Forum stowarzyszenia „Trioda” - nowy serwer

Wiedziałem, że tak będzie Umiem czytać i widziałem "Czy Twoim zdaniem da się w ogóle określić pasmo przenoszenia tego układu z danych podanych na schemacie?"
Ja natomiast napisałem wyraźnie: "na oko pasmo 48Hz z nachyleniem 12dB/okt"
Wydawało mi się, że warto będzie zobaczyć, jak taki przebieg wygląda i jak go słychać - przynajmniej ja zobaczyłem i usłyszałem to samo, co Ty w układzie z czterema operacyjnymi. Układ z lampą był jakby pretekstem, żeby się za to zabrać - jasne, że są impedancje wyjściowe poprzednich stopni w tym jedna niewiadoma, jasne, że wpływają na częstotliwość. To, co chciałem zrobić, to zobaczyć mniej więcej fazę a nie pasmo. W Pro-Toolsie w ogóle nie da się tego zrobić, to znaczy uwzględnić impedancji wyjściowej poprzedniego stopnia, mam tylko filtry i to o ograniczonych nastawach, to była bardziej zabawa niż jakiekolwiek badanie, a sprowokowałeś mnie stwierdzeniem "spróbuj zasymulować w swoim programie taki układ". Wiedziałem, że się nie da. Rezystor i kondensator w katodzie - zgoda, dziesięć razy przesadziłem, ale to było liczone w pamięci podczas schodzenia do piwnicy
Dwa filtry pierwszego stopnia dają filtr drugiego stopnia - jasne, że zmienia się częstotliwość graniczna i nie jest taka, jak zaokrągliłem mniej więcej. Ja to wszystko wiedziałem, miałem na studiach, ale ponieważ było to ponad 30 lat temu, to pozwoliłem sobie zapomnieć
O co najbardziej mi chodziło, to o posłuchanie tych "zwisów" - IMO brzmieniowe niczym się to nie różni, zgodnie zresztą z praktyką i teorią. Jak pisałem, mogę zrobić wysokiej jakości pliki, pokazujące to, co w układzie z czterema operacyjnymi, i od tego zacząłem zabawę. Mogę tego słuchać w czasie rzeczywistym, zmieniając parametry, bez konieczności przełączania np. odsłuchu na inne wyjście, co IMO jednak przeszkadza w ocenie. Układ lampowy to już w ogóle zabawa, bo tego się w Pro-Toolsie po prostu nie da.

Romekd pisze:częstotliwość graniczna każdego ze stopni wynosi 21,3 Hz. Układ zasiliłem napięciem symetrycznym ±12 V, a na wejście podałem sygnał sinusoidalny o częstotliwości 60 Hz

Napisałem i znikło, jeszcze raz

Zrobiłem jak powyżej, wczoraj miałem za wysoką częstotliwość i za duże zniekształcenia. Przy wyższej częstotliwości opóźnienia są niesłyszalne, przy niższej już ewidentnie tak, druga harmoniczna 60Hz przesunięta nawet tylko o 90 stopni to już 2ms, to już słychać, zwłaszcza, jak wiemy Teraz już po drugim przejściu słychać różnice, pliki filtrowane są ewidentnie "jaśniejsze".
Co ciekawe, to samo zrobione filtrem o liniowej fazie nie daje żadnego efektu, ani wizualnie ani słuchowo:
Również filtr z możliwością wyboru trybu pracy liniowa/zwykła faza ma przy takich ustawieniach ewidentnie różne brzmienie. Czyli to powyżej można zrobić też filtrem wszechprzepustowym i żadne ograniczanie pasmo nie jest konieczne, żeby uzyskać taki "zwis"

Czołem.
Z filtrami wszechprzepustowymi jeszcze nie eksperymentowałem, więc w wolnej chwili pewnie się nimi pobawię i posłucham efektów ich pracy...

przemak pisze:Układ z lampą był jakby pretekstem, żeby się za to zabrać - jasne, że są impedancje wyjściowe poprzednich stopni w tym jedna niewiadoma, jasne, że wpływają na częstotliwość. To, co chciałem zrobić, to zobaczyć mniej więcej fazę a nie pasmo.

