Svante & Lilltroll bygger elektronik, nu smygs även DSP

[lilltroll]

Svante & Lilltroll bygger analog-elektronik för audio.
DEL I

Hmmm, jag är ju inte så road av att rita små trianglar med +- tecken i på papper och sen köra Excel som Svante, så för att bråka lite så simulerar jag systemet i Simulink.

Det är följande överföringsfunktion implemeterat som aktiv analogelektronik som det handlar om. C1=C2 samt R3=R4={variabel}
K= |0.1 1|

Lösningen kräver 4 OpAmpar, dvs 1 st LM837 än så länge.
1 stereo-pot, samt 1 mono-pot.




Mätningar:

Ena rattens ändlägen ger följande mätresultat, med den andra ratten i sitt ena endläge (K=1)

-3 dB bredden är 0.42 oktaver. Kul enhet btw
Vilket Q-värde motsvarar det ?

Den andra rattens andra ändläge ger följande mätresultat (K=0.1)

3 dB bredden är 3.55 oktaver.
Vilket Q-värde motsvarar det ?[/b]

(När K = 0.63 så blir lösningen till nämnarpolynomet reelt, dvs Q=0.5, vilket borde skvallra om att om K väls inom intervallet |0.1 2.2| så erhålls Q-värden mellan 0.14-3.15 )

edit: Ändrat bilden

[MacBruce]

Jag tycker allt, att kurvorna är förvånansvärt lika.
--

[Strauss]

Vad är det för någonting på schemat längst upp om man inte är bevandrad i sånt här.

[rikkitikkitavi]

jaha, ni har byggt ett bandpassfilter+ tombstone?

ngn form av mätning alltså?

[lilltroll]

Jag tycker allt, att kurvorna är förvånansvärt lika.
--

För mycket copy & paste - Bättre nu ?

[lilltroll]

Vad är det för någonting på schemat längst upp om man inte är bevandrad i sånt här.

Det är ett sätt att bygga ett BP-filter, med justerbar frekvens på ena potten och justerbart Q-värde på andra potten. Med linjär pot, blir dessutom skalorna linjära.

Allt detta stök för att slippa justerbara kondingar.

En bra sak om man ska bygga t. ex. en parametrisk EQ som t. ex. Morello gjorde här:

http://www.faktiskt.se/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&p=74116#74116

Men i mitt fall så har jag sänkt Q-värdet ordentligt, så det ska bli något annat.

[Naqref]

1.
-3 dB bredden är 0.42 oktaver. Kul enhet btw
Vilket Q-värde motsvarar det ?

2.
3 dB bredden är 3.55 oktaver.
Vilket Q-värde motsvarar det ?[/b]

1.
Q=1/0.42=2.38

2.
Q=0.28

[lilltroll]

1.
-3 dB bredden är 0.42 oktaver. Kul enhet btw
Vilket Q-värde motsvarar det ?

2.
3 dB bredden är 3.55 oktaver.
Vilket Q-värde motsvarar det ?[/b]

1.
Q=1/0.42=2.38

2.
Q=0.28

1.
Q=(2^0.21-2^-0.21)^-1=3.42

[Naqref]

Näe.

fö=övre -3dB-punkten
fn=nedfre 3dB-punkten
f0=centerfrekvensen

Bw=fö-fn

Q=f0/Bw

Bw kan skrivas ungefär som följer:
Bw=f0*1.21-f0*0.79=f0*0.42

f0 förkortas bort i uttrycket ovan för Q och kvar blir:
Q=1/0.42

[lilltroll]

Oktav är ett logaritmiskt mått.
3 otaver motsvarar en frekvensförhållande på 2^3=1:8.

0.42 innebär inte frekvensförhållandet 1:1.42 utan 1:1.34, även om felet först blir stort för stora tal.

[Naqref]

Hmmm förenklade lite för mycket. Jo det stämmer så som du har räknat.

[Svante]

Vad ni tjafsar pojkar. Varför inte läsa av frekvenserna direkt och dela centerfrekvenserna med bandbredden.

Oktaver... *fnys*

[Jocke]

Oktaver... *fnys*

Så det är alltså inget som har med musik att göra då?

/Jocke

[lilltroll]

Vad ni tjafsar pojkar. Varför inte läsa av frekvenserna direkt och dela centerfrekvenserna med bandbredden.

