Förstärkarens distortion vid icke resistiv last

av **EngelholmAudio_inaktiv** » 2004-08-10 13:12

Distortion vid icke resistiv last

I hifiblaskorna får vi se ett antal mätningar på förstärkare: dist vid 8 ohm, dist vid 4 och även 2 ohm, konstant effekt, effektkuber mm. Vissa är intressanta, andra är riktigt intressanta. Men mycket vill ha mer...

Den berömda effektkuben lämnar mig suktandes efter en graf på hur distortionen ser ut (/är fördelad) och vilken magnitud den vid olika laster och i synnerhet vid nån form av fasvridning!

Är det nån som kan upplysa mig med mer information, några generella drag om hur (transistorförstärkare) fungerar map distortion vid fasvridningar? Nån som har mätningar?

av **Svante** » 2004-08-10 13:38

Det är förstås en vettig fråga och jag gissar att anledningen till att man inte ser såna mätningar så ofta är att det inte alls är givet hur en sån last ska se ut. Se bara hur debatten blev ang F/E-testet, där man verkligen ansträngt sig att ordna en vettig last. Då (sällan annars) blossar debatten upp om hur lasten egentligen ska se ut, och just den lasten utsätts för stark kritik.

Till saken hör väl också att en väldimensionerad högtalare är resistiv vid alla "lägstanoteringarna" i impedanskurvan, så man kan undra om 4 ohm rent induktivt är en vettig last.

Frågan som gör problemet oöverstigligt svårt är alltså: "Jamen hur ska lasten se ut då?"

Men du har rätt. :wink:

av **Morello** » 2004-08-10 13:53

Stereophile mäter ofta distorsion med en konstlast (som innehåller linjära, men reaktiva element).

av **EngelholmAudio_inaktiv** » 2004-08-10 13:53

Som sagt...den graf jag eftersöker kräver lite väl många axlar (/dimensioner).

Visst kan man fråga sig om 4 ohm och 60 graders fasvridning vid 65 hz är en "bra konstruerad högtalare" (svaret är nej) men det existerar ändå en hel del skumma laster där ute på marknaden.

Generella frågor:
* ändrar sig distortionsfördelningen över fasvridning
* ändrar sig distortionsmagnituden över fasvridning

Flöjdfrågor som "hur" är självklart relevanta.

Tänk dig en effektkub med möjlighet att vid varje punkt (varje last) få en graf på en distortionsmätning...Man har ju å göra en hel dag - härligt!

av **Johan_Lindroos** » 2004-08-10 15:03

Jag brukar säga att jag anser att de mest impedanslåga högtalarna på marknaden egentligen är felkonstruerade. T.ex Apogee Scintilla var sådana högtalare. Nästan det enda som kunde driva dem var Krell på den tiden. Men även en del Krellar brann upp då de hade skyddskretsar som var lågt ställda och kunde missta kortsluna högtalakablar som en "normal" last med följden att slutsteget gick sönder istället. Men det var nog ändå lustigt nog mycket lyckosamt för Krell eftersom de fick oerhört hög status på marknaden eftersom de var de enda förstärkare som kunde driva Scintillorna, när det egentligen var högtalarna som borde konstrueras om (vilket de också gjorde och blev annan modell sedan). Undrar om någon har ett par Scintillor i daglig drift fortfarande? Det skulla vara kul att höra om. Andra högtalare som nog borde klassas som felkonstruerade var Infinity Kappa 9. Min åsikt är att högtalare ska vara så dimensionerade att man inte ska behöva "svetsaggregat" för att kunna driva dem. Rätta mig gärna om jag har fel, alternativt komma med annan åsikt!

av **EngelholmAudio_inaktiv** » 2004-08-10 15:12

Johan,
Infinity Kappa 9 håller jag som en felkonstruerad högtalare. Minns jag helt fel eller är det 0.9 ohm vid ca 70 Hz?

Makalöst..."Har man inte problem så skapar man sig" eller varför köper man denna "last"?

Finns ännu ett exempel men det är inte lika extremt...

Tillbaka till min poäng och själva trådens ämne. Förstärkarnas distortion vid fasvridningar! Hur beter som sig?

Det är ju långt från ovanligt att an vanlig 2 vägs högtalare har lite fasvridningar dels vid delningsfrekvensen och sen nere i basområdet beroende på basreflexkonstruktion (t.ex.).

av **AndersJ** » 2004-08-10 15:18

Johan_Lindroos

Min åsikt är att högtalare ska vara så dimensionerade att man inte ska behöva "svetsaggregat" för att kunna driva dem.

Vad anser du är rimligt som lägsta impedans för en relativt normal 50-100w reciver/hemabioreciver?