Rezystancja wyjściowa wcześniejszego stopnia wpływa zarówno na pasmo przenoszenia jak i na fazę. Jej nieuwzględnianie stanowi bardzo częsty błąd, popełniany przez mniej doświadczonych konstruktorów, spotykany również na stronach internetowych o tej tematyce:

http://www.kolisz.pl/a/c_sprz.htm
http://www.fonar.com.pl/audio/teoria/po ... m8/wzm.htm

Zawsze należy uwzględniać wszystkie elementy połączone z kondensatorem. Nie tylko w układach różniczkujących, ale i całkujących. Innym częstym błędem jest liczenie dolnej częstotliwości granicznej dla elementów RC umieszczonych w obwodzie katody. Podstawienie do wzoru fd=1/(2Pi*Rk*Ck) powoduje znalezienie częstotliwości dla której kondensator kończy swoje działanie w tym obwodzie, a powinniśmy znaleźć częstotliwość przy której kondensator zaczyna na ten obwód oddziaływać. By to dobrze policzyć należy uwzględnić oporność lampy widzianą od strony katody. W układach z tranzystorami obliczając fd i fg należy uwzględnić rezystancje wewnętrzne tranzystora, a w przypadku kondensatora blokującego opornik emiterowy wziąć trzeba pod uwagę nawet oporność źródła sygnału sterującego bazą tranzystora.

przemak pisze:Rezystor i kondensator w katodzie - zgoda, dziesięć razy przesadziłem, ale to było liczone w pamięci podczas schodzenia do piwnicy

Ciekaw jestem czy po tym jak zorientowałeś się, że dziesięć razy przesadziłeś (po podstawieniu do wzoru Rk i Ck wychodzi właśnie 3 Hz), to policzyłeś to już poprawnie z uwzględnieniem parametrów lampy, czy też skorzystałeś ze strony, która automatycznie wylicza parametry układu?

http://www.fonar.com.pl/bonus/programy/ ... katod1.htm

Pozdrawiam
Romek

Tego układu z lampą to w ogóle nie analizujmy, bo nie miałem zamiaru tego robić, co wyraźnie napisałem to był tylko taki żart. Jeżeli chodzi o pasmo i fazę, to nie chodzi o to czy pasmo będzie 20 czy 48Hz, tylko jakie w sumie po trzech filtrach (dwa podobne i trzeci inny) będzie przesunięcie fazy. Wyliczenie wpływu obwodu katodowego nie jest takie łatwe, a zasymulowanie filtrem 6dB/okt w ogóle niemożliwe, bo to jest korektor półkowy a nie filtr.
Powtarzam - bardzo ciekawy temat wymyśliłeś, i czy przypadkiem, czy z rozmysłem, udało się znaleźć taki sygnał (ten sinus przesterowany o 2dB) na którym dobrze słychać przesunięcia fazowe. Na prostokącie albo mocniej przetserownym sinusie tego już nie słychać. Ciekawe, co z pełnopasmowym sygnałem muzycznym, zwłaszcza "nowoczesnym".

O obwodzie RC w katodzie przeczytacie w "Układach" W. Goldego na stronie 268 (Warszawa 1970, wydanie 1).

Romekd pisze:Z filtrami wszechprzepustowymi jeszcze nie eksperymentowałem, więc w wolnej chwili pewnie się nimi pobawię i posłucham efektów ich pracy...

No to ja miałem chwilkę i się zabawiłem, może pomoże.
Układ znany wszystkim gitarzystom, czyli takie coś:



W moim wykonaniu wygląda to tak:
Parametry są dobrane dla przesunięcia w średnicy a nie w dole, w dodatku jest to układ jednostopniowy, więc od razu piszę, że różnic, podobnie jak przy jednostopniowym filtrze HPF, nie słychać. Różnice usłyszałem dopiero po trzecim-czwartym stopniu. Ale to może dla dyskusji lepiej, bo za to widać cuda

A co widać? Najpierw pomiar pasma przenoszenia i fazy przy okazji:
Jak widać, nierównomierność charakterystyki amplitudowej w paśmie akustycznym nie przekracza 0,2dB. Faza - no, faza jest zmienna

Co widać na oscyloskopie? Proszę bardzo, prostokąt 1kHz (prostokąt z komputera, więc nie jest idealny):
Wejście i wyjście bardziej profesjonalnym przyrządem
To jest jeden stopień filtru. Ponieważ nie chciało mi się robić ich więcej, to przegrałem cztery razy po kolei sygnał przez ten filtr, uzyskując cztery stopnie filtra wszechprzepustowego. Wygląda to tak:
Jest to sinus 60Hz przesterowany o 2dB. I różnice słychać, po filtrach jest "jaśniej". Pasmo, przypominam, jest jak linijka.

