Damping faktor

Működési elvek, általános jellemzők (pl. tápelnyomás, damping faktor stb.), minden aminek nincs (még) külön helye

Damping faktor

HozzászólásSzerző: pagrus » 2011.07.03. 16:40

Néhány régebbi írásomat a dátumuk feltüntetésével ide is beteszek.

DF = terhelő ellenállás / erősítő kimeneti impedanciája.
Ami a DF, az csakis az, amit rezisztív műterheléssel mérünk, a többi az nem DF, annak nincs neve, nincs definiálva, bár nyilvánvalóan az is csillapítási tényező, és ugyanúgy számoljuk.
A DF-et definitíve az erősítő névleges terhelő impedanciájának megfelelő ellenállással kell mérni, vagyis nyolc ohmos erősítőt rezisztív nyolc ohmmal.
Ez egy katalógusadat, ami nem jellemzi jól az erősítők működését.
Ha pl. klippelés határán egy 8 ohmos erősítőnek 50 Hz-en és 8 Ohm ellenállással megmérjük a DF-et, az tényleg DF, beírhatjuk a katalógusba.
Egy végtelen nagy DF egy valóban reális 0,05 ohmos hangfalkábel túloldalán 8 ohmos hangfal esetén 160-as csillapítási értékre csökken, tehát a dobálózás az 1000-es, 10000-es DF-ekkel inkább marketingfogás.

Ha ugyanezt a saját hangfalunkkal mérjük, az nem DF, mert másnak más hangfala van, de ugyanúgy csillapítási tényező, csak nem "Damping Factor", szóval daming, de nem faktor :)
Magamnak persze hogy komolyabban mérek, megmérem a csillapítási tényező frekvenciafüggését, terhelésfüggését (aztán ha ezt pongyola megfogalmazással DF-nek nevezem, akkor félrevezethetek másokat, mert ide nem csak gyakorlott építők járnak, hanem kezdő érdeklődők is).

Egy jó összefoglaló erről:
http://www.diyspeakers.net/articles.php

A DF nagyon függ a táptól, nem a szűken vett végfok tulajdonsága hanem a teljes rendszeré, egy jó erősítőre pici tápot kapcsolva pl. leesik az értéke.
Az erősítők feszültség-generátoros üzemmódja egyáltalán nem jelent szabadon futást a hangfal szempontjából, hanem éppen erős csillapítást, hiszen a hangfalat generátorként tekintve az rövidzárhoz közeli állapotra dolgozik.
A negatív kimenő impedanciájú erősítő is lehet kisebb vagy nagyobb dampingfaktorú, csak negatív lesz a DF értéke.

A negatív kimeneti impedancia növeli a dampingfaktort.
Vegyünk egy Rki=0 Ohm, azaz végtelen DF-ű erősítőt, kössünk rá egy 0,1 ohmos hangfalkábelt és egy 8 ohmos hangszórót. A hangszóró kapcsain a DF 81 lesz. Ha most a hangszóró kapcsain szeretnénk végtelen DF-et, akkor belátható, hogy Rki-t -0,1 ohmra kell választanunk, tehát negatív értékre. Ekkor az erősítő DF-je -80 lesz, szintén negatív érték.

Az áram-visszacsatolásnak így használva semmi köze az áramgenerátoros jellegű tápláláshoz, éppen hogy a feszültséggenerátoros jelleget erősíti. Ami itt lényegi különbség, hogy a hangfallal soros figyelő ellenállásról az árammal arányos jelet milyen fázisban vezetjük be a visszacsatolásba, azaz pozitív vagy negatív visszacsatolásként jelenik meg a rendszerben.

(Ez más, mint ami a lamalas által nyitott "Current Feedback topológiájú erősítők" topikban van, ott az "áram-visszacsatolás" kifejezés mást jelent! http://diyaudio.hu/forum/viewtopic.php?f=39&t=370)

Ha a kimenetre kötött szokásos visszacsatolást a hangfalkábellel párhuzamosan vezetett dróttal átkötjük a hangszóró kapcsára, akkor az erősítő ott igyekszik tartani a vezérlőfeszültségnek megfelelő jelet, az erősítő kimenetén --a hangfalkábel elején-- meg előáll a kívánt negatív kimenő-impedancia.

A negatív kimenőimpedanciát növelve eljuthatunk addig, hogy a lengőtekercs kivezető szálán kapunk végtelen DF-et (most nincs hangváltó), de ha tovább növeljük akkor már ott is negatív lesz a DF és akkor már torzítást viszünk be.
Tulajdonképpen az történik, hogy egy figyelőellenállással (vagy impedanciával) megpróbáljuk megjósolni, milyen eltérés lesz a hangtekercs kapcsán, és azt próbáljuk kompenzálni, ha nem akarunk közvetlenül oda visszacsatoló vezetéket vinni. Bármelyiket is választjuk, lényegében az erősítő részeként kezeljük a hangfalkábelt egészen a hangszóró tekercséig.

