Vad är 'dämpfaktor' för något?

av **Vee-Eight** » 2004-03-13 00:10

Hej!

På irc-kanalen så uppstod ett ruskigt liv då jag med ett litet finger undrade vad dämpfaktor var för ngt. Många bud kom fram vad detta är för ngt. Jag har i vanlig ordning dålig koll och går nu till forumets samlade kompetens. Så:

Vad är dämpfaktor för ngt?

Vad gör hög/låg faktor för systemet?

Finns det specialfall?

Seså, diskutera på!

av **norman** » 2004-03-13 00:21

Det är väl bara ett dumt sätt att ange utimpedansen på..?...

om en förstärkare har en utimpedans på 0.1 ohm och driver en last på 8 ohm får den i detta fall en dämpfaktor på 80.

Om jag inte har missuppfattat allt...

Tillägg: Utimpedansen kan vara frekvensberoende.

av **Naqref** » 2004-03-13 13:24

Helt rätt! Ett sätt att ange utimpedansen som man relaterar till den vanligaste nominella inpedansen - 8 ohm. Men man kan naturligtvis använda andra impedansen om man vill för att räkna ut dämpfaktorn. Men då är det nog lämpligt att man anger vilken impedans man använder och då kan man lika gärna ange utimpedansen istället!

Formeln är (håll för ögonen Mats! :wink:

):

Dämpfaktor = Referensimpedansen / Utimpedansen

Referensimpedansen är då som sagt vanligen 8 ohm.

Dämpfaktorn beror mycket på hur stor återkopplingen är (ju högre återkoppling destu högre dämpfaktor) och återkopplingsfaktorn faller normalt vid högre frekvenser för normalare förstärkare uppåt några kHz. Då faller även dämpfaktorn.

Hur dämpfaktorn påverkar ljudet beror på...

En skillnad på 100 och 1000 lär inte höras så mycket om den högre dämpfaktorn inte ställer till någonting i själva förstärkaren...
Blir dämpfaktorn mycket låg däremot - kanske under 20 - så kommer det påverka frekvensgången både p g a att impedansen hos högtalarna inte är linjära och de frekvensområden med högre impedans (vanligen i delningsfilterområdena och över 10kHz) och dels p g a att kraftfaktorn blir lägre vilket ger en lägre elektrisk dämpfaktor vilket kan ge en svampigare (volumiösare bas).

av **NNord** » 2004-03-13 14:06

svampig bas?
DET vill vi inte ha. FY !

Nagref, du berätta om nått jag undrade lite över. Jag frågade vad
som skulle hända om jag skulle koppla 8st stora 15" element
till en stereokanal. Du sa det berodde på hur man kopplade..

Låt säga elementet är 4 ohm :wink:

Vad händer med dämpfaktorn.. ÄR det viktigt att leta efter slutsteg
som har högre faktor än 200 ?

Sen antar jag det spelar roll vad för impedanskurva högtalarna har,
samt hur lågt de dippar ohmmässigt..

av **Svante** » 2004-03-14 22:53

Mja, jag har aldrig gillat att uttrycka utresistansen hos en förstärkare som dämpfaktor. Visst, det är väldefinierat och så, men uj så missvisande. Det är ju lätt att tro att 1000 är mycket bättre än 100 men så är det ju inte (som nagref sa). Om man i stället säger att förstärkaren har 0.008 eller 0.08 ohms utresistans så förstår man direkt att det inte spelar någon roll. En temperaturhöjning på talspolen på 3 resp 0,3 grader celcius har lika stor inverkan. Med tanke på att en talspole tål kanske 100 graders höjning, vilket också inträffar nära maxeffekt, förstår man att det där med ultralåga serieresistanser (=höga dämpfaktorer) är rätt fånigt.
Det kan tom vara så att man som konstruktör *vill ha* lite serieresistans för att höja Qts en gnutta.

Tycker jag...

av **dawen** » 2004-03-14 23:15

Men, där man är tvungen att använda sig av långt högtalarkablage är väl en hög dämpfaktor relativt viktigt?

T.ex. centerkluster i kyrkor, PA-anläggningar och liknande.

av **Svante** » 2004-03-15 00:06

dawen skrev:Men, där man är tvungen att använda sig av långt högtalarkablage är väl en hög dämpfaktor relativt viktigt?

T.ex. centerkluster i kyrkor, PA-anläggningar och liknande.

Då är det *ännu* mindre viktigt! Om kabeln har en hel ohms resistans (riktigt lång kabel) så spelar det ännu mindre roll om förstärkaren har 0.008 eller 0.08 ohms utresistans. Sett från högtalaren får förstärkare+kabel 0.008+1 eller 0.08+1 ohm, vilket är nästan samma värde.

av **Wolfie** » 2004-03-17 14:05

Däremot, om jag inte har fel, så är väl dämpfaktorn viktig om stora effekter ska tas ur förstärkaren?