I teraz wniosek mój jest taki, że w niskich pasmach słychać przesunięcie fazy, bo jest to już słyszalne przesunięcie czasowe. Może to, ale nie musi, być powiązane z pasmem. Tak więc IMO oglądanie "zwisu" prostokąta i wyciąganie wniosków na temat parametrów częstotliwościowych wzmacniacza jest rzeczywiście dla "bardzo doświadczonych"

Czołem.
Dzisiaj, korzystając z chwili wolnego czasu przerobiłem poprzedni układ testowy, dodając do niego osiem dodatkowych rezystorów 10 kΩ, co zmieniło go w filtr wszechprzepustowy czwartego rzędu.
Można było zrobić to inaczej, ale ten prosty sposób również zapewnił układowi dość przyzwoite parametry. Nierównomierność wzmocnienia w paśmie od 30 Hz do 150 kHz dla całego układu nie przekraczała 0,3 dB, czyli była niezauważalna przez ludzkie ucho, a układ przesuwał jedynie fazę poszczególnych składowych sygnału w zależności od częstotliwości (najskuteczniej działał w zakresie niskich częstotliwości). Eksperymenty z układem potwierdziły nasze wcześniejsze obserwacje - przesuwanie fazy różnych częstotliwości wewnątrz sygnału audio daje się wyraźnie odczuć na słuch... Tym razem do poszczególnych wyjść układu podłączyłem przełącznik, który pozwalał szybko przełączać odsłuchiwane sygnały. Dla przesterowanego sygnału sinusoidalnego (jak poprzednio) o częstotliwości 100 Hz sygnał z każdego wyjścia układu brzmiał inaczej. Tak wyglądały sygnały na wyjściach: Ten sam układ dawał różne brzmienia sygnałów na wyjściach jeszcze przy 300 Hz. Co co ciekawe, przy sygnałach otrzymywanych z przebiegu prostokątnego o częstotliwości 60 Hz również słyszałem bardzo wyraźnie różnice. Poniżej zdjęcia ekranu oscyloskopu dla 60 Hz, na wejściu (Pp0) i na kolejnych wyjściach układu (Pp1...Pp4): Jeżeli słychać różnice w brzmieniu tak prostych sygnałów, to jak przesunięcia fazy wpłyną na bardziej złożone sygnały audio? Czy będą one w stanie zmienić brzmienia różnych instrumentów? Jutro sprawdzę co się stanie z muzyką przepuszczoną przez przedstawione tu filtry

Pozdrawiam
Romek

Romekd pisze:Jeżeli słychać różnice w brzmieniu tak prostych sygnałów, to jak przesunięcia fazy wpłyną na bardziej złożone sygnały audio? Czy będą one w stanie zmienić brzmienia różnych instrumentów? Jutro sprawdzę co się stanie z muzyką przepuszczoną przez przedstawione tu filtry

