Armonici in amplificatoare audio - de ce, cand si cum

[Mircea]

Am pus si eu o intrebare pe alt topic despre armonici in amplificatoarele audio. Nu s-a inghesuit mai nimeni sa zica ceva concret, e adevarat ca se ducea ceva lupta de clasa in acel moment. Pe alt topic a postat un coleg un extract dintr-un articol de pe internet, dar cam in bascalie.

 

Pe MP am primit ceva detalii, dar si o sugestie sa construiesc ceva ca asta: http://diyaudioprojects.com/Solid/Jean-Hiraga-Class-A-Amplifier/. Dar nu asta e scopul acestui topic, cel putin nu acum.

 

Poate imi face cineva un pustiu de bine si-mi raspunde in vorbe simple, cat sa inteleaga oricine. Eu ma gandesc ca daca aplic 1kHz sinusiodal (curat, fara armonici), apoi la iesire nu am cum sa am nici pic de armonici, caci amplificatorul amplifica ceea ce ii dai la intrare. Daca scoate armonici, atunci nu mai e amplificator, ci oscilator. Stiu ca multe amplificatoare pot oscila - din diverse motive, dar vorbim de oscilatii in afara spectrului audio (fie armonici pare/impare ale celor 1kHz aplicati).

 

Intrebarile sunt:

1. Prin ce mecanism apar armonici?

2. Cum determini si cum influentezi aportul de armonici pare si impare?

 

Multumiri in avans pentru orice contributie.

Editat Aprilie 8, 2017 de thunderer

[hpavictor]

Și eu sunt curios ... cine și ce o să-ți răspundă .

De fapt trebuie să întelegi mecanismul de formare a THD-ului și descompunerea lui în armonice , acolo e secretul .

Editat Aprilie 8, 2017 de Victor

[hpavictor]

THD ( atenție , nu discutam de cazul particular THD + Noise ) este compus din suma armonicelor analizate prin metoda FFT , adică THD = H2+H3+H4+H5+H6+H7+H8+H9+H10 etc .

Atenție , H2 ( și evident e valabil și pentru celelalte armonice ) este caracterizată prin nivel ( se măsoară în dB ) și fază ( se măsoară în grade ) .

Aici e șmecheria : de faza acestora depinde raportul între armonicele pare și cele impare .

Cum se face să schimbi acel raport ?

Există metoda forței brute , metoda gâdilatului reacțiilor negative locale sau o combinație între cele două ..

[Mircea]

Victor, cum obtin armonici din semnalul aplicat de 1kHz? Ce-mi scapa aici?

[hpavictor]

Nu , sunt armonicele din compunerea THD-ului , nu ale semnalului .

Notiunea de THD reprezintă acele produse nedorite , pe care le regăsim la ieșirea lanțului audio , suprapuse peste semnalul util .

THD-ul se datorează funcționării neliniare a etajelor din amplificator .

[UDAR]

Și mie îmi scapă ceva în legătură cu întrebarea ....

Armonicile , deci distorsiunile , de datorează neliniarității amplificatorului .

Niciun amplificator nu este perfect liniar . Cu alte cuvinte , în relația Uout = A* Uin , A nu este o constantă . Dacă ar fi am obține celebrul ”gain wire” .

Exemplul didactic este al etajului cu tranzistor în conexiune emitor comun unde i_c depinde exponențial de u_be deci amplificarea este o funcție exponențială . Dacă dezvoltăm în serie Fourier exponențiala vom obține structura armonicilor pentru acest etaj . Dar într-un amplificator sunt multe etaje cu caracteristici diferite și atacate cu semnale de faze diferite și gata distorsionate de etajele anterioare . Rezultatul este un spectru larg și oarecum haotic al armonicilor .

Sau nu despre asta întrebai ?

[Barbu Paul]

Victor THD este un raport nu o suma de armonici (nivelele lor in db), radical din suma patratelor arrmonicilor raportata la fundamentala se numeste THD (THDf) , si ne arata gradul de deformare a sermnalului din iesirea amplificatorului.

Semnalul este deformat in general de componentele active.

 

Cu stima

Barbu Paul

[hpavictor]

Corect , eu am incercat să explic folosind termeni intuitivi , mai pe înțelesul tuturor .

Precizarea ta este binevenită​ .

[Mircea]

Aha, semnalul este distorsionat si deci avem armonici - asta are sens si pentru mine. E gresit sa asum un montaj/circuit ideal (multumesc Radu).

 

Alta intrebare: atunci de ce se doreste si o distorsionare cat mai mica, dar si un anume aport de armonici in semnal (pare, sa zicem)? Caci ai nevoie de distorsiuni ca sa creezi armonici.

 

Adica, cum impaci una cu alta? Unde este limita compromisului? Caci se pare ca se doresc distorsiuni.

 

Victor, chestia aia de o ziceai (pe alt topic) cu urechea si capabilitatile ei de 30b imi e greu sa o accept. Asta ca sa nu-mi raspunzi ca oricat de mici sunt distorsiunile, urechea le percepe.

Editat Aprilie 8, 2017 de thunderer

[hpavictor]

Psihoacustica este un domeniu intangibil pentru mine , nu insist să conving pe nimeni că e așa sau nu .

In acel citat ( http://www.elforum.info/topic/120328-studiu-amplificator-audio-de-inalta-performanta/?view=findpost&p=1517884 ) era descris un studiu , ar putea fi un punct de plecare pentru cei curioși , pot lua legătura pe mail cu universitatea respectiva etc .

[sk24bpo]

Cine vrea armonica a-2-a si urmasele sale, debalanseaza puternic diferentialul din etajul de intrare. La amplificatoarele cvasi-complementare treaba asta se face simplu si precis, la simetrice e nitel mai greu.

[hpavictor]

Aia e metoda numită " forță brută " ...

[sk24bpo]

Iar "forta delicata" este... :-)

[hpavictor]

Există metoda forței brute , metoda gâdilatului reacțiilor negative locale sau o combinație între cele două ..

[sk24bpo]

Da, corect, uitasem. Reduci degenerarea emitoarelor diferentialului si iti rezulta armonici pare.