Bode /Nyqvist diagrammi?

  • Keskustelun aloittaja jku
  • Aloituspäivämäärä

jku

Käyttäjä
Liittynyt
14.12.2009
Viestejä
740
Onko kenelläkään ohjelmaa, jolla voisi laskea taajuusvamennukset ja vaiheensiirtokäyrät oheisille yli-alipäästösudattimille.
Olisi mielenkintoista nähdä miten ne menevät, varsinkin noiden vastuksien vaikutukset (onko niillä reaalistista merkitystä).
Samoin mitenkä basso-diskantti-taajuuksien vaihesiirrot muuttuvat. Siis tuleeko niille vaihe-eroa eri taajuuksilla?

Lisäksi olisi mielenkiintoista nähdä samat käyrät kauttimesta päin.
Siis mikä on vahvistimen vaimennuskertoimen vaikutus kaiuttuimen synyttämälle smv:lle?
Onko sillä todella mitään merkitystä, kun tuo suodatin, varsinkin alipäästösuodattimen induktanssi, muodostaa aikamoisen reaktanssin sarjapiiriin.
Joka se voi olle merkittävämpi energiavarasto vahvisimtimen "imettäväksi", kuin kaiutinelementti itsessään??
On vähän teoreettista puuhastelua, mutta saisi hieman suuruusluokasta kiinni.

Suodatin liittyy oheiseen keskusteluun:
https://foorumi.hifiharrastajat.org/showthread.php?62227
 

Liitteet

  • Amphion taajuussuodin (Large).jpg
    Amphion taajuussuodin (Large).jpg
    91,9 KB · Katsottu: 9
K

ksaunisto

Tuota ei ole kovin suurta järkeä laskea ellei elementtien lukumäärä ja mitatut impedanssivasteet ole käytettävissä. Impedanssivasteissa on erittäin paljon heittoja eri tuotteiden välillä, joten kovin pitkälle meneviä johtopäätöksiä ei voi tehdä.

Tässä esim. tuon kytkennän vasteet 2x Peerless 830883 rinnan keksibaffelissa ja Seas 27TBFC/G Monacor WB-300 suuntaimessa.
FR2:ssa on vain yksi Peerlessi, joten tuloskin on radikaalisti erilainen. Voin vaihtaa tuohon mitkä vaan koneelta löytyvän elementin ZR:t, mutta ei paljoa hyödytä.
 

Liitteet

  • Filter-demo_FR.png
    Filter-demo_FR.png
    15,8 KB · Katsottu: 404
  • Filter-demo_PR.png
    Filter-demo_PR.png
    13,5 KB · Katsottu: 404
  • Filter-demo_ZR.png
    Filter-demo_ZR.png
    16,4 KB · Katsottu: 404
  • Filter-demo_FR2.png
    Filter-demo_FR2.png
    15,8 KB · Katsottu: 403

ttr

Käyttäjä
Liittynyt
26.9.2007
Viestejä
282
Kaupunki
Oulu
1. kuva: Vasteet 8R kuormaan. Kuten Kimmo tuossa sanoikin, ajan tuhlausta ilman todellisia impedansseja.

2. kuva: Lähteen R-out vaikutus. En ole varma ilmeneekö tuosta hyödyllistä tietoa.
 

Liitteet

  • amppari2.png
    amppari2.png
    26,4 KB · Katsottu: 20
  • amppari1.png
    amppari1.png
    27,7 KB · Katsottu: 22

jku

Käyttäjä
Liittynyt
14.12.2009
Viestejä
740
Kiitos.
Minun ymmärrykseni mukaan nuo eivät näytä kovin erinomaisilta.
Tietysti kaiuttimien ominaisuudet vaikuttavat, kuten sanoit. En ole mitannut monienkaan kaiuttimien impedanseja, mutta induktanssit ovat kai alle mH tasoissa???
Mutta noihin mitauksiin.
Taajuuskuoppa tuolla korvan herkimmällä alueella: onko se tarkoituksellista?
Sitten tuo vaihesiirto.
Siellähän 1kHz:n paikeilla on n 60 asteen vaihesiirto LF:n ja HF:n välillä. (ttr:n kaaviossa jopa 150 astetta, ei kuitenkaan aivan vastavieheessa!)
Asiaa tuntemattomalle se on iso ero!