To ja "naokoło" sprawdziłem, bo nie mogłem się doczekać Mój pomiar jest trochę taki se, bo ponieważ mam tylko jeden stopień i to mono, musiałem cztery razy przegrywać muzykę, oddzielnie lewy kanał i prawy. Czterokrotne przegranie oddzielnie kanałów lewego i prawego, nawet w sesji z częstotliwością próbkowania 96kHz i rozdzielczością 24 bity nawet przy bardzo dobrym przetworniku powinno dać różnice brzmieniowe już z samego faktu tego czterokrotnego przegrania -ale okazało się, że jest nadspodziewanie dobrze. Czterokrotne przegranie w moim systemie przez filtr na jednym 071 zasilanym z bateryjki 9V okazało się być czyste, a poziom wzrósł tylko o 0,6dB - i to nie interfejs, czterokrotne przegranie przez zwarty kablem interfejs nie zmienia poziomu, znaczy jeżeli zmienia to mniej niż 0,1dB. Kanały też się nie rozjechały, no bo w sumie niby dlaczego Ze względu na pewną czasochłonność mojej metody zrobiłem tak dwa utwory. No i słuchałem na razie w domu na monitorach APS AEON i trochę słychać. Pliki po "przefiltrowaniu" mają jakby większy "bałagan" w dole, więcej rezonansów jakby się pojawia. Co ciekawe, na analizatorze widma też są różnice w dole, ale w tym "niesłyszalnym", poniżej 20Hz, ale to już może być kwestia czterokrotnego wejścia w analog. W każdym razie na razie nie pretenduję do tego, żeby ten mój pomiar cokolwiek oznaczał, bo za dużo po drodze bałaganu, ale byłem ciekaw, co będzie, i w sumie chyba coś się dzieje. Ale jednak trochę mniej to słychać, niż na tej lekko przesterowanej sinusoidzie. Prostokątów nie badam, bo cyfrowy prostokąt to nie jest prostokąt

Witam.

przemak pisze:To ja "naokoło" sprawdziłem, bo nie mogłem się doczekać Mój pomiar jest trochę taki se, bo ponieważ mam tylko jeden stopień i to mono, musiałem cztery razy przegrywać muzykę, oddzielnie lewy kanał i prawy. Czterokrotne przegranie oddzielnie kanałów lewego i prawego, nawet w sesji z częstotliwością próbkowania 96kHz i rozdzielczością 24 bity nawet przy bardzo dobrym przetworniku powinno dać różnice brzmieniowe już z samego faktu tego czterokrotnego przegrania -ale okazało się, że jest nadspodziewanie dobrze. Czterokrotne przegranie w moim systemie przez filtr na jednym 071 zasilanym z bateryjki 9V okazało się być czyste, a poziom wzrósł tylko o 0,6dB - i to nie interfejs, czterokrotne przegranie przez zwarty kablem interfejs nie zmienia poziomu, znaczy jeżeli zmienia to mniej niż 0,1dB.

Mnie niestety "położyła" jakaś infekcja wirusowa, więc na razie testy musiałem odłożyć. Wczoraj udało mi się tylko zmienić pojemności w filtrach na mniejsze (użyłem 0,39 μF zamiast 3,4 μF) i przeprowadziłem z kilkoma kolegami test z przesterowanym sinusem dla wyższych częstotliwości (300 Hz do 2 kHz). Dla tego zakresu częstotliwości z nowymi wartościami pojemności kondensatorów dało się usłyszeć różnice w brzmieniu sygnałów do częstotliwości ok. 1,5 kHz, przy czym im wyższe częstotliwości testowaliśmy, tym zmiany były mniejsze i właściwie polegały już tylko na "rozjaśnianiu" dźwięków (odnosiliśmy wrażenie jakby wraz z przesuwaniem fazy /oczywiście do pewnego momentu/ wzrastał poziom harmonicznych tonu podstawowego). Później zrobiliśmy jeszcze krótki odsłuch fragmentu muzyki J. M. Jarre, podczas którego zaobserwowaliśmy, podobnie jak Ty, jakieś subtelne zmiany (jakiś lekki "bałagan", jak to nazwałeś i coś jeszcze, czego nie potrafiliśmy określić... ). Jak wrócę "do siebie" spróbuje sprawdzić jak zmienia się wartość szczytowa dla sygnału muzyki odtwarzanej np. z dobrego odtwarzacza CD po przejściu przez filtry górnoprzepustowe i wszechprzepustowe wyższego rzędu. Brak wzrostu wartości międzyszczytowej będzie oznaczał brak w sygnałach muzycznych impulsów o cechach zbliżonych do prostokątnych, o których pisałem wcześniej...

Pozdrawiam
Romek

Wartość międzyszczytowa rośnie, po każdym filtrze tego typu (znaczy różniczkującym) tak jest.

