Flint skrev:IngOehman
Den första bilden kanske inte är så mycket att orda om egentligen men berätta ändå så att skillnaden framgår sen hur kretsen med variabel utg.imp fungerar. Förstärkning, utgimpedans osv.
Okej, jag skall försöka. Bilden visar alltså en rätt konventionell förstärkare
(vilken som helst nästan) av icke-inverterande typ.
[Man kan för övrigt tycka att det är lustigt att det inte finns något namn
för att en förstärkare är absolutfastrogen (fast det var ju ett namn i och
för sig) och att man därför kallar ingångarna på en OP-amp för den inver-
terande ingången (-) och den icke-inverterande ingången (+) 
:] En sådan fungerar lite förenklat på så vis att den där triangeln är den
oemotkopplade förstärkare, som har en förstärkning som kan approxi-
meras till oändligheten (gain = Uut /(U+in minus U-in) = oändlig). Denna
förstärkares utspänning spänningsdelar man så ned till en nivå som är lika
mycket lägre som man vill att gain skall vara. Så vill man ha 28,3 gångers
gain, så delar man utspänningen enligt Rtot/Rjord = 28,3 gånger. Om Rut
är 27,3 k och Rjord är 1 kohm så blir Rtot 28,3 kohm.
Skälet till att förstärkningen kommer att bli samma som spänningsneddel-
arens delningstal - är att en given spänning på +in då resulterar i samma
spänning på -in (vilket gör att allting stabiliserar sig, om förstärarens för-
stärkning är oändlig och fasmarginalen (vad det är för något får vi nog ta
en annan gång) räcker) när utgångens spänning är just 28,3 gånger högre.
Detta kallas spänningsåterkoppling.
- - -
I audiosammanhang talas det ibland om "strömåterkoppling", men på ett
helt felaktigt sätt!
Det som i elektroniksammanhang kallas för strömåterkoppling är när man
återför en ström till en virtuell jordpunkt (nolla) som bildas vid operations-
förstärkarens minusingång, till vilken kan även kör en ström från koppling-
ens ingång.
Kopplingen når då balans när båda strömmarna är lika stora, eftersom den
virtuella jordpunkten då blir spänningslös (avsett vilken insignal (så länge
det inte klipper) man har).
Skälet till att det kallas strömåterkoppling är att kopplingen gör att ström-
men in balanserar mot återkopplingsströmmen (som inte behöver ha just
något med utströmmen att göra) men det är ju fortfarande en utspänning
som det "hålls koll på" med återkopplingen, och en så'n strömåterkopplad
operationsförstärkare är alltså återkopplad så den för en låg utimpedans.
- - -
Men - när folk i audiosammanhang (vissa, som hört talas om Stig Carlsson
och Karl-Erik Ståhl kan man tänka sig?) talar om strömåterkoppling så är
det inte att återkoppla med en ström till ingången som det handlar om,
utan då handlar det om att
känna av en specifik ström, utströmmen, t ex
genom att den får I/U-omvandlas över ett motstånd så det skapar en
spänning - som sen återkopplas!
Nämnar detta bara så att ingen skall tro att de kan slänga sig med "ström-
återkoppling" som vore det ett generalrecept för att åstadkomma en låg
utimpedans, när man talar med en elektroniker. Talar man med elektro-
niker om elektronik, så bör man använda korrekt terminologi om man vill
bli förstådd.
Men från Stig Carlssons och senare Karl-Erik Ståhls arbeten har konceptet
med
positiv strömåterkoppling blivit känt även utanför mätinstrumentvärl-
den, och där betyder alltså strömåterkoppling INTE det som det betyder
för en normal elektroniker (alltså att man återkopplar en ström) utan nu
betyder det att man återkopplar en spänning som BEROR av en ström.
En sådan kan användas för att skapa kopplingar man en utimpedans lägre
än 0 ohm, alltså en negativ utimpedans (vilket vi nog får diskutera vad det
är, en annan gång).
- - -
Men - när man spänningsåterkopplar utströmmen (notera terminologin)
negativt, så får man, istället för en impedans som sjunker under 0 ohm, en
som stiger över noll ohm. Hur mycket beror på kvoten mellan spännings-
återkoppling från Uut och från Iut.
I en koppling där förstärkaren har en oändlig gain och endast spännings-
återkoppling av utströmmen används, så blir faktiskt kopplingens utimpe-
dans oändlig. En ren strömkälla (styrbar av musiksignalen) alltså.
Flint skrev:Sen ditt förslag på koppling för variabel utgångsimpedans. Den vill jag att du beskriver mycket ingånde med funktion vad som gör vad och hur man exakt räknar på komponentvärdena du anger för att få de egenskaper vi nämde tidigare i tråden. Vilket "sving" kommer potten att ge.
Att gå igenom den fullständiga ekvationen som beskriver både gain och
utimpedansen för valfritt låga blir nog lite för omfattande för ett forum,
eftersom det finns ofantligt många variabler som är i någon grad påverk-
ande.