Kokeilitko jättää nuo vastukset pois: onko oleellista vaikutusta (oleellin = enenemmän kuin 20dB)?

Entä sitten, jos kaiutin toimiikin virtalähteenä ja vahvistin kuormana jotain 0,1..0,2 ohmia (50/50% resistanssi/ induktanssi).
Mikä on impedanssi?
Nimimerkki: Yksi hullu kysyy enemmän kun kymmenen ...


EDIT:
Kiitos ttr.
Selvennätkö tuota Kuva 2:ta.
Putosin kärryiltä?
 
K

ksaunisto

Tolla suotimella voi saada esim. tällaisia akustisia vasteita kun se laitetaan "sopivaan" kajariin.
 

Liitteet

  • Filter-demo_FR3.png
    Filter-demo_FR3.png
    30,7 KB · Katsottu: 4

ttr

Käyttäjä
Liittynyt
26.9.2007
Viestejä
282
Kaupunki
Oulu
jku sanoi:
EDIT:
Kiitos ttr.
Selvennätkö tuota Kuva 2:ta.
Putosin kärryiltä?

Odotellaan vielä kokeneempia, mutta oman näkemyksen mukaan siinä näkyy:
- Lähteen impedanssin aiheuttama vaimennus (ideaalisessa 8R kuormassa)
- Lähteen impedanssin vaikutus kaiuttimen tuottaman jännitteen vaimennuksessa (?)

EDIT: sarjakelan resistanssi simuissa 0.4R.
 

ttr

Käyttäjä
Liittynyt
26.9.2007
Viestejä
282
Kaupunki
Oulu
Kulutetaampa vielä vähän yhdistyksen kaistaa mutuiluun. 8)

Olisiko tässä parempi simu vahvistimen vaimennuskertoimen vaikutuksesta?
 

Liitteet

  • amppari3.png
    amppari3.png
    36,2 KB · Katsottu: 32

ttr

Käyttäjä
Liittynyt
26.9.2007
Viestejä
282
Kaupunki
Oulu
Sama homma volteissa (huom. virtalähte radikaalisti 0.5A :)).
 

Liitteet

  • amppari4.png
    amppari4.png
    7,1 KB · Katsottu: 20

ttr

Käyttäjä
Liittynyt
26.9.2007
Viestejä
282
Kaupunki
Oulu
Vielä vähän mokien korjaamista ja virtalähteet 10mA. Liekkö tuolla piikillä merkitystä, koska kaiutin "tuottaa" eniten virtaa niillä taajuuksilla joilla syntyy liikettä?
 

Liitteet

  • amppari3b.png
    amppari3b.png
    15,6 KB · Katsottu: 15

jahonen

Käyttäjä
Liittynyt
31.7.2006
Viestejä
269
Kaupunki
Kuopio
Jku:lle vinkki, kannattaa latailla tuo SwitcherCAD (aka LTSpice) Linearin sivuilta. Jos nyt haluaa kaiutinta mallintaa periaatteellisella tasolla, niin vähintä mitä voi siihen mallinnukseen DC-resistanssin lisäksi laittaa, on vastuksen kanssa sarjassa oleva rinnakkais R-L-C joka mallintaa elementin mekaanisen resonanssin. Induktanssi on hankalampi kun se on häviöllinen. Siihenkin on suht hyviä malleja mutta mallin parametrien kaivaminen voi olla aika kiven alla. Le ei juurikin tuon taajuusriippuvuutensa takia oikein kerro mitään ja edustaa vaan yhtä taajuutta.

t. Janne
 

jku

Käyttäjä
Liittynyt
14.12.2009
Viestejä
740
Palasin vasta nyt kotiin ja jatkoin aamupäivällä aloittamaani opiskelua noiden tekemienne demojen kanssa.
Päivä meni putkien parien mittaamisesa/ hakemisessa.
Täytyy tehdä kuuntelukoe kiinalaisella MC 5881A vahvistimella eri putkilla.
Uteliaisuuttani, vaikka olen aika puukorva.

