Korekční zesilovač

[Dolpi]

Když uvedu příklad, kdy u RC členu bude fd 500Hz a u CR členu třeba 1000Hz, jak tyto údaje mám dosadit do vzorce? Řeší se to spočtením průměru obou frekvenčních filtrů nebo je zapotřebí přidat další vazební kondenzátor?

[PavelFF]

[PavelFF]

[Hill]

Souhlasím, Pavle, ke změně tvaru průběhu dochází, také souhlasím s tím, že jde o zkreslení žádané. A dále bych to neřešil.

Dolpi ale nemá jasno ani v názvosloví, natož v tom, jak to funguje.
Aby nedošlo ke zmatení pojmů: RC člen a CR člen je vždycky RC člen. Ten může být zapojený jako horní propust nebo dolní propust.
Jedním z jeho základních parametrů je časová konstata τ (malé řecké písmeno tau).
τ = R*C. [s; Ω, F] a je převrácenou hodnotou kruhové frekvence ω [rad/s]
Čili kritická frekvence RC článku je f = 1/(2*π*τ). A nezáleží na tom, jestli jde o sériovou nebo paralelní kombinaci RC,
Na této frekvenci je absolutní hodnota reaktance koncenzátoru C právě rovná odporu R.
Jsou-li R a C zapojené v sérii, protéká jimi týž proud. Ovšem na této frekvenci je absolutní hodnota kapacitní reaktance rovná hodnotě odporu a vektory úbytků napětí na nich svírají navzájem úhel 90°, napětí na nich jsou tedy proti proudu posunuté fázově o 45° (na kondenzátoru se vektor zpožďuje, na odporu se předbíhá) a pba úbytky napětí jsou stejně velké (vektorový diagram je pravoúhlý rovnoramenný trojúhelník).
Z Pythagorovy věty pro pravoúhlý trojúhelník, jehož odvědny reprezentují napětí na odporu a kondenzátoru, zatímco přepona symbolizuje napětí na celém sériovém RC členu, vyplývá, že v případě rovnoramenného pravoúhlého trojúhelníka je tomto kmitočtu velikost napětí na odporu i kondenzátoru stejná (odvěsny) a rovná Ui*√2 = 0,707 Ui, kde Ui je napětí přivedené na sériový RC obvod (přepona).
O tom, jestli se obvod bude chovat jako dolní nebo horní propust, rozhoduje, které z těch napětí se použije dál.
Jejich velikost se se změnou kmitočtu totiž mění.
Obdobně totéž platí o paralelním RC obvodu, zde se vzájemně mění s kmitočtem velikosti proudů odporem a kondenzátorem.

To bylo pro obecnou představu. Ovšem pořád je řeč o jediném odporu a jediném kondenzátoru.

V proměnných korekcích jsou ty vztahy pochopitelně složutější, protože nějaký ten odpor je v sérii s kondenzátorem, a k tomu celému je paralelně zase připojený obvod složený z odporů a dalších kondenzátorů. Tedy jde o obvod, kde se jeden kondenzátor uplatňuje jak v sérii s jedním odporem, tak oaralelně v odporem jiným.
Výsledkem je to, že každá z větví korektoru má dva mezní kmitočty: dolní, na němž je reaktance kondenzátoru dostatečně malá, aby se v obvodu uplatnila proti připojeným odporům a směrem k vyšším kmitočtům se její vliv zvětšuje, , a horní, na němž už je reaktance kondenzátoru tak malá, že se ve srovnání s odpory se přestane uplatňovat.
Ty odpory se s polohou potenciometrů mění, tedy se posouvají i mezní frekvence. A, aby toho nebylo dost, kondenzátory ve výškové i hloubkové větci korektoru způsobují nějaké fázové posuvy signálových proudů a napětí a obě větce se více nebo méně navzájem ovlivňují.
Ve vyváženém stavu (střední poloha potenciometrů) je to jedno, protože přímá větev má stejná vliv, jako větev zpětnovazební, tedy kmitočtový průběh je vyrovnaný.
S otáčením potenciometrů do jedné z krajních poloh převáží signál buď přímý, pak korektor příslušný konec pásma zdůrazní) nebo bude silnější signál zpětnovazební, pak korektor příslušný konec pásma potlačí.
Výpočet zpětnovazebního proměnného korektoru je poměrně složitý, navíc se zde musí pořítat s fázovými posuvy, tedy s komplexními čísly.
Nevím, kdy se prvky a průběhy korekcí naposledy počítaly ručně, jak jsem psal, výpočet je dost zdlouhavý a vzorce ti nikdo nevloží, ostatně tady by to šlo jen jako obrázky...
Naštěstí mezi našimi maturitními otázkami před 50 lety byla jen pasivní proměnná tónová clona... To už odvození vzorců pro ekvivalntní obvody RC a RL nebo Fourierova analýza obecného průběhu byly jednodušší, a ani ty bych dnes nechtěl znovu počítat. Baxandallův nebo Williamsonův korektor bych počítal dodnes.
Tehdy se zvolily hodnoty potenciometrů (pro hloubky i sériových odporů) pro jednu krajní polohu každého z potenciometrů se zvolil nejnižší kmitočet a maximální zdvih (nebo útlum) a z toho vyšla kapacita kondenzátoru.
Postavilo se to, změřilo se to, poslechlo se, jak to hraje, a případně se hodnoty kondenzátorů upravily tak, aby "to hrálo dobře".
Dnes máš k dispozici různé simulační programy, do nichž nasázíš schéma, zvolíš hodnoty součástek podle nějakého už někdy vyráběného zapojení, necháš si vykreslit charakteristiky a upravíš hodnoty, aby se to chovalo, jak potřebuješ.