Men om man försummar de flesta av dem, framförallt alla de som har liten
inverkan - genom att postulera att förstärkarens rå-gain är stor och att
dess intrinsiska utimpedans är låg, så blir det överskådligare.
Och egentligen kan man reducera alltsammans till två mycket enkla ekva-
tioner då - nämligen den som beskriver gain i de två ytterlägena. Den ena
är oberoende av lasten, medan den andra är i allra högsta grad beroende
av lasten eftersom den ju gör förstärkaren till en med styrd utström, och
gain definieras ju fortfarande som Uut/Uin...
Gain i "spänningsläget" fås av G = (27,3k + 1k)/ 1k = 28,3 gånger.
Gain i "strömläget" ges av G = (4 + 0,15)/ 0,15 = 27,666... gånger.
Men i det fallet så ändrar sig alltså gain med lastimpedansen, och om den
högtalare man ansluter är på 4,095 ohm, så blir det 28,3 gångers gain
också. Tyckte 4,95 var en tillräckligt bra approximation av 4 ohm, och
0,15 ohm är ju dessutom ett fåtagpåbart motståndsvärde.
- - -
Men eftersom jag besparat er alla de ekvationer som behövs för att räkna
ut utimpedansen för olika lägen på poten, och jag inte har något papper i
min närhet att skriva på, så tänkte jag baserat på lite runtbollande av alla
ekvationer i mitt huvud, räkna på några exempel av potentiometerinställ-
ningar.
- - -
I mittlägen på poten, alltså där man spänningsåterkopplar utspänningen i
samma grad som utströmmen, får man en utimpedans om sisådär 4,4
ohm (med reservation för att jag ju inte har skrivit upp den kompletta
ekvationen med alla små ekvationer med, utan bara tänkte hårt och slog
lite vildt på räknaren, så jag kan ha räknat fel).
[Vill man ha ett lägre värde för mittläget så kan man välja en log-pot. Nu
är det ju inte givet hur nära en sant logaritmisk funktion de beskriver (log
av vridningsvinkeln) men det är rätt så vanligt att log-potar i sitt mittläge
har 10% av resistansen åt ena hållet och 90% åt det andra. Är så fallet
och man har 10% vänt åt spänningshållet, så får man en utimpedans i
mittläget om 0,62 ohm. Vänder man poten åt det andra hållet så blir det
38,4 ohm.] Jag tror nog att en linjärpot är bäst, och de sist uträknade värdena gäller
ju även för en linjärpot där man vridit rotorn till 10 resp 90% av rotations-
sträckan.
Utgår man från en linjärpots mittläge och vrider halvvägs i resp riktning så
blir utimpedansen 1,565 ohm respektive 12,9 ohm.
Allt sagt med reservation för felräkningar. Men med poten i 0%, 10 %, 25%,
50%, 75%, 90% och 100%, ger alltså en utimpedans om 0,15 ohm, 0,62
ohm, 1,565 ohm, 4,4 ohm, 12,9 ohm, 38,4 ohm och oändlig utimpedans.
Flint skrev:Kommer kretsen att vara som du tydligt uttryckte det i början "förlustfri" dvs. ge exakt samma uteffekt som utan justeringsmöjligheten för variabel utg.imp och med samma (låga) distortion?
Ja. Praktiskt taget. Förlusterna blir bara de vanliga reglerförlusterna som
drabbar alla linjärförstärkare, men inga ohmska förluster av den gyrerade
utimpedansen (frånsett de förluster som uppstår i 0,15 ohmsmotståndet).
Flint skrev:Jag vill också att du översätter texten som står under förmodligen ordet "Anteckningar:" för den kan jag inte tyda. Det kanske står något väsentligt där som jag annars missar.
The floor is yours!
Det skulle jag gärna göra om den var med på din bild. Du har originalet och
jag har ingen kopia. Jag skulle förstås kunna översätta alla de mittdelar av
raderna som är med på din bild, men det blir ju inga kompletta meningar.
Kanske skulle jag även kunna gissa vad jag skrivit, men det vore bättre
om jag fick en bild som inte är så underligt klippt att utgå ifrån, så vet jag
ju att jag kan läsa exakt vad jag skrev.
Flint skrev:
Eller vad tusan, jag kan nog gissa vad som står utanför bilden också...
-Om det finns ett problem med brus eller att potentiemetern lastas
ned i mittposition p.g.a att minusingången inte är tillräckligt hög-
ohmig, så kan man byte 27,3 k & 1 k till 2,73 k resp 100 ohm och där
med kunna använda en lågohmigare pot.
Men varför tog du en bild som inte visade hela texten?
Vh, iö
- - - - -
Edit: lagt till den saknade "75%".
Fd psykoakustikforskare & ordf LTS. Nu akustiker m specialiteten
studiokontrollrum, hemmabiosar & musiklyssnrum. Även Ch. R&D
åt Carlsson och Guru, konsult åt andra + hobbyhögtalartillv (Ino).
av IngOehman » 2011-09-30 21:42 