Oktaver... *fnys*

Då får du väl se till att TombStone spottar ur sig något sådant då!
Och hur ska du hitta fc om Q=0.1 utan fasinformation?

Oktaver är ganska smart, för man ska få samma svar oberoende av fc, om filtret fungerar som det ska. Pottarna är ju inte helt linjära, så då ser man att det inte svajar för mycket.

2 mätpunkter - alles.

Oktav-Q = Q-värde på log skala.

Jo, det ska bli skön ljudåtergivning så småningom. Förhoppningsvis blir brusnivån tillräckligt låg i det färdiga systemet, dvs det ska inte sluta som ett enkelt BP-filter.

Motstånden är nere i typiskt 1 kohm och kondingarna är uppe i 3.3uF just nu.

[lilltroll]

Så här började det i fredags.

Svate räknar på det analytiskt med papper och penna. Jag hejar på.



Efter dagens övningar på egen hand.


Rattarna är tämligen provisoriska

Många rattar kommer det att bli och ingen kommer vara volymkontroll.

[lilltroll]

Efter gårdagens drabbning sä är vi uppe i sju rattar (för 1 kanal) på lådan, ev. ännu flera.

Så vad ska det bli ?

Jo en lösning på just detta:

Citat Ingvar, tis okt 14, 2003:
Det beror på att de allra flesta högtalarelement har en ogynnsam relation mellan överföringsfunktionens distorsionmekanismer och impedansens. Drivs elementet lågomigt ser man därför summan av distorsionerna. Driver man elementet med en optimalt avvägd impedans (ur både reell och reaktiv synvinkel) kan man nå fantasktiskt mycket lägre distorsion, det vill säga renare ljud.

Med hjälp av en DSP så kan man med ganska liten arbetsinsats göra en karta över hur drivimpedansen relaterar till distorionen hos elementet. Hela konstycket borde klaras av på under 15 min av datorn som skickar ut en helskottas massa log-chirpar, varvid man för varje chirp har en ny (virtuell) utimpedans (fasvinkel och/eller magnitud och/eller utnivå), samtidigt som distortionen skattas.

Kan man dessutom förstå vilken bakomliggande fysik/delar i högtalaren som skapar vilka delar i disten. så har man ett bra läge.

Därefter kan man avgöra vad man önskar uppnå för distkurva av de realiserbara. På den punkten tror jag man strävar efter kurvor som beter sig ganska rakt och snällt, på samma sätt som man ofta eftsträvar mer eller mindre raka tonkurvor i huvudfrekvensområdet.

Här uppstår dock ett krux om man önskar använda DSPar högt upp i frekvens för att uppnå en virtuell utimpedans. Det slutna DSP systemet med antivikningsfilter kommer att ha mycket lägre sluten användbar bandbredd (Även om minfas-antivikningsfilter används) jämfört med sin analoga motsvarighet. Utan minfas filter så kommer man troligtvis inte ens lyckas linjarisera en subwoofer även om DSP:n klockar i 44100 Hz. Detta pga att det digitala systemet inför en tidsfördröjning

Att impelementera t. ex. en strömgenerator digitalt skulle dessutom skapa mycket höga brusnivåer för höga frekvenser pga detta samt av några till orsaker. Då kanske en aktiv analog realisation kan vara av intresse, även om mätmetoden är 'digital' för att komma fram till en bra lösning.

[i]

Här händer det saker...

[Maarten]

Coolt!
Hoppas ni får till det praktiskt, idén verkar ju god.

[PeterAkemark]

Efter gårdagens drabbning sä är vi uppe i sju rattar (för 1 kanal) på lådan, ev. ännu flera.

Så vad ska det bli ?

Jo en lösning på just detta:

Citat Ingvar, tis okt 14, 2003:
Det beror på att de allra flesta högtalarelement har en ogynnsam relation mellan överföringsfunktionens distorsionmekanismer och impedansens. Drivs elementet lågomigt ser man därför summan av distorsionerna. Driver man elementet med en optimalt avvägd impedans (ur både reell och reaktiv synvinkel) kan man nå fantasktiskt mycket lägre distorsion, det vill säga renare ljud.