Pari kysymystä:
1.miksi noilla kaiuttimen arvoilla on niin oleellisen suuri merkitys?
- onhan esimerkiski LF-suodattimessa kelan raktanssi 100Hz:lla jo 6 ohmin luokkaa, 1 kHz:lla siis 60 Ohmia!
- sama HF-alueella: 3,3u reaktanssi 1kHz:lla on n.50 ohmia

2. minkäsuuruisia jännitteitä kaiutin antaa?
Oletteko mitanneet?
Kai sen voisi suuruusluokkana saada selville yksinkertaisella mitauksella?
Esimerkiksi kiinnittämällä kaksi identtista kaiutinta vastakkain ja syöttämällä toiseen vahvistimesta eri taajuuksia ja mittaamalla toisen kaiuttimen navoista jännitteen???
Näin löytyisi varmasti kaiuttimen herkin aluekin?

Kuullostaako ufolta??

Ja sitten vielä yksi kysymys: mielipiteenne tuosta vaihesiirrosta??
Kai ne kaksoiskartiokaiuttimet ovat syntyneet jostain tällaiseta ongelmasta(onko se ongelma)?

Edit. Kiitos Jannelle, täytyy latailla ja kokeilla.
 

Analog

Käyttäjä
Liittynyt
1.9.2006
Viestejä
2 331
Kaupunki
Pirkanmaa
Tuo suodin muistuttaa kovasti Argonin suodinta. Diskantillahan on iso suppilo joka nostaa tasoa kiloon kahteen asti hurjasti.
Kun sitten huomioidaan basson voimakkaasti nouse impedanssivaste ja etulevy ollaankin jo aikas suorassa vasteessa.

Vaihesiirto suotimessa itsessään ei kerro lopputuloksesta jos ei elementtien vastetta kotelossa ja elementtien etäisyyseroa ole tiedossa.
Huomaa, että elementtien ja tuon kaltaisen jakarin käytös on minimivaiheista, ne siis oikein tehtynä kompensoi toisensa.

Miksi ihmeessä pitäisi pistää elementtejä vastakkain mittausta varten kun mikrofonitkin on keksitty :-\
 

jku

Käyttäjä
Liittynyt
14.12.2009
Viestejä
740
Miksi ihmeessä pitäisi pistää elementtejä vastakkain mittausta varten kun mikrofonitkin on keksitty Undecided

Minä ajattein tuolla, että saadaan sen mittauskaiuttimen avulla selvilel minkälaisia jänniteitä se kaiutin generoi-.
Siis mitä sen vahvistimen pitäisi "imuroida".
Onko se suurempi esimerkiski, kuin tuon kelan smv.

Pystyyköhän mikrofonilla analysoimaan kaiuttimen generoimia jänniteitä ja mekaanisia resonansseja??
 
K

ksaunisto

jku sanoi:
Pari kysymystä:
1.miksi noilla kaiuttimen arvoilla on niin oleellisen suuri merkitys?
- onhan esimerkiski LF-suodattimessa kelan raktanssi 100Hz:lla jo 6 ohmin luokkaa, 1 kHz:lla siis 60 Ohmia!
- sama HF-alueella: 3,3u reaktanssi 1kHz:lla on n.50 ohmia

2. minkäsuuruisia jännitteitä kaiutin antaa?
Oletteko mitanneet?
Kai sen voisi suuruusluokkana saada selville yksinkertaisella mitauksella?
Esimerkiksi kiinnittämällä kaksi identtista kaiutinta vastakkain ja syöttämällä toiseen vahvistimesta eri taajuuksia ja mittaamalla toisen kaiuttimen navoista jännitteen???
Näin löytyisi varmasti kaiuttimen herkin aluekin?

Kuullostaako ufolta??

