Игорь 2
Моделирование и расчеты => Моделирование схем => Тема начата: SYN от Июль 21, 2024, 12:48:02 pm
-
Расчет интермодуляции усилителя мощности. Есть способ расчета через коэффициенты полинома передаточной характеристики, есть так же фильтровый способ, когда программируется высокодобротный фильтр, настроенный на частоту нужной ИМ-составляющей, т.е. получаем амплитуду составляющей и далее по формуле.
Есть ли еще какие алгоритмы?
-
Там ещё много интересных нюансов - ведь при работе в режиме АВ, в большинстве случаев, даже вдали от критического режима, выходной сигнал весьма далёк от синусоиды, приближаясь к трапеции, в то время, как интермодуляционные искажения могут быть невелики. 1yep
-
Имеете в виду искривление именно синусоиды или огибающей при двухтональном испытании?