Detta då man vill få det största spänningsfallet över lasten och inte i förstärkaren.

av **Svante** » 2004-03-17 17:16

Wolfie skrev:Däremot, om jag inte har fel, så är väl dämpfaktorn viktig om stora effekter ska tas ur förstärkaren?

Detta då man vill få det största spänningsfallet över lasten och inte i förstärkaren.

Nä, det är inte heller viktigt. Utimpedansen sett från högtalaren är i stor utsträckning ett resultat av motkoppling. Innanför motkopplingen sitter det ofta motstånd på flera tiondels ohm och *de* har betydelse vid stora strömuttag. Men de syns alltså inte utifrån och alltså inte i dämpfaktorn eftersom de sitter innanför motkopplingen.
Även om man skulle se förstärkaren som en spänningsgenerator följd av en utresistans så skulle effekten i denna utresistans (på tex 0.08 ohm) bli ruggigt liten jämfört med förlusteffekten i utgångstransistorerna eller högtalaren.

av **Wolfie** » 2004-03-18 12:24

Men får man inte automagiskt mindre förluster i utgångstransistorerna vid en hög dämpfaktor (låg utimpedans)?

En låg utimpedans är ju viktigt om man ska kunna trycka stora mängder ström genom ett förstärkarsteg (i praktiken en helt gäng parallellkopplade trissor som på så sätt sänker utgångsimpedansen) och forfarande hålla det stabilt.

av **DQ-20** » 2004-03-18 13:02

Wolfie skrev:Men får man inte automagiskt mindre förluster i utgångstransistorerna vid en hög dämpfaktor (låg utimpedans)?

En låg utimpedans är ju viktigt om man ska kunna trycka stora mängder ström genom ett förstärkarsteg (i praktiken en helt gäng parallellkopplade trissor som på så sätt sänker utgångsimpedansen) och forfarande hålla det stabilt.

Utgångsimpedansen bestäms i praktiken främst av motkopplingsfaktorn hos förstärkaren och eventuella filterkomponenter efter den punkt där motkopplingsslingan tar sin signal. Effekten av eventuella förluster före den punkt där motkopplingsslingan är inkopplad påverkar alltså inte utgångsresistansen i nämnvärd grad om man bara har open-loop gain och fasmarginal att tillgå. Adderandet av parallella transistorer har mer med effekttålighet och distortion att göra än utgångsimpedans. Det finns ju faktiskt förstärkare med negativ utgångsimpedans i t.ex. ACE-bass högtalarna från Audio Pro som inte är direkt överbestyckade med sluttransistorer.

/Dahlqvist

av **norman** » 2004-03-18 13:04

Wolfie skrev:Men får man inte automagiskt mindre förluster i utgångstransistorerna vid en hög dämpfaktor (låg utimpedans)?

Förlusten i sluttransistorerna hos ett normalt AB steg är (matningsspänningen - utspänningen)*strömmen och har alltså inget att göra med utimpedansen.

(i praktiken en helt gäng parallellkopplade trissor som på så sätt sänker utgångsimpedansen)

Parallellkopplade trissor kan sänka openloop-utgångsresistansen, men man kan få låg utimpedans genom hård motkoppling också. Som exempel kan man ta en vanlig OP som man återkopplar till t.ex. förstärkningen 1, den får då jättelåg utimpedans men klarar ingen ström.

av **Svante** » 2004-03-18 13:21

Wolfie skrev:Men får man inte automagiskt mindre förluster i utgångstransistorerna vid en hög dämpfaktor (låg utimpedans)?

En låg utimpedans är ju viktigt om man ska kunna trycka stora mängder ström genom ett förstärkarsteg (i praktiken en helt gäng parallellkopplade trissor som på så sätt sänker utgångsimpedansen) och forfarande hålla det stabilt.

Nä, en förstärkare har ju en nätdel som levererar en någorlunda fast matningsspänning, sen sitter det transistorer vars "ledningsförmåga" varierar i takt med utspänningen. Det blir stora förlusteffekter där. Sedan styrs ledningsförmågan så att utspänningen blir det man vill. Denna styrning sker med motkoppling.
Om motkopplingen är hög lyckas man styra bra och då verkar utresistansen låg och dämpfaktorn hög.
Förlusteffekten i förstärkaren har inte mycket med det att göra.

av **Wolfie** » 2004-03-19 12:04

Hallo.

Men förlusterna per utgångstransisor kommer ju att minska med antalet parallellkopplade transistorer, annars finns det ju ingen som helst vits med att parallellkoppla utgångstransistorer... (strömdelning).

Menade OL utgångsimpedansen... Glömde tydligen klargöra det.

"Förlusten i sluttransistorerna hos ett normalt AB steg är (matningsspänningen - utspänningen)*strömmen och har alltså inget att göra med utimpedansen."

