легендарному Сталкеру есть чему у нас поучиться.

Согласен, он даже не догадывается кто и из какой страны первым в мире сумел запатентовать новый фундаментальный закон природы - закон "сохранения" информации на примере работы системы звуковоспроизведения High -End класса.

Можно прочитать в и-нете немало статей на тему "фазовые искажения".

Читал у Алдошиной, что фазовые искажения и задержки слух среднестатистического человека уже не может достоверно регистрировать, если они меньше 3-5 мс. Лет тридцать назад делал АС из радио на 2 шт. 10гдш-36 по НЧ, двух 4гдш-38 на СЧ и 4 шт. 2гд-36, если не напутал в цифрах маркировки этих динамиков. Так, вот, я там поставил переключатели и менял полярность их включения в разных комбинациях. И так было интересно на слух, и так... Изменения слышно было, но на слух - в слепом тесте, я не мог определить, как должно быть правильно или как лучше - ближе к оригиналу. Поскольку не слышал как звучатал оригинал.

Вот для этого и придумали современные проги, и опорные тест - сигналы.

С помощью этих программ можно быстро проверить и настроить аппаратуру. На слух нет никаких гарантий точной настройки всего тракта до точки прослушивания и даже приблизительно точная настройка на слух может занять по времени в сотни раз больше времени, чем по современным измерительным программам.

Трансформаторы все портят. Может быть, кто-нибудь из любителей ламп скажет что-нибудь в свою защиту.

Сколько людей, столько же и мнений... Но спецы уже лет 20-40 назад поняли, что у транзисторных УНЧ на много больше преимуществ и качественный звук необходимого уровня и точности можно получить с меньшими затратами.

[Владимир R-V-A]

Я думаю, даже легендарному Сталкеру есть чему у нас поучиться.

Думайте не по своей зарплате, если хотите войти в историю с положительной стороны - почувствуйте себя "директором" хуже уже не будет...

[Карабас]

он даже не догадывается кто и из какой страны первым в мире сумел запатентовать новый фундаментальный закон природы

Законы природы не являются объектом патентования.

Так, вот, я там поставил переключатели и менял полярность их включения в разных комбинациях.

Не удивительно, что ничего не получилось - слишком грубо и прямолинейно.

[Владимир R-V-A]

слишком грубо и прямолинейно.

Но с комсомольским задором!

- - - Добавлено - - -

Законы природы не являются объектом патентования.

Если новый фундаментальный закон природы описан как новые технические решения для различных систем связи или передачи сообщений любой физической природы, то и фундаментальный закон природы является объектом патентования. В изобретении надо просто убедительно показать почему такие технические решения являются необходимыми и достаточными условиями (действиями по обработке сигналов с соответствующими блок-схемами) для решения задачи по передачи сообщения, сигнала или организации системы управления с минимально возможной потерей информации или минимально возможными ошибками в управлении сложными процессами любой физической природы. И почему лучше уже нельзя придумать обобщенную систему связи или управления для решения соответствующих задач в науке и технике.

[Карабас]

Но с комсомольским задором

Этого у вас не отнять.

Если новый фундаментальный закон природы описан как новые технические решения для различных систем связи или передачи сообщений любой физической природы, то и фундаментальный закон природы является объектом патентования.

Патентоведы от такой трактовки придут в панику. Техническое решение, способ, устройство, не могут одновременно быть фундаментальным законом. Тут уж либо-либо. Вы так прямо и говорите: я открыл новый закон природы. Нобелевская премия. должность академика. всеобщее уважение, всяческие блага вам обеспечены.

[Владимир R-V-A]

Этого у вас не отнять.

Не расстанусь с комсомолом - буду вечно молодым...

Патентоведы от такой трактовки придут в панику

Я им доказал, что так можно патентовать согласно общемировому и российскому законодательству. Они согласились и выдали несколько патентов по этой теме с формулировками их обобщающими - как суть нового фундаментального закона природы - закона "сохранения" информации!

Вы так прямо и говорите: я открыл новый закон природы.

Я так и говорю уже примерно 20-25 лет.

Нобелевская премия. должность академика. всеобщее уважение, всяческие блага вам обеспечены.

Это в РФ невозможно - есть более достойные и преданные науке люди, чтобы быть академиками в этой стране...

должность академика. всеобщее уважение, всяческие блага вам обеспечены.

Пару раз доктора наук, зав. кафедрами ведущих радиотехнических вузов Москвы, которых привлекал Роспатент (ФИПС) в качестве внештатных, компететных экспертов при рассмотреии моих заявок на изобретения, предлагали мне защитить сразу докторскую на их кафедрах (без кандидатсткой) "по свовокупности изобретений" (есть такая формулировка).

Круто?

[Карабас]

Круто?

А как у вас с математикой? Защитить что-либо без серьезной математической подготовки, я так понимаю, невозможно.

[Владимир R-V-A]

А как у вас с математикой?