1. Sarjareaktanssin suuruus ei vähennä elementin vaikutusta - päivastoin. Olkoon sarja-X vaikka 600 ohmia, kuorman jännite likimain tuplaantuu jos kuorman X tuplaantuu. Tämä näkyy päivänselvästi liittämissäni vastesimulaatioissa; rinnankytketyillä basareilla taso laskee 6 dB korkeilla, mutta matalilla jänö on sama kuin yhdellä.

2. Voltteja sieltä tulee jos kartiota naputtelee sormella ja jänön mittaa vaikka yleismittarilla. Takaisinsyöttöä voisi mitata on-line esim. sarjavastuksen avulla. Purskesignaalilla vastuksen päällä näkyisi elementin liike-energian jätöksiä (vrt. syöttöön). Liikkeen ja äänenpaineen poikkeama syötöstä on vielä eri juttu, joka näkyy mikillä tms.

Vaimennuskyvyn säilymistä voidaan suotimen suunnittelussa painottaa, mutta aktiivi on ainoa, joka pelaa tuossa mielessä varmasti.
 

jku

Käyttäjä
Liittynyt
14.12.2009
Viestejä
740
Voisitko vääntää rautalangasta?
Kerro mitä nuo schemojen yhteydessä olevat graafit esittävät?
Pääsisin sitten näissä opinnoissani eteenpäin.
:)
 
K

ksaunisto

jku sanoi:
Kerro mitä nuo schemojen yhteydessä olevat graafit esittävät?

ttr selittänee simulaationsa tarkemmin. Olen tehnyt vastaavat simut impedanssivasteena elementistä vahvistimen suuntaan, niin että vahvistin on esim. 0.1 ohm vastus. ttr:n simuissa on sama ajatus, mutta niissä käytetään virtalähteitä ja mittaukseen jännitemittaria.
 
K

ksaunisto

Elementtien näkemät impedanssit jos vahvistin on 0.1 ohm ja RL=0.4 ohm.
 

Liitteet

  • Filter-demo_Zf_W.png
    Filter-demo_Zf_W.png
    30,1 KB · Katsottu: 0
  • Filter-demo_Zf_T.png
    Filter-demo_Zf_T.png
    29,4 KB · Katsottu: 0

janter

Käyttäjä
Liittynyt
1.2.2009
Viestejä
15
Pyöritelläänpä sitten ajan kuluksi siirtofunktiot state-space metodilla niin ei tartte pelkkiä hihoja ravistella. ;)

LF-osastolle:

L = kuvan induktanssi, C = kuvan kapasitanssi, R = kuvan resistanssi, rL = induktanssin sarjaresistanssi, rC = kapsun sarjaresistanssi.

uL = uin - uC - (rL + rC + R)iL + (rC + R)io
iC = iL - io
uo = uC + (rc + R)iL - (rc + R)io
iin = iL

diL/dt = 1/L*uin -1/L*uC - (rL + rC + R)/L*iL + (rC + R)/L*io
diC/dt = 1/C*iL - 1/C*io
uo = uC + (rc + R)iL - (rc + R)io
iin = iL

Tilamuuttujavektori x(t)=[iL uC]^T
Input vektori u(t)=[uin io]^T
Output vektori y(t)=[iin uo]^T

Peruskaavat:

dx(t)/dt = A*x(t) B*u(t)
y(t) = C*x(t) + D*u(t)

Saadaan matriisit

A = [-(rL+(rC+R))/L -1/L
1/C 0]
B = [1/L (rC+R)/L
0 -1/C]
C = [1 0
(rC+R) 1]
D = [0 0
0 -(rC+R)]

Lisäksi tarvitaan

I = [1 0
0 1]

Siirtofunktiomatriisi G = C(sI-A)^(-1)*B+D (s on Laplace-muuttuja).