Du talar här som spänningsförluster (Uce i en bipolär trissa)... Jag talade om effektförluster som i hög grad är strömberoende... Effektförlusterna per transistor minskar ju då man parallellkopplar flera eftersom strömen Ic (och Ie) minskar per transistor. Den totala effektförlusten är dock densamma.

Dock så minskar OL utgångsimpedansen och jämför man en förstärkare med 1 utgångspar med en med 2 parallella utgångspar som har lika hög återkopplingsfaktor så kommer naturligvis den med 2 utgångspar få en lägre utgångsimpedans (högre dämpfaktor).

Rätt?

av **Morello** » 2004-03-19 12:07

Wolfie,

OL utgångsimpedansen minskar inte signifikant om den totala viloströmmen inte ökas

av **Thomas_A** » 2004-03-19 12:11

Exempelfråga:

I diskanten CT62 dominerar Qes över Qms (cirka 7 vs 0.9). Tjänar man på att driva diskanten hög eller lågohmigt (distorsionsmässigt)?

Ang. Colloms, kikade i hans bok ang voltage och current drive på bibblan. Distorsion minskade när man gick från voltage till curren drive (om jag förstod det rätt) men var testförhållandena inte ganska extrema (väldigt hög utimpedans...)?

T

av **Wolfie** » 2004-03-19 12:20

Svante skrev:Om motkopplingen är hög lyckas man styra bra och då verkar utresistansen låg och dämpfaktorn hög.

Så det går inte att få en förstärkare att "styra" bra om inte återkoppingsfaktorn är hög?

Jag trodde att en hög återkoppling endast användes om man inte lyckas få förstärkarsteget att "tracka" insignalen bra utan eller med låg återkoppling...

Som reglertekniker vet jag vad som går att vinna med återkoppling (e.g. negativ återkoppling, då positiv återkoppling aldrig är stabilt) men rent praktiskt så vill man väl ändå aldrig lägga på en hög återkoppling?
Det betyder ju inget annat än att förstärksteget från grunden (OL) är dåligt konstruerat om det inte klarar att styra in sig på insignalen någorlunda utan återkoppling (min åsikt).

Men visst går det att göra underverk med lite reglerteknik :wink:

/** In med State Space regulatorer i HiFi´n '**/

av **DQ-20** » 2004-03-19 15:39

Wolfie skrev:Så det går inte att få en förstärkare att "styra" bra om inte återkoppingsfaktorn är hög?

Näe, just det. Iallafall inte om man även räknar med lokal feedback runt varje förstärkarsteg. Feedback kan ju antingen vara "lokal" runt varje förstärkarsteg" eller "global" runt hela slingan. Det finns förstärkare som saknar global återkoppling utan bara förlitar sig på lokal återkoppling.

I en välkonstruerad transistorförstärkare är det sluttransitorerna som är den stora generatorn av distortion med verkliga laster och där behöver vi mycket mer motkoppling än steget i sig själv erbjuder (det arbetar normalt sett redan med spänningsförstärkning 1 eller mindre). Bästa sättet att linjärisera slutsteget är att "låna" lite gain från det tidigare stegen som inte "behöver" sitt gain för att bli fria från distortion.

Feedback är en integrerad del av förstärkaren och man kan inte säga att en förstärkare är dålig bara för att man har prioriterat open-loop gain framför open-loop linjäritet. Det är summan av kardemumman som räknas. Riktigt låga distortionsvärden kräver global återkoppling. Vid förstärkarkonstruktion (intriktad mot objektiva prestanda) handlar det mycket om att ha både gain och fasmarginal så att man kan hålla motkopplingsfaktorn hög genom hela det hörbara området.

Wolfie skrev:Det betyder ju inget annat än att förstärksteget från grunden (OL) är dåligt konstruerat om det inte klarar att styra in sig på insignalen någorlunda utan återkoppling (min åsikt).

Det beror på vad man menar med "någorlunda".Om du vill läsa något om hur en typiskt transistorförstärkare uppför sig, eller snarare borde uppföra sig kan du antingen söka reda på de artiklar som Douglas Self skrev i mitten av 90-talet eller kolla in hans bok om förstärkarkonstruktion.

Wolfie skrev:Men visst går det att göra underverk med lite reglerteknik

Jajmensan.

Tycker,

Dahlqvist

edit:typo

av **DQ-20** » 2004-03-19 15:45

***

(Det var en fråga men jag kom på svaret själv!

)

Morello: jag fattade faktiskt vad du menade trots

. He-he.

Ibland får man sina små insikter.

/Dahlqvist

Edit: detta inlägg kom i byggsats. Därav de många ändringarna.

av **Svante** » 2004-03-19 16:42

Wolfie skrev:
Svante skrev:Om motkopplingen är hög lyckas man styra bra och då verkar utresistansen låg och dämpfaktorn hög.