Хорошист - профорг с 17 лет в среде академиков и докторов всяческих наук...

[Карабас]

Хорошист

Вот в этом то все и дело.

[Владимир R-V-A]

Вот в этом то все и дело.

Не совсем так. Тут не надо быть Лобачевским или Лапласом, Ферми и т.д.

Я просто включил голову и мне повезло - я нашел решение самой сложной задачи теории связи или математики (математической физики) - как вы говорите.

Я решил задачу - нашел способ и технические решения для воплощения этого способа по решению, как бы сказали радиофизики или математики такого рода задачи в самом общем случае.

(её всем математикам и физикам мира задал БОГ еще 2023 года тому назад. И я напрег мозги до его уровня как мне кажется...)))

Как найти блок - схему системы связи или способ осуществления действий над сигналами, не в никая в детали всех возможных алгоритмов обработки (которых может быть тысячи), чтобы из одной точки пространства и времни, назовем её точкой А можно было передать в другую точку того же пространства и времени - точку В сигнал е(t) с минимально возможными искажениями - максимально точно.

Для определенности, чтобы функция (реализация сигнала) максимально возможно точно повторяла бы точность опорного сигнала или источника - была максимально точно похожа на функцию сигнала ИСТОЧНИКА.

ИСТОЧНИКОМ может быть любое слово - даже первое, или музыка или заветы БОГА в той или иной религии или пластинки CD того или иного производителя. Как сказал Д. Свобода записи на CD - это "консервы" по сравнению с заветами в библии.

Причем, заранее неизвестны статистические параметры ни передаваемого сигнала e(t), ни помех в канале.

Для большей сложности, я еще ввел одно усложнение в постановку задачи - передаваемый сигнал e(t) и помехи в канале N(t) могут быть также заранее неизвестными функциями (или даже многомерными процессами, если речь идет о стеро или многоканальных системах связи) - любыми - какими угодно.

И еще одно важное ограничение, усложняющее постановку задачи почти до предела - мы не знаем априорно (то есть до опытно) какими могут быть сигналы и помехи, и когда и как они появляются во времни и пространстве.

И сам канал связи (КП) тоже имеют заранее неизвестные характеристики (их передаточные функции) и эти характеристики в канале связи могут меняться заранее неизвестным образом во времени!!!

Асися?

Ну, пять поставишь по математике, учитель - Карабас - барабас, профоргу с 17 лет?

[Владимир R-V-A]

Как сказал Д. Свобода записи на CD - это "консервы" по сравнению с заветами в библии.

Похоже я капитально вам мозги заплел вчера после пиваса...

В действительности тут все относительно просто.

Для решения подобного класса задач система должна иметь по крайней мере один канал обратной связи высокого качества и система должна работать автоматически (адаптивно) самонастраиваясь по сигналам обратной связи и по сигналам источника.

И самонастройка заключается в формировании передаточной характеристики, так называемого, согласованного фильтра или оптимального фильтра для данного, текущего момента времени.

У этого фильтра АЧХ в каждый момент времени должна быть по возможности максимально точно похожа на обратно зеркальную АЧХ всего тракта, в котором происходит искажение спектра.

У этого фильтра также должна быть функция автоматической коррекции во времени ФЧХ или ВЧХ. Те компонента сигнала, которые приходят в точку получения сообщения раньше самой отстающей компоненты задерживаются на оптимальные временные задержки для каждой из множества полос анализа текущего спектра сигнала.

Быстродействие работы такой системы определяется, в основном, временем задержки сигнала и его частотой.

Для подавления помех в системе должен быть также организован узел по формированию обратно зеркальных сигналов для точки получения сообщения.

Вот собственно и все основные узлы и блоки.

Алгоритм работы автоматического эквалайзера в согласованном фильтре очень напоминает работу автоматизированного многополосного, графического (или параметрического) эквалайзера. Основная идея тут в том, что в каждой полосе анализа, например, графических эквалайзеров измеряется текущий уровень энергии сигнала источника и энергии сигнала в точке получения сообщения для каждой из множества полос анализа, которых может быть от 10 до 30-100.

Если энергия сигнала в точке прослушивания оказалась, например меньше текущей энергии сигнала от источника, то управляемый усилитель, через который проходят соответствующие компоненты, например в полосе от 50 до 60Гц, увеличивает свой коэффициент передачи пока уровни опорного сигнала и сигнала от источника в точке получения сообщения (точке прослушивания) не сравняются.

Это напоминает работу АРУ, только сигнал подгоняют не к одному наперед заданному уровню сигнала (например, к оптимальному уровню), а к текущему уровню сигнала от сигнала источника.

Такой принцип подгонки уровня уомпонентов сигнала под уровни сигналов от источника от части так же борется с помехами, которые коррелированны с сигналом, например с отраженными от стен сигналами или некоррелированными, квазистационарными сигналами.