I to jest właśnie cenna informacja, gdyż z tego co piszesz jasno wynika, że wartość międzyszczytowa sygnału audio po jego przejściu przez filtry różniczkujące rośnie, a nie rośnie głośność przy odtwarzaniu tego sygnału. Oznacza to, że trzeba zmniejszyć poziom sygnału (i przy okazji głośność) by nie przesterować kolejnych stopni w systemie. Zmniejszając średni poziom sygnału zmniejszamy przy okazji odstęp tego sygnału od poziomu szumów, czyli przy systemie o średnich parametrach szumowych wyraźnie pogarszamy dynamikę. Zgodzisz się z takimi argumentami?

Pozdrawiam
Romek

Romekd pisze:I to jest właśnie cenna informacja, gdyż z tego co piszesz jasno wynika, że wartość międzyszczytowa sygnału audio po jego przejściu przez filtry różniczkujące rośnie, a nie rośnie głośność przy odtwarzaniu tego sygnału. Oznacza to, że trzeba zmniejszyć poziom sygnału (i przy okazji głośność) by nie przesterować kolejnych stopni w systemie. Zmniejszając średni poziom sygnału zmniejszamy przy okazji odstęp tego sygnału od poziomu szumów, czyli przy systemie o średnich parametrach szumowych wyraźnie pogarszamy dynamikę. Zgodzisz się z takimi argumentami?

Pozdrawiam
Romek

Misternie żeś to Waćpan wywiódł
Teoretycznie masz rację. Czterokrotne przejście przez mój filtr wszechprzepustowy zwiększyło poziom szczytowy o 2dB, przy praktycznie niezmienionym poziomie RMS. Czyli w zasadzie urządzenie ma o 2dB mniejszy headroom. Problemy w takim rozumowaniu widzę dwa: po pierwsze to tylko 2dB, ale OK, dwa decybele to jest mierzalna wartość. Ale drugi problem IMPO jest to, że jest to wartość szczytowa, dotycząca raczej krótkich impulsów. Urządzenia audio w domenie analogowej bez problemu radzą sobie ze szczytami, większym problemem jest duży RMS, bo to on pobiera prąd z zasilacza i fajczy głośniki . Takie szczyty są bez problemu przenoszone przez wzmacniacze i głośniki i raczej nie zmniejszają headroomu. Problem pojawia się w cyfrze, gdy chcemy jakkolwiek obrabiać znormalizowany sygnał muzyczny, np. korektorem przed kartą dźwiękową - wtedy okazuje się, że nawet teoretyczne zmniejszanie poziomu średniego daje wyższy poziom szczytowy i w konsekwencji przesterowanie wyjścia karty. No, ale w zasadzie tak, niestety współczesny sygnał muzyczny bogaty jest w prostokąty i te 2dB w szczycie mogą teoretycznie mieć znaczenie.

przemak pisze:Czterokrotne przejście przez mój filtr wszechprzepustowy zwiększyło poziom szczytowy o 2dB, przy praktycznie niezmienionym poziomie RMS. Czyli w zasadzie urządzenie ma o 2dB mniejszy headroom. Problemy w takim rozumowaniu widzę dwa: po pierwsze to tylko 2dB, ale OK, dwa decybele to jest mierzalna wartość.

Jakie wartości R i C zastosowałeś w swoim filtrze?
Jeżeli tylko będę miał możliwość, sprawdzę detektorem szczytu o ile wzrośnie wartość maksymalna w stosunku do RMS przy kilku połączonych kaskadowo filtrach górnoprzepustowych RC, w zależności od częstotliwości granicznej filtrów i od typu muzyki. Chciałbym w ten sposób zbadać czy uzyskam podane przez Ciebie 2 dB, czy może trochę więcej..

Pozdrawiam serdecznie
Romek

On ci to:



Sprawdziłem wszystko w cyfrze - sygnał w którym są niskoczęstotliwościowe składowe, bit hiphopowy, więc nie ma żartów, po czterokrotnym przejściu przez filtr HPF 20Hz 6dB/okt zyskuje w szczycie 3,5dB, za to traci 1dB w RMS. Natomiast jeżeli najpierw ten plik odfiltujemy na 80Hz 12dB/okt, to po takim procesie czterokrotna filtracja na 20Hz zwiększa peak o pół decybela, a RMS zmniejsza o pół decybela.

No i jeszcze taki drobiazg, że ja mówię "tylko 2dB", a Ty odpowiedz "aż 25%"