Så det går inte att få en förstärkare att "styra" bra om inte återkoppingsfaktorn är hög?

På sätt och vis, men återkopplingen behöver inte vara global utan kan vara lokal. Urexemplet på detta är emitterföljaren som är (lokalt) återkopplad till spänningsförstärkningen 1.

av **Wolfie** » 2004-03-19 22:53

Dahlqvist skrev:Om du vill läsa något om hur en typiskt transistorförstärkare uppför sig, eller snarare borde uppföra sig kan du antingen söka reda på de artiklar som Douglas Self skrev i mitten av 90-talet eller kolla in hans bok om förstärkarkonstruktion.

Hmm jag som är elektroingenjör med inriktning på analog förstärkarteknik och reglerteknik borde rimligtvis kunna detta...

När jag talade om återkoppling menade jag underförstått global återkoppling (den lokala kan man ju inte komma ifrån såvida man inte vill bygga en on/off switch).

av **Svante** » 2004-03-20 11:51

Wolfie skrev:När jag talade om återkoppling menade jag underförstått global återkoppling (den lokala kan man ju inte komma ifrån såvida man inte vill bygga en on/off switch).

Ett GE-steg med avkopplat emittermotstånd är väl ganska fritt från motkoppling, och har också hög utimpedans.

av **Pabo** » 2004-03-20 19:24

Jag brukar förespråka en kvot som jag kallar NL/G vilket då skulle stå för Nonlinearity/gain. Jämför man då ett GE-steg med hög respektive låg kollektorresistans så kommer man se att denna kvot blir högre för ett GE-steg med låg kollektorresistans. Skulle detta steg då vara en del av en globalt motkopplad förstärkare så skulle olinjäriteten bli lägre med högre open loop gain, precis som i verkligheten :wink:

Förklaringen ligger enkelt i att det man gör då man sänker kollektorresistansen för att sänka gain är att man låter majoriteten av den genererade signalströmmen gå upp i rök i motståndet och en stor variation av kollektorströmmen ger stor olinjäritet.

De som förespråkar omotkopplat med argumentet "varför bygga en olinjär förstärkare med en massa gain för att sedan använda denna gain till att linjärisera förstärkaren när man i stället kan bygga en linjär förstärkare utan motkoppling" har alltså fel, vilket ju å andra sidan direkt syns vid en THD-jämförelse.

av **Wolfie** » 2004-03-20 21:07

Kan inlägga att i reglerteknikvärlden så använder man sig tom utav positiv "lokal" återkoppling innan för den negativa.
Detta för att "speeda" upp stegsvaret.

av **Morello** » 2004-03-20 21:13

Wolfie,

Du menar möjligtvis inte positiv faskompensation? :wink:

av **Wolfie** » 2004-03-20 22:41

Morello: Må hända att det fungerar som så. Menar alltså en PID-regulator som jobbar med positiv återkoppling (instabilt) för att snabba upp stegsvaret för det som regleras. Utanpå denna loop ligger sedan en negativt återkopplad regulator för att stabilisera det hela.

av **DQ-20** » 2004-03-21 14:58

Wolfie skrev:
Dahlqvist skrev:Om du vill läsa något om hur en typiskt transistorförstärkare uppför sig, eller snarare borde uppföra sig kan du antingen söka reda på de artiklar som Douglas Self skrev i mitten av 90-talet eller kolla in hans bok om förstärkarkonstruktion.

Hmm jag som är elektroingenjör med inriktning på analog förstärkarteknik och reglerteknik borde rimligtvis kunna detta...

Det kanske du kan, vad vet jag. Fast det är ju bara du som kan kontrollera det. Det var ett lästips, inte en glirning. Selfs artiklar var iallafall en systematisk genomgång, teoretiskt och empiriskt, av vilka distortionsmekanismer som finns i en vanlig audioförstärkare uppbyggd efter "forumulär 1A" dvs diffsteg, spänningsförstärkare, buffertsteg och slutsteg (helt bipolärt). Mycket av hans material torde han vara ensam om. Han nådde oerhört låga distvärden med på pappret enkla konstruktioner. Konstruktionerna finns även som byggsats.

Wolfie skrev:När jag talade om återkoppling menade jag underförstått global återkoppling (den lokala kan man ju inte komma ifrån såvida man inte vill bygga en on/off switch).

Nej, det kan man kanske inte i praktiken (men inte långt ifrån). Men det finns ju stora möjligheter att påverka de lokala slingorna. Poängen var att det ju är prestanda efter det att den globala slingan är sluten som är den viktiga och detta är applikationsbundet. Pabo ger ju en regel, men det är just den typen av överväganden som Self adresserar i detalj.

/Dahlqvist

edit: klarläggande/korrigering