(2008. július 7-től)
Please replace user and press any key
Avatar
pagrus
 
Hozzászólások: 3710
Csatlakozott: 2009.02.03. 01:01
Tartózkodási hely: Bánhida, Buda

A damping faktor hatása

HozzászólásSzerző: pagrus » 2011.07.03. 17:31

A hangfallal soros ellenállásról pozitívan visszacsatolt feszültséggel lehet csökkenteni a kimeneti impedanciát.
Megmértem két hangfalamat az egyik így modifikált erősítőmmel. Az egyik végtelen, a másik negatív DF-nél érezte jobban magát, az eltérések kicsik, mert ezek amúgy is jó minőségű hangfalak:

Az egyik hangfal normál kimenettel, DF = 18:

1-eredeti.jpg
1-eredeti.jpg (109.37 KiB) Megtekintve 9616 alkalommal.

Végtelenre állított DF esetén:

1-vegtelen.jpg
1-vegtelen.jpg (106.49 KiB) Megtekintve 9616 alkalommal.

A másik hangfal normál kimenettel, DF = 18:

2-eredeti.jpg
2-eredeti.jpg (102.94 KiB) Megtekintve 9616 alkalommal.

DF= -60:

2-negativ-60.jpg
2-negativ-60.jpg (100.52 KiB) Megtekintve 9616 alkalommal.

A vízesés-diagramok 40 dB mélységűek.

Még egy kimutatható különbség, az intermodulációs torzítás alig mérhetően alacsonyabb negatív kimeneti impedanciával.
fehér: nincs átfogó visszacsatolás
zöld: nulla kimeneti impedancia (végtelen DF)
kék: negatív kimeneti impedancia (DF = -60)

+ivcs.jpg
+ivcs.jpg (27.73 KiB) Megtekintve 9616 alkalommal.


Az erősítő egy B5 volt áram-visszacsatolással kiegészítve, a hangfalak pedig az S5 (Forevian studió monitora) és az S8 (Kisexcel):

IMG_4823rn.jpg
IMG_4823rn.jpg (111.48 KiB) Megtekintve 9614 alkalommal.


(2008. július 11.)
Please replace user and press any key
Avatar
pagrus
 
Hozzászólások: 3710
Csatlakozott: 2009.02.03. 01:01
Tartózkodási hely: Bánhida, Buda

Re: Damping faktor

HozzászólásSzerző: manta-z » 2012.03.18. 22:54

Érdekes és egyben egy méltatlanul elhanyagolt téma.
Annyit hozzátennék gyakorlati tapasztalataim alapján, ha mérőjel szinusz akkor sokkal kevésbé (szinte semmennyire sem) mérhető az ivcs hatása. Komplex mérőjelekkel mérve (a zene is inkább erre hasonlít), sokkal relevánsabb különbségek mérhetőek (és hallhatóak is)
A másik probléma erősítő szempontjából, hogy az ivcs megfelelő működéséhez, kellően nagy fázistartalék és sokkal nagyobb sávszélességgel / slew rate értékkel kell rendelkeznie az erősítőnek, mint hagyományos feszültségvisszacsatolásos alkalmazás esetén. Jellemzően legalább 2-300kHz teljesítmény sávszélességű erősítő kell ahhoz, hogy valóban releváns eltéréseket lehessen hallani és mérni ivcs-vel a fesz vcs ellenében. A B5 kiváló erősítő, de ehhez az alkalmazáshoz lassú, továbbá gondolom a szinuszos mérőjelek alkalmazása miatt jutottál arra az eredményre ami......
manta-z
 
Hozzászólások: 71
Csatlakozott: 2009.04.06. 18:10

Re: Damping faktor

HozzászólásSzerző: pagrus » 2012.03.18. 23:48

manta-z írta:Érdekes és egyben egy méltatlanul elhanyagolt téma. ...

Igen, érdemes még vele foglalkozni, érdemes pl. egy referencia-áramot létrehozni. Mivel egyutas hangfalat használsz, annak a helyettesítő kapcsolása lehet egy egyszerűbb referencia-impedancia, valahogy így:
http://diyaudio.hu/forum/viewtopic.php?p=2307#p2307
Please replace user and press any key
Avatar
pagrus
 
Hozzászólások: 3710
Csatlakozott: 2009.02.03. 01:01
Tartózkodási hely: Bánhida, Buda

Re: Damping faktor

HozzászólásSzerző: mzperx » 2015.10.30. 21:00

Nagyon érdekes téma!
Próbaképpen én is kipróbálom a negatív impedanciával történő hajtást a zárt 31 literben lévő W22EX-ekkel. A cél a jelenlegi Q=0,71 leszorítása Q=0,5-re. Szerencsére a Quad erősítőben csak pár ellenállás módosításával és hozzáadásával könnyen előáll a negatív impedancia. Elsőkörben -2,0 Ohmot állítanék be, aminek szimuláció alapján kéne hoznia a feles jósági tényezőt. Meglátjuk, meghallgatjuk...
Avatar
mzperx
 
Hozzászólások: 579
Csatlakozott: 2009.04.19. 14:15


Vissza: Általános erősítős témák

Ki van itt

Jelenlévő fórumozók: nincs regisztrált felhasználó valamint 1 vendég