Huomataan että saadaan 2x2 siirtofunktiomatriisi, jonka siirtofunktiot:

G(1,1) = Yin = (s/L)/(s^2+s(rL+rC+R)/L+1/(LC)) input admittanssi (iin/uin)
G(1,2) = Toi = ((1+s(rC+R)C)/(LC))(s^2+s*(rL+rC+R)/L+1/(LC)) output-to-input (iin/io)
G(2,1) = Gio = ((1+s(rC+R)C)/(LC))/(s^2+s*(rL+rC+R)/L+1/(LC)) input-to-output (uo/uin)
G(2,2) = -Zo = - ((rL(1+sL/rL)(1+s(rC+R)C))/(LC))/(s^2+s*(rL+rC+R)/L+1/(LC)) output impedanssi (uo/io)

Kuorman (kaiutin) impedanssin (ZL) vaikutuksen voi laskea, laitan vain kaavat:

Yin_L = Yin+GioToi/(ZL+Zo)
Toi_L = ZLToi/(ZL+Zo)
Gio_L = Gio/(1+Zo/ZL)
-Zo_L = -Zo/(1+Zo/ZL)

Tästäpä nähdään myös koska kahden laitteen yhteenkytkentä on epästabiili (Zo/Zin=-1).

Myös vahvistimen (lähteen) vaikutuksen voi laskea, mutta etsiköön jostain lähdemateriaalia kuka kiinnostui. Alan perussettiä, koulussa opettivat. En vastaa mahdollisista virheistä kaavoissa. :p

Siinäpä yhtälöt joista bodeja ja nyquisteja voi alkaa piirtelemään.


Edit: perässä tekemällä voi sitten tehdä saman diskanttiosastolle, itte tein tolle bassolle ku se oli yksinkertasempi homma. :p

Edit: pieni korjaus.
 

ttr

Käyttäjä
Liittynyt
26.9.2007
Viestejä
282
Kaupunki
Oulu
jku sanoi:
Kerro mitä nuo schemojen yhteydessä olevat graafit esittävät?
Kaiuttimen tuottaman virran aiheuttama jännite vahvistimen lähdössä. Josta voidaan kuvitella miten hyvät mahkut vahvistimella on pitää elementtiä kontrollissa?

Tää on mullekin learn as you go tyypinen flow. :)

Edit: Mittauspiste simuissa R7, R8, ja R9. Parempi on kaiuttimen kohdalta, kuten Kimmo on tehnyt.

Alhainen impedanssi kaiutinelementiltä (generaattorilta) katsottuna -> suurempi tuotettu virta -> suurempi jarrutusvoima -> PRaT
 

Analog

Käyttäjä
Liittynyt
1.9.2006
Viestejä
2 331
Kaupunki
Pirkanmaa
jku sanoi:
Minä ajattein tuolla, että saadaan sen mittauskaiuttimen avulla selvilel minkälaisia jänniteitä se kaiutin generoi-.
Siis mitä sen vahvistimen pitäisi "imuroida".
Onko se suurempi esimerkiski, kuin tuon kelan smv.

Pystyyköhän mikrofonilla analysoimaan kaiuttimen generoimia jänniteitä ja mekaanisia resonansseja??

Mekaaniset resonanssit saa mikin avulla selville ja taajuusvasteen virittelyn kannalta elementin sijaiskytkentä antaa täysin riittävän tarkkuuden yhdessä elementtikohtaisten kotelossa mitattujen vasteiden kanssa. Loppupeleissä balanssi hienosäädetään kuitenkin kuuntelemalla.

Taksin päin tuleva teho ja sen käytös ei selviä mittaamalla kaiuttimen tuottamaa jännitettä elementin toimiessa mikkinä.
Hyvin suunnitellun vahvistimen kannalta taksin tulevalla teholla ei muutenkaan ole merkitystä. Tietty kun haetaan sitä viimeistä silausta niin tämäkin asia nousee esiin ja silloin tullaan myös jakosuotimen vaikutukseen. Mitä enemmän resonanssipiireja sen hankalampi on tilanne vahvaimen kannalta. Nyt kuitenkin puhutaan ilmiöstä jonka kuuluvuus vaatii elemenenteiltä ja koko laitteistolta poikkeuksellista laatua. Lisäksi se peittyy kaikenlaisten muiden ilmiöiden alle. Asiaa on kuitenkin maailmalla tutkittu. Tulokset vain on osittain kiistan alaisia.
Tällä asialla ei kannata päätänsä vaivata jos ei ole jo tuottanut muuten täydellista kaiutinta ja vahvistinta.
 
Ylös