Например, если на частоте 50 Гц есть сетевой фон, то автоматический эквалайзер будет подстраивать уровень сигнала в точке прослушивания с учетом этого фона. Очень похоже на работу согласованного с сигналом и помехами фильтра Винера.

ФЧХ или ВЧХ меняют также, автоматически во множестве полос анализа - в тех же полосах.

А величину требуемых задержек вычисляют математически м помощью работы схем корреляционной обработки сигналов. В этой схеме с помощью множества схем корреляционной обработки, в каждой из полос анализа, постоянно происходит поиск реального для данного момента времени задержки соответствующей компоненты во всем тракте.

Число корреляторов ФЧХ определяется требуемой точностью нахождения истинных задержек. например если задана точность в 1/60 часть периода, то таких постоянно работающих схем корреляционной обработки для каждой полосы анализа должно быть 60 шт. И тут точность определения будет равна 6 градусов для каждой из полос анализа. А общее число постоянно работающих корреляционных схем при 30 полосном анализе будет 30х60=1800 шт.

Максимальный уровень сигнала на выходе коррелятора означает, что ему соответствующая задержка, это и есть реальная задерка сигнала во всем тракте от источника до точки прослушивания.

Для вычисления ВЧХ корреляторов может потребоваться еще больше, Например, если расстояние до слушателя может изменяться от 0,5 м до 5,5 м и шаг по расстоянию 0,01м, то потребуется (5,5-0,5)/0,01=500 шт. для каждой из полос.

Понятно, что такое количество вычислителей можно реализовать только цифровым способом - на компьютере или в специализированном процессоре большой мощности. Но тут можно несколько уменьшить число корреляторов по определению, например задержки сигнала только на одной частоте (СЧ), поскольку в АС динамики НЧ и ВЧ располагаются рядом с СЧ динамиком.

Могут быть и другие приемы по уменьшению общего числа вычислений. Но это уже детали работы конкретной программы и стуктурной схемы звуковоспроизводящей системы.

Итак, получив все текущие времена задержек для всех 30 шт. полос анализа, надо вычислить требуемые текущие задержки - найти самую большую задержку для какой-то компоненты.

Допустим она оказалась на частоте 30 Гц. то для всех остальных полос анализа мы вычисляем требуемые корректирующие задержки путем вычитания их максимальной задержки для частоты на 30 Гц вычисленную с помощью корреляторов задержку в каждой из полос анализа.

Допустим для 30 Гц максимальная задержка составляла 5 мс, а для частоты 300 Гц она оказалась в 4,5 мс. Тогда в цепь прохождения компоненты для частоты 300 Гц надо установить оптимальную для данного времени задержку 5-4,5=0,5 мс. И так делаем по всем полосам обработки.

Тогда компоненты на частотах 30Гц и 300Гц придут в точку получения сообщения без фазовых искажений - синхронно как и в источнике сигнала.

А чтобы система не возбуждалась при одновременной регулировки АЧХ и ФЧХ (ВЧХ) делаем разные постоянные времени регулирования, чтобы работа автоматического эквалайзера была развязана во времени от работы корректора ФЧХ.

Автоматическая регулировка сигналов для автоматического понижения уровня помех очень напоминает описанные узлы с той лишь разницей, что АЧХ и ФЧХ согласованного фильтра стараются сформировать не по двум опорным сигналам - сигнала от источника и сигнала обратной связи, а просто стремятся уменьшить до нуля уровень остаточной помехи для каждой из полос анализа, оптимизируя параметры компонентов сигнала от источника помех.

С точки зрения математики все эти алгоритмы можно условно отнести к исследованию функций на экстремум и сходимости рядов.



Автоматический эквалайзер, корректор временных задержек (фазы) и автоматический шумоподавитель в изобретениях представлены в виде соответствующих блок - схем с соответствующим пояснением во времени работы всех узлов. Одних вариантов только шумоподавителей для разных, частных задач систем связи и звуковоспроизведения, запатентовано десятка полтора.

Даже после того, как я в одной заявке на изобретения в РФ, сумел запатентовать сразу 14 изобретений, в США надавили на Правительство РФ и вынудили их принять новое патентное законодательство РФ с оплатой пошлины за каждое новое изобретение в рамках одной заявки на патент!!! - Типа испугались, что я - нищеброд, перекрою им все пути безлицензионного использования достижение российских изобретений по всему миру, включая территорию США на ближайшие 20-25 лет.


Понятно, что по этой информации можно написать проги для компа или DSP. Но тут нужны спецы, с большим опытом написания подобных программ в области цифровой фильтрации и обработки сигналов и знанием возможностей современного "железа".

Грубо говоря, нужен небольшой Майкрософт.

Я понятно пояснил принцип работы таких систем и суть нового фундаментального закона природы - закона "сохранения" информации?

Есть вопросы за счет чего происходит "сохранение" информации или повышение точности передачи сообщений любой физической природы, Карабас?

- - - Добавлено - - -

Я все слышу и делаю выводы

Ну, и как, асися?