Anders

av **Johan_Lindroos** » 2004-08-10 15:24

Tja, bara för att dra till med något så säger jag 3 ohm som lägsta impedans (alltså en högtalare med varieande impedans och 3 ohm som lägst). Men ändå bör man nog undersöka förstärkaren om den kan leverera en "tillräckligt" hög spänning både momentant och kontinuerligt och utan att börja distordera en massa. Jo det tycker jag nog att en "vanlig" förstärkare ska klara.

av **Isidor** » 2004-08-10 21:13

Om mitt minne inte sviker mig så brukade Stereophiles konstlastmätningar (i ganska snäll last som ändå var någorlunda representativ för en minimonitor) för den absoluta majoriteten av transistorförstärkare visa att distorsionen ökar något, kanske upp till det dubbla, relativt de högsta värdena (2 ohms last) i de resistiva mätningarna. Hur som helst var skillnaderna små, vilket antagligen är anledningen till att konstlastmätningarna inte publiceras i Stereophile längre.

av **EngelholmAudio_inaktiv** » 2004-08-10 23:08

Isidor skrev:Om mitt minne inte sviker mig så brukade Stereophiles konstlastmätningar (i ganska snäll last som ändå var någorlunda representativ för en minimonitor) för den absoluta majoriteten av transistorförstärkare visa att distorsionen ökar något, kanske upp till det dubbla, relativt de högsta värdena (2 ohms last) i de resistiva mätningarna. Hur som helst var skillnaderna små, vilket antagligen är anledningen till att konstlastmätningarna inte publiceras i Stereophile längre.

Ok. Fast jag känner att en dubbling är rätt mycket oavsett värde, så att säga. Relateras dubblingen dessutom mot 2 ohms-disten så...
Nått att verkligen hålla ögonen på. :roll:

av **Morello** » 2004-08-10 23:17

En typisk transistorförstärkare är väsentligt mindre känslig för låga impedanser i basregistret, eftersom slingförstärkningen inte sällan är i storleksordningen 50 - 80 dB. I diskantregistret däremot tenderar de flesta slutsteg att uppvisa en flagrant distorsionsökning vid låga impedanser, varför tex. Martin Logan och andra, vid höga frekvenser lågohmiga, högtalare är en direkt olämplig kombination med de flesta slutsteg förutom de allra lasttolerant.

av **EngelholmAudio_inaktiv** » 2004-08-10 23:20

Morello skrev:En typisk transistorförstärkare är väsentligt mindre känslig för låga impedanser i basregistret, eftersom slingförstärkningen inte sällan är i storleksordningen 50 - 80 dB. I diskantregistret däremot tenderar de flesta slutsteg att uppvisa en flagrant distorsionsökning vid låga impedanser, varför tex. Martin Logan och andra, vid höga frekvenser lågohmiga, högtalare är en direkt olämplig kombination med de flesta slutsteg förutom de allra lasttolerant.

Nu pratar du låga laster och inte fasvridningar...

av **Isidor** » 2004-08-10 23:45

Pär,

Nja, dubbleringen får man nog se som ett värstafall. Det var därför jag skrev "upp till" tidigare. Flertalet kompetent konstruerade förstärkare uppvisade försumbara distorsionsskillnader mellan 4 ohms resistiv last och konstlast (som hade ett par impedansminima kring 4 ohm). Hur som helst, jag skulle inte vara alltför oroad om THD steg från t.ex. 0.02 % till 0.04 %.

Morello,

Riktigt. Stereophiles konstlast var faktiskt hyfsat lurig även omkring den simulerade delningsfrekvensen på ett par kHz, dock inte med så pass extremt låga impedanser som för vissa elektrostater. Jag minns t.o.m. någon modell som dök ned mot 0.5 ohm uppåt 20 kHz. Inte snyggt men ändå inget jätteproblem i praktiken p.g.a. det låga energiinnehållet i signalen vid dessa frekvenser.

av **patrikf_inaktiv** » 2004-08-10 23:50

Hur skiljer sig disten åt vid statisk impedans(konstlast?) resp. dynamisk impedans (med emk)?? Är förstärkare olika duktiga på att hantera sådant?
Eller är jag ute och cyklar nu :oops:

?

av **Isidor** » 2004-08-11 00:22

Patrik,

Konstlasten motsvarar även verkan från "motemk". "Statisk impedans" bör man nog helst benämna resistans. :wink:

Skämt åsido, man kan ofta läsa konstiga saker om "dynamisk impedans". Faktum är att en mätning av impedans som funktion av frekvens (belopp och fas) säger allt även om dynamiska förlopp, helt ekvivalent med frekvenssvar - impulssvar. Detta gäller så länge systemet är någorlunda linjärt, vilket är fallet inom rimliga gränser för de flesta högtalare. M.a.o., om en förstärkare uppvisar goda prestanda för THD som funktion av frekvens med konstlasten så gör den det också med godtycklig, t.ex. transient, insignal (som håller sig inom det givna frekvensområdet och inte har orimligt hög nivå).

Man kan för övrigt, som Morello varit inne på tidigare, även simulera olinjäriteter från en typisk högtalare via konstlast, något som Stereophile dock inte gjorde i sina mätningar.

av **Morello** » 2004-08-11 01:23

Precis, man kan tex låta spolen (som motsvarar systemets komplians) vara olinjär genom att mätta kärnan lagom mycket.

För övrigt är slutsteg med hög utgångsimpedans dömda att misslyckas i mätning medelst olinjär (och i förekommande fall komplex) last. Man kan studera extremfallet med en oändligt lågkonduktiv utgång som driver en diod, varvid spännningen över dioden blir exponentiell.

Hur slutsteg påverkas distorsionmässigt med kraftigt kapacitiva eller induktuva fasvinklar är svårt att prediktera, men är reaktansen tillräckligt stor kommer slutstegets intrinsiska fasgång att påverkas och därmed återkoppling, vilket naturligtvis påverkar systemets förmåga att reglera utsignalen. Vill det sig riktigt illa brinner apparaten upp