... la THD permette di prevedere la IMD? (amplificatori)

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Interference
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... la THD permette di prevedere la IMD? (amplificatori)

#1 Messaggio da Interference »

Seguendo questa nota di Hypex: https://www.hypex.nl/media/0f/23/e4/164 ... ewrate.pdf

La funzione di trasferimento di un sistema (in generale non lineare) si può scrivere come espansione polinomiale:

V_out = A V_in + B (V_in)^2 + C (V_in)^3 + ...

Dovrebbe essere facile dimostrare che la misura della risposta del sistema a uno stimolo sinusoidale, che comprenda ampiezza e fase delle componenti di distorsione, permette di ricostruire tutti i coefficienti A, B, C... (dove a partire da B abbiamo i contributi alla distorsione).

Ne consegue che una misura di IMD non è più caratterizzante, per sé, delle misure di THD (in principio).

Tuttavia... il potenziale di una misura di THD è limitato dalla banda dell'analizzatore.

Il vantaggio dei test di IMD è che gli effetti della THD ad alta frequenza vengono riflessi a frequenze più basse (entro la banda audio, o comunque entro la banda dell'analizzatore).

Le componenti di distorsione che appaiono con un test a 18.5kHz + 19.5kHz sono equivalenti alle armoniche di un tono a 19 kHz, considerata l'attenuazione dell'anello.

La nota segue con altre considerazioni, anche in merito allo slew rate.

Per ora mi fermo all'estratto che segue, che non mi è del tutto chiaro:
In a nonlinearity with memory (e.g. a feedback system) the picture is less obvious, though no less
consistent. The distortion components that appear in a 18.5k+19.5k test correspond with the har-
monics of a 19kHz tone with the same peak amplitude, but with the loop attenuation superimposed.
This is why an amplifier with significant second order distortion might still look surprisingly good in
a CCIF test. Since the loop gain is usually rather high at 1kHz, the second order mix product gets
attenuated rather well. This is one case where certain distortion components fly under the radar when
tested using an IMD test while another test method (here a simple THD measurement) makes it all
too obvious.
traduzione:
In una non linearità con memoria (ad esempio un sistema con feedback) il quadro è meno ovvio, anche se non meno coerente. I componenti di distorsione che compaiono in un test 18,5k+19,5k corrispondono alle armoniche di un tono a 19kHz con la stessa ampiezza di picco, ma con l'attenuazione del loop sovrapposta. Ecco perché un amplificatore con significativa distorsione di secondo ordine potrebbe comunque apparire sorprendentemente buono in un test CCIF. Poiché il guadagno del loop è solitamente piuttosto elevato a 1kHz, il prodotto di mix di secondo ordine viene attenuato piuttosto bene. Questo è un caso in cui alcuni componenti di distorsione passano inosservati quando vengono testati utilizzando un test IMD, mentre un altro metodo di test (qui una semplice misurazione THD) lo rende fin troppo ovvio.

Nota 1: IMD o IMD-ITU-R (CCIR) dove CCIF = International Telephonic ConsultativeCommittee. Misura di intemodulazione (IMD Inter Modulation Distortion) definita in Germania nel 1929 ma considerata standard nel 1937. Lo stimolo è costituito da due sinusoidi di uguale ampiezza e frequenza spaziata di 1000 Hz (come 18,5k+19,5k). Ancora in uso anche se superata dalle misure con stimoli multitono.

Nota 2: THD Distorsione Armonica Totale. Ottenuta usando una sinusoide come stimoli. In uscita lo stimolo viene soppresso con un filtro elimina banda e rinane solo la distorsione che viene misurata con un voltmetro RMS ed epressa in ampiezza come percentuale dell'ampiezza dello stimolo. Non distingue l'ordine e l'ampiezza delle armoniche.
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Re: ... la THD permette di prevedere la IMD? (amplificatori)

#2 Messaggio da MarioBon »

Volterra ha studiato uno sviluppo per approssimare la risposta di un sistema non lineare:
https://it.wikipedia.org/wiki/Serie_di_Volterra

Lo sviluppo proposto:
V_out = A V_in + B (V_in)^2 + C (V_in)^3 + ...
ricorda la soluzione della equazione di Duffin
https://en.wikipedia.org/wiki/Duffing_equation
derivata anche da Laundau in "Meccanica" https://editoririuniti.it/products/fisi ... s7YyiCj5Q0

Ci sono molti articoli che parlano della possibilità di simulare qualsiasi tipo di distorsione usando lo sviluppo di Volterra. Il problema è calcolare i coefficienti ma soprattutto quanti coefficenti calcolare.
A fronte della difficoltà e del tempo di calcolo, per un amplificatore, il Null Test consente la misura diretta della distorsione (di quasiasi tipo) con qualsiasi stimolo compresi i segnali musicali.
(Bill Waslo, "Detecting Changes in Audio Signals by Digital Differencing" 125th AES Convention, October 3, 2008) https://www.researchgate.net/publicatio ... fferencing

Per quanto riguarda la previsione della distorsione di intermodulazione, nota la distorsione armonica, l'agomento è stato affrontato da W.J. Warren e W.R. Hewlett: “An Analysis of the Intermodulation Method of Distortion Measurements“, IRE vol. 36 gennaio-giugno 1948 (citato da B. M. Oliver e J.M Cage in “Electronic Measurements and Instrumentation” ISBN 0-07-085544-7 Hewlett-Packard Laboratoris del 1972)

"Se un dispositivo produce solo distorsione armonica di secondo e terzo ordine (con ordini superiori nulli ovvero inferiori a 0.1% ndr) la distorsione di intermodulazione è moderata"
e, aggiungo, il tasso di distorsione è proporzionale all'ampiezza dello stimolo.

https://www.google.com/url?sa=t&source= ... bP0ClkYvIV

Philips in una vecchia pubblicazione ELCOMA ha calcolato la disorsione causata dalla non linearità della induttanza e del flusso della bobina mobile di un altoparlante applicando il metodo variazionale. Mi dispiace di non avere sotto mano il testo.
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Re: ... la THD permette di prevedere la IMD? (amplificatori)

#3 Messaggio da MarioBon »

Confronto tra un amplificatore Hypex e un amplificatore analogico ben fatto

Un amlificatore analogico serio deve avere la banda passante ad anello aperto pari alla banda del segnale da riprodurre. In tal caso, ad anello chiuso, il tasso di distorsione non dipende dalla frequenza perchè il margine di guadagno è costante e la distorsione viene ridotta allo stesso modo a tutte le frequenze.

Lo slew rate dell'amplificatore Hypex è limitato dal filtro in uscita. Come sia limitato ha poca importanza, è limitato. Tale filtro, nell'amplificatore analogico, non c'è ma lo possiamo mettere in ingresso in modo da limitare, con la banda passante, il tempo di salita dello stimolo. A questo punto, se il filtro in ingresso limita la banda passante dello stimolo anche solo un pelo in più della banda passante ad anello aperto dell'amplificatore, non ci può essere distorsione per limitazione da slew rate.

Quindi se un amplificatore analogico è fatto come si deve usando le accortezze che devono essere usate (tra le quali la limitazione della banda passante in ingresso e magari un alimentazione regolata) si ottengono prestazioni allo stato dell'arte almeno quanto avviene con gli amplificatori Hypex (forse anche qualche cosina in più).

Consiglio di rivedere la prova di Audio Review dell'amplificatore Unison Unico 100 e 200 che, visto che funzionavano più che bene, non sono più prodotti.
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