[Hill]

Souhlasím, Pavle, ke změně tvaru průběhu dochází, také souhlasím s tím, že jde o zkreslení žádané. A dále bych to neřešil.

Dolpi ale nemá jasno ani v názvosloví, natož v tom, jak to funguje.
Aby nedošlo ke zmatení pojmů: RC člen a CR člen je vždycky RC člen. Ten může být zapojený jako horní propust nebo dolní propust.
Jedním z jeho základních parametrů je časová konstata τ (malé řecké písmeno tau).
τ = R*C. [s; Ω, F] a je převrácenou hodnotou kruhové frekvence ω [rad/s]
Čili kritická frekvence RC článku je f = 1/(2*π*τ). A nezáleží na tom, jestli jde o sériovou nebo paralelní kombinaci RC,
Na této frekvenci je absolutní hodnota reaktance koncenzátoru C právě rovná odporu R.
Jsou-li R a C zapojené v sérii, protéká jimi týž proud. Ovšem na této frekvenci je absolutní hodnota kapacitní reaktance rovná hodnotě odporu a vektory úbytků napětí na nich svírají navzájem úhel 90°, napětí na nich jsou tedy proti proudu posunuté fázově o 45° (na kondenzátoru se vektor zpožďuje, na odporu se předbíhá) a pba úbytky napětí jsou stejně velké (vektorový diagram je pravoúhlý rovnoramenný trojúhelník).
Z Pythagorovy věty pro pravoúhlý trojúhelník, jehož odvědny reprezentují napětí na odporu a kondenzátoru, zatímco přepona symbolizuje napětí na celém sériovém RC členu, vyplývá, že v případě rovnoramenného pravoúhlého trojúhelníka je tomto kmitočtu velikost napětí na odporu i kondenzátoru stejná (odvěsny) a rovná Ui*√2 = 0,707 Ui, kde Ui je napětí přivedené na sériový RC obvod (přepona).
O tom, jestli se obvod bude chovat jako dolní nebo horní propust, rozhoduje, které z těch napětí se použije dál.
Jejich velikost se se změnou kmitočtu totiž mění.
Obdobně totéž platí o paralelním RC obvodu, zde se vzájemně mění s kmitočtem velikosti proudů odporem a kondenzátorem.

To bylo pro obecnou představu. Ovšem pořád je řeč o jediném odporu a jediném kondenzátoru.

V proměnných korekcích jsou ty vztahy pochopitelně složutější, protože nějaký ten odpor je v sérii s kondenzátorem, a k tomu celému je paralelně zase připojený obvod složený z odporů a dalších kondenzátorů. Tedy jde o obvod, kde se jeden kondenzátor uplatňuje jak v sérii s jedním odporem, tak oaralelně v odporem jiným.
Výsledkem je to, že každá z větví korektoru má dva mezní kmitočty: dolní, na němž je reaktance kondenzátoru dostatečně malá, aby se v obvodu uplatnila proti připojeným odporům a směrem k vyšším kmitočtům se její vliv zvětšuje, , a horní, na němž už je reaktance kondenzátoru tak malá, že se ve srovnání s odpory se přestane uplatňovat.
Ty odpory se s polohou potenciometrů mění, tedy se posouvají i mezní frekvence. A, aby toho nebylo dost, kondenzátory ve výškové i hloubkové větci korektoru způsobují nějaké fázové posuvy signálových proudů a napětí a obě větce se více nebo méně navzájem ovlivňují.
Ve vyváženém stavu (střední poloha potenciometrů) je to jedno, protože přímá větev má stejná vliv, jako větev zpětnovazební, tedy kmitočtový průběh je vyrovnaný.
S otáčením potenciometrů do jedné z krajních poloh převáží signál buď přímý, pak korektor příslušný konec pásma zdůrazní) nebo bude silnější signál zpětnovazební, pak korektor příslušný konec pásma potlačí.
Výpočet zpětnovazebního proměnného korektoru je poměrně složitý, navíc se zde musí pořítat s fázovými posuvy, tedy s komplexními čísly.
Nevím, kdy se prvky a průběhy korekcí naposledy počítaly ručně, jak jsem psal, výpočet je dost zdlouhavý a vzorce ti nikdo nevloží, ostatně tady by to šlo jen jako obrázky...
Naštěstí mezi našimi maturitními otázkami před 50 lety byla jen pasivní proměnná tónová clona... To už odvození vzorců pro ekvivalntní obvody RC a RL nebo Fourierova analýza obecného průběhu byly jednodušší, a ani ty bych dnes nechtěl znovu počítat. Baxandallův nebo Williamsonův korektor bych počítal dodnes.
Tehdy se zvolily hodnoty potenciometrů (pro hloubky i sériových odporů) pro jednu krajní polohu každého z potenciometrů se zvolil nejnižší kmitočet a maximální zdvih (nebo útlum) a z toho vyšla kapacita kondenzátoru.
Postavilo se to, změřilo se to, poslechlo se, jak to hraje, a případně se hodnoty kondenzátorů upravily tak, aby "to hrálo dobře".
Dnes máš k dispozici různé simulační programy, do nichž nasázíš schéma, zvolíš hodnoty součástek podle nějakého už někdy vyráběného zapojení, necháš si vykreslit charakteristiky a upravíš hodnoty, aby se to chovalo, jak potřebuješ.

