Архив Форума Hi-Fi.ru
По 23-5-2020
Портал Hi-Fi.ru более не предоставляет возможностей и сервисов по общению пользователей


Страницы: 1 2 3 4 След.

Влияние фазы в цепи ООС

 
 
Поскольку недавно была серьезная полемика на эту тему, то я воспользовался численными методами для исследования сего фактора. В качестве нелинейного элемента использовался прямосмещенный диод в режиме, когда Кг=1%. Это похоже на биполярный транзистор. Напряжение на диод 20мВ амплитудное. Три схемы.
1. Линейный ОУ.
2. ОУ с частотой среза 160Гц. RC до нелинейного элемента
3. ОУ с частотой среза 160Гц. RC после нелинейного элемента

Измерения делались без ООС, 14дБ ООС и 34дБ ООС. На выходе всегда поддерживалось постоянное напряжение.
Результат представлен в виде эффективности подавления гармоник (дБ)
1 схема
№14  34
2 17  34
3 13  28
4 4    16
5 -8   3
6 2    9
7 1    6

2 Схема
№14  34
2 9    28
3 1    18
4 -11 4
5 -24 -12
6 -14 -4
7 -1   5

3 Схема
№14  34
2 9    28
3 1    18
4 -11 4
5 -24 -12
6 -5   4
7 14  21

ИТОГО. При наличии фазового сдвига в цепи ООС, даже при сохранении глубины ООС подавление гармоник снижается. При чем заметно. Провал по 7-й гармонике в третьей схеме локальный.

С уважением,
Мусатов Константин

 
 
Костя Мусатов.

ИТОГО. При наличии фазового сдвига в цепи ООС, даже при сохранении глубины ООС подавление гармоник снижается. При чем заметно. Провал по 7-й гармонике в третьей схеме локальный.

Ну, вообще еще довольно странный излом на 5-ой гармонике.

А какова частота основной гармоники? Уж не 200 ли Герц?

И еще вопрос - как то учитывалось то, что в схеме с RC-цепями падает усиление выше частоты среза? Т.е. глубина ООС 34дБ имеется в виду по постоянному току?

Если да, то это все объясняет, никакая фаза не влияет.
 
 
Частота измерения (моделирования) 1кГц. Усиление и глубина ООС указаны именно на этой частоте. Т.е. при внесении первого полюся на 160Гц усиление поднималось где-то в 6.3 раза. Вообще с численными методами получение хороших результатов по старшим гармоникам, от 7-й, требует дополнительных усилий. Есть методическая погрешность связанная с дискретностью моделирования и ограничением разрядности счета. Меня устраивает и такая точность.  
 
 
Частота измерения (моделирования) 1кГц. Усиление и глубина ООС указаны именно на этой частоте. Т.е. при внесении первого полюся на 160Гц усиление поднималось где-то в 6.3 раза.

Хе-хе. Вот и ответ! Усиление то поднималось на частоте основной гармоники - 1кГц. Дальнейший завал этим не компенсируется. Соответственно, у варианта 2 и 3 (с ЭрЦе звеном) на 2-ой гармонике будет глубина ООС на 6дБ меньше, чем на 1кГц, на 4-ой на 12дБ и т.д. Теперь вычтите из колонки ООС-34 первой схемы соответствующую колонку второй. Получаем:
2кГц - 6дБ
3кГц - 10дБ
4кГц - 12дБ

Улавливаете, к чему это? А это к тому, что никакая фаза не влияет. Влияет только АЧХ.
 
 
Если рассматривать сигнал с точки зрения самой гармоники то абслютно с тобой согласен. Эта гармоника является помехой (основного тона могло бы и не быть) и на коэффициент подавления помехи конечно влияет запас по усилению (облать вблизи нулевого запаса не рассматриваем).

А теперь если рассматривать со стороны полезного сигнала и нелинейности его передаточной функции. Т.е. не использовать спектральный анализ и заранее не раскладывать эту нелинейность в ряд. Тогда мы имеем снижение подавления нелинейности.
Это эквивалентный счет поскольку набег фазы однозначно связан с частотной характеристикой, у нас фильтр первого порядка.

Главное то, что подавление гармоник на частотах выше первого полюса меньше, чем запас усиления на этой же частоте.
 
 

Цитата
Если рассматривать сигнал с точки зрения

Разве степень подавления гармоник может зависеть от точки зрения?
:)
 
 
Конечно может. Ведь гармоники - это результат разложения Фурье от нелинейных искажений. Забываем про Фурье и получаем совсем другую точку зрения. Между прочим гармонический анализ не полон при анализе искажений. Нелинейность усилителя модулируется его внутренними процессами, например нестабильностью питания, и появляются интермодуляционные составляющие. А если нелинейность имеет шумовой характер, то получим модуляционные шумы.
Фурье - это способ ортогонального разложения сигнала. Можно применить и другие ортогональные разложения, правда не знаю какие могут подойти к нашему случаю. Но и без разложения можно измерять искажения в самых общих смыслах.
 
 
Существует стандартная методика измерения КНИ (Фурье). "В самых общих смыслах" может быть что угодно, но это никак не может быть применено, так как не имеет общепринятого стандарта использования
 
 
Костя Мусатов.

Главное то, что подавление гармоник на частотах выше первого полюса меньше, чем запас усиления на этой же частоте.

А вот тут не согласен. У вас же цифры обозначают, как я понимаю, то, на сколько дБ подавлена гармоника.
На схеме 1 глубина ООС постоянная - 34дБ, на схеме 2 на 4-ой гармонике на 12дБ меньше (т.к. нормирование идет под 1-ю гармонику).
4-я гармоника на 1-ой схеме подавлена на 16дБ, 4-я гармоника на 2-ой схеме подавлена на 4дБ. Разница - 12дБ, строго равна разнице в запасе усиления на данной частоте. Так что для оценки эффективности подавления гармоник с помощью ООС достаточно расчета разности усиления по АЧХ без ООС и с ООС.
Ну признайте же, до 6-ой грамоники включительно все сходится тютелька в тютельку - на сколько уменьшилась глубина ООС на данной частоте, на столько же возрасли искажения на этой же частоте.
 
 
Так я это подтветрдил еще в п.5 первое предложение. Это точно так. А вот с выделенным предложением ты зря не соглашаешься. Забудь про номера гармоник. Если ты берешь параметры усилителя, то там есть только общий Кг на частоте. Надеюсь сейчас согласишся. Мой случай первый полюс на 160Гц. На частоте 20Гц запас усиления 36дБ и на ближайшие гармоники столько же. Гармоники давятся на 36дБ. Берем 1кГц. Запас усиления 20дБ. Гармоники давятся не на 20дБ, а меньше, конечно поскольку на них меньше запас. Но с точки зрения ТТХ усилителя, где ни один производитель не пишет спектральный стостав, а абсолютное значение THD+Noise, получается именно так, что подавление меньше.

2 Сергей. Как раз методика измерения КНИ по Фурье принята только в технических кругах, а у производителей принято THD+Nose, который измеряется среднеквадратичным милливольтметром при подавленном основном тоне.
Страницы: 1 2 3 4 След.
Архив Форума Hi-Fi.ru
По 23-5-2020
Портал Hi-Fi.ru более не предоставляет возможностей и сервисов по общению пользователей

1997—2026 © Hi-Fi.ru (Лицензионное соглашение)