Med hjälp av en DSP så kan man med ganska liten arbetsinsats göra en karta över hur drivimpedansen relaterar till distorionen hos elementet. Hela konstycket borde klaras av på under 15 min av datorn som skickar ut en helskottas massa log-chirpar, varvid man för varje chirp har en ny (virtuell) utimpedans (fasvinkel och/eller magnitud och/eller utnivå), samtidigt som distortionen skattas.

Kan man dessutom förstå vilken bakomliggande fysik/delar i högtalaren som skapar vilka delar i disten. så har man ett bra läge.

Därefter kan man avgöra vad man önskar uppnå för distkurva av de realiserbara. På den punkten tror jag man strävar efter kurvor som beter sig ganska rakt och snällt, på samma sätt som man ofta eftsträvar mer eller mindre raka tonkurvor i huvudfrekvensområdet.

Här uppstår dock ett krux om man önskar använda DSPar högt upp i frekvens för att uppnå en virtuell utimpedans. Det slutna DSP systemet med antivikningsfilter kommer att ha mycket lägre sluten användbar bandbredd (Även om minfas-antivikningsfilter används) jämfört med sin analoga motsvarighet. Utan minfas filter så kommer man troligtvis inte ens lyckas linjarisera en subwoofer även om DSP:n klockar i 44100 Hz. Detta pga att det digitala systemet inför en tidsfördröjning

Att impelementera t. ex. en strömgenerator digitalt skulle dessutom skapa mycket höga brusnivåer för höga frekvenser pga detta samt av några till orsaker. Då kanske en aktiv analog realisation kan vara av intresse, även om mätmetoden är 'digital' för att komma fram till en bra lösning.

Kan man beskriva det som en sorts adaptiv pre-distortion?

[Svante]

Kan man beskriva det som en sorts adaptiv pre-distortion?

Man kan se det så om man envisas med att se insignalen som drivspänningen. Jag gillar ju bättre att se det som att högtalaren distar olika vid ström- och spänningsdrivning. Det är ju så att om man matar en högtalare med en distorsionsfri spänning, så kommer strömmen att innehålla dist. Matar man den i stället med distorsionsfri ström så kommer drivspänningen i stället att vara distad. Ibland är det ena bättre än det andra.

Sen finns det grader mellan dessa, vilket är synonymt med att man kan ha andra utimpedanser än noll resp oändligheten.

[PeterAkemark]

Kan man beskriva det som en sorts adaptiv pre-distortion?

Man kan se det så om man envisas med att se insignalen som drivspänningen. Jag gillar ju bättre att se det som att högtalaren distar olika vid ström- och spänningsdrivning. Det är ju så att om man matar en högtalare med en distorsionsfri spänning, så kommer strömmen att innehålla dist. Matar man den i stället med distorsionsfri ström så kommer drivspänningen i stället att vara distad. Ibland är det ena bättre än det andra.

Sen finns det grader mellan dessa, vilket är synonymt med att man kan ha andra utimpedanser än noll resp oändligheten.

Nä, jag vill inte envisas, bara skaffa mig någon sorts förståelsegrund som passar mig.

Som jag förstår dig nu så blir det en generator/förstärkare med variabel utimpedans. Där utimpedansen är beroende på frekvens och amplitud?

[IngOehman]

Så vad ska det bli ?

Jo en lösning på just detta:

Citat Ingvar, tis okt 14, 2003:
Det beror på att de allra flesta högtalarelement har en ogynnsam relation mellan överföringsfunktionens distorsionmekanismer och impedansens. Drivs elementet lågomigt ser man därför summan av distorsionerna. Driver man elementet med en optimalt avvägd impedans (ur både reell och reaktiv synvinkel) kan man nå fantasktiskt mycket lägre distorsion, det vill säga renare ljud.

Med hjälp av en DSP så kan man med ganska liten arbetsinsats göra en karta över hur drivimpedansen relaterar till distorionen hos elementet. Hela konstycket borde klaras av på under 15 min av datorn som skickar ut en helskottas massa log-chirpar, varvid man för varje chirp har en ny (virtuell) utimpedans (fasvinkel och/eller magnitud och/eller utnivå), samtidigt som distortionen skattas...

Kommentar 1: Alltid kul att vara orsak till att något kul händer!

Kommentar 2: Vad har jag nu ställt till med...

Kommentar 3: What took you so long*.

Kommentar 4: Himla kul projekt!




Vh, iö

- - - - -

*Det vill säga, jag skrev ju det där citerade för bara fem år sedan och det är ju inte så länge sedan, men det var ju redan då sammanfattningen av en >20 år gammal (nu >25) studie på ett fenomen (hur man kan distorsionsoptimera aktiva system genom manipulation av matningsimpedanserna) som varit känt långt före det (eller?).

Jag drog ju mina slutsatser för hur jag skulle optimera passiva konstruktioner för runt 35 år sedan, och det är ju baserat på samma mekanismer (även om den teoretiska frihetsgraden kan vara något begränsad av att man behöver låta ett passivt filter göra många olika saker på samma gång). Men jag har svårt att tänka mig att drivimpedansens inverkan på distorsionen i registret långt över resonansfrekvenserna inte var ett välkänt fenomen långt, långt för det? Jag upptäckte det ju direkt när jag började titta på fenomenet. Finns det ingen hifi-historiker som minns?

Fast vad jag egentligen vill säga är ju - suveränt kul projekt ni dragit igång! Det är inte en dag, eller ett decennium, för tidigt!

[shifts]

Går det att förklara för en dumbom vad den där mannicken ska göra? Jag läser och läser – svaret står nog där framför mina ögon – men ser inte. Eller jag ser ju att där står att den kan hjälpa till med att minimera distortionen och därmed få renare återgivning, men...

Jag omformulerar frågan: Kan alla ha praktisk nytta av mannicken? Skulle även en dumbom kunna använd sig av den? Kan den avesvärt sänka distortionen så verkar den ju hur trevlig som helst.

[Svante]

Nä, jag vill inte envisas, bara skaffa mig någon sorts förståelsegrund som passar mig.

Som jag förstår dig nu så blir det en generator/förstärkare med variabel utimpedans. Där utimpedansen är beroende på frekvens och amplitud?

Jo, den analoga pryl vi bygger har alltså en utimpedans och förstärkning som är beroende av frekvens, men inte av amplitud. Lilltroll trollar ju med bitarna i sin digitala implementering på ett sätt som jag inte alltid begriper, så där har han kanske nåt med amplituden på gång också. Prylen har ganska mycket med Kalle Ståhls ACE att göra, men vi har börjat se på burken på ett annat sätt som gör att det dyker upp lite nya trevliga möjligheter.

Ska vi säga mer än så, Lilltroll?

[PeterAkemark]

Så vad ska det bli ?

Jo en lösning på just detta:

Citat Ingvar, tis okt 14, 2003:
Det beror på att de allra flesta högtalarelement har en ogynnsam relation mellan överföringsfunktionens distorsionmekanismer och impedansens. Drivs elementet lågomigt ser man därför summan av distorsionerna. Driver man elementet med en optimalt avvägd impedans (ur både reell och reaktiv synvinkel) kan man nå fantasktiskt mycket lägre distorsion, det vill säga renare ljud.

Med hjälp av en DSP så kan man med ganska liten arbetsinsats göra en karta över hur drivimpedansen relaterar till distorionen hos elementet. Hela konstycket borde klaras av på under 15 min av datorn som skickar ut en helskottas massa log-chirpar, varvid man för varje chirp har en ny (virtuell) utimpedans (fasvinkel och/eller magnitud och/eller utnivå), samtidigt som distortionen skattas...

Kommentar 1: Alltid kul att vara orsak till att något kul händer!

Kommentar 2: Vad har jag nu ställt till med...

Kommentar 3: What took you so long*.

Kommentar 4: Himla kul projekt!




Vh, iö

- - - - -

*Det vill säga, jag skrev ju det där citerade för bara fem år sedan och det är ju inte så länge sedan, men det var ju redan då sammanfattningen av en >20 år gammal (nu >25) studie på ett fenomen (hur man kan distorsionsoptimera aktiva system genom manipulation av matningsimpedanserna) som varit känt långt före det (eller?).

Jag drog ju mina slutsatser för hur jag skulle optimera passiva konstruktioner för runt 35 år sedan, och det är ju baserat på samma mekanismer (även om den teoretiska frihetsgraden kan vara något begränsad av att man behöver låta ett passivt filter göra många olika saker på samma gång). Men jag har svårt att tänka mig att drivimpedansens inverkan på distorsionen i registret långt över resonansfrekvenserna inte var ett välkänt fenomen långt, långt för det? Jag upptäckte det ju direkt när jag började titta på fenomenet. Finns det ingen hifi-historiker som minns?

Fast vad jag egentligen vill säga är ju - suveränt kul projekt ni dragit igång! Det är inte en dag, eller ett decennium, för tidigt!

Kul, IÖ och ser du nu vitsen med att publicera sina undersökningar. Jo, jag vet dina val sedan tidigare trådar. Jag bara tänker, hur långt hade vi kommit idag om detta var allmänt känt för trettio år sedan.

[AndersP]

Precis! Skärpning IÖ!

Skämt åsido, hur påverkar typiskt en dynamisk modulering av utgångsimpedansen tonkurvan? I den litteratur jag läst i sammanhanget används utgångsimpedansjusteringar för att ändra tonkurvan.
Måste man kompensera med equaliser?

Har själv helaktiva högtalare och alla element är direktdrivna. Har labbat lite med högtalarna och diskanterna som delas vid 1200 Hz är mest mottagliga för experiment med kablar och förstärkare. I de andra registren märks sånt inte lika tydligt.

Hur ska man gå tillväga för att finna och korrigera utgångsimpedansen?
Mina diskanter är SEAS T25CF002:
http://www.seas.no/index.php?option=com_content&task=view&id=55&Itemid=79

Förstärkarna är Sentec PA9.

[IngOehman]

Fast skall man vara noga har jag nog skrivit en hel del om de här sakerna i MoLt genom åren också. Tror därför inte att det handlar om publicering. Snarare handlar det väl om VAR man publicerar sig. Jag har inte publicerat mig i den akademiska världen, eftersom jag inte varit en del av den.

Audio Púrus ix var ju en privat forskningsinstitution, och inte en som verkade inom den akademiska världen. Syftet var inte att upplysa mänskligheten, bara att upplysa mig själv. (och )

Idén att "det jag kommit fram till skulle kunna intressera någon annan än mig själv" kom först sisådär tio år efter det att jag startade. Då kändes det som om MoLt var ett vettigt organ för att berätta saker i.

Kan nämna att den som tjatade på mig mest om det (att jag skulle dela med mig av allt det jag funnit) var Stig Carlsson. Han hade ju skrivit en hel del i MoLt själv många år tidigare, och funnit att tidkskriften ifråga hade läsare som var genuint intressrade av musikåtergivningafrågorna - mer så än den akademiska världen i stort.


Vh,

[AndersP]

Sorry, blev upptagen i mitten av mitt "snabba" inläggsredigerande. Har ett par frågor här ovanför.

[Erik_Johansson]

Ingvar,

Liten kort OT-fråga. Har du någon uppfattning om ungefär vilka år Stig Carlsson skrev i Molt?

/Erik

[lilltroll]

Precis! Skärpning IÖ!

Hur ska man gå tillväga för att finna och korrigera utgångsimpedansen?
Mina diskanter är SEAS T25CF002:
http://www.seas.no/index.php?option=com_content&task=view&id=55&Itemid=79

Förstärkarna är Sentec PA9.

Funderade på alternativa sätt till DSPar.

Just när det gäller metoden att mäta in systemet så skulle det gå att använda ett lågbrusigt ljudkort för PC, om man lyckas kalibrera tidsfördröjningen och utimpedansen genom systemet, men det är nog det lilla.

I stationära tillstånd så spelar det inte så stor roll hur många varv fasen ligger efter {om man optimerar på stationära tillstånd, och inte transienter}, så utgår man från en stationär sinus som testsignal, dvs stegad sinus för hela testet, så kan man söka efter en lösning för varje test frekvens. Utimpedanskurvan ska ändå vara kont. så jag tippar på att man inte behöver så många mätpunkter per oktav.

Man kan ju lösa det analogt också, men då får man nog använda en del energi på att skruva och anteckna för hand.
Man kan även tänka sig en lösning med en digitalt styrd VCA, och ett digitalt styrt allpassfilter för återkopplingen, tillsammas med en liten USB enhet.