[sinclair]

Pak to fyzicky postavíš a zjistíš, že to, co vypadalo tak pěkně na průbězích a charakteristikách, ve skutečnosti poslechově hraje úplně naprd..

[Hill]

Díky za doplnění, Leoši. Sice jsem to v závěru minulého traktátu napsal, ale asi ne tak jasně. Potvrzuji, že korektory vzdor pečlivému návrhu jen vyjímečně hrají příjemně a reagují na potenciometry uživatelsky slušně už napoprvé. Častěji se musí hodnoty součástek ještě po poslechu upravovat.
Jestli lze korekce vyřadit, nebo stupeň, který v "nulových" polohách potenciometrů nijak signálu neublíží, pak ať si tam je.

Případně můžeš začít s pasivními korekcemi, obvykle napoprvé i v "divoké" montáži hrají příjemněji, než aktivní korekce s pomalým, nedokompenzovaným, a ještě předimenzovaným zesilovacím prvkem.
Můžeš si stáhnout simulátor pasivních korektorů Tone Stack Calculator od Duncana, je tam několik variant zapojení, jak k hudebním nástrojům, tak vhodných "pro doma", například James, dvojklikem na součástku si můžeš zadat její jinou hodnotu, u potenciometrů i průběh - buď lineární nebo dva typy logaritmických (A odpovídá přibližně naší 50 dB dráze a B pak 60 dB) a "hýbat" si s nimi... podle spočítaného útlumu a maximálního zdůraznění na krajích pásma pak navrhnout předzesilovač a následující stupeň (s ohledem na vyrovnání útlumu korektoru), a máš to. Ta zapojení jsou jednoduchá, takže si je můžeš nadivoko zadrátovat na stole a vyzkoušet, jak to přes ně hraje, když je křivka... atd.

[Hill]

Díky za doplnění, Leoši. Sice jsem to v závěru minulého traktátu napsal, ale asi ne tak jasně. Potvrzuji, že korektory vzdor pečlivému návrhu jen vyjímečně hrají příjemně a reagují na potenciometry uživatelsky slušně už napoprvé. Častěji se musí hodnoty součástek ještě po poslechu upravovat.
Jestli lze korekce vyřadit, nebo stupeň, který v "nulových" polohách potenciometrů nijak signálu neublíží, pak ať si tam je.

Případně můžeš začít s pasivními korekcemi, obvykle napoprvé i v "divoké" montáži hrají příjemněji, než aktivní korekce s pomalým, nedokompenzovaným, a ještě předimenzovaným zesilovacím prvkem.
Můžeš si stáhnout simulátor pasivních korektorů Tone Stack Calculator od Duncana, je tam několik variant zapojení, jak k hudebním nástrojům, tak vhodných "pro doma", například James, dvojklikem na součástku si můžeš zadat její jinou hodnotu, u potenciometrů i průběh - buď lineární nebo dva typy logaritmických (A odpovídá přibližně naší 50 dB dráze a B pak 60 dB) a "hýbat" si s nimi... podle spočítaného útlumu a maximálního zdůraznění na krajích pásma pak navrhnout předzesilovač a následující stupeň (s ohledem na vyrovnání útlumu korektoru), a máš to. Ta zapojení jsou jednoduchá, takže si je můžeš nadivoko zadrátovat na stole a vyzkoušet, jak to přes ně hraje, když je křivka... atd.

[Dolpi]

Mockrát děkuji za podrobné vysvětlení a námět na program. Už ho mám stažený a zkouším si sním hrát. Ty pasivní korekce se mi zdají být do začátku jak dělané. Některé schémata jsou dost jednoduché.

[Hill]

Nezapomeň si všimnout útlumu korekcí uprostřed pásma - ten je třeba vyrovnat dalším zesilovacím stupněm před korekcemi, nebo, jestli to rozkmit signálu nedovolí, část zesílení dát před a část za korekce.

[Hill]

Nezapomeň si všimnout útlumu korekcí uprostřed pásma - ten je třeba vyrovnat dalším zesilovacím stupněm před korekcemi, nebo, jestli to rozkmit signálu nedovolí, část zesílení dát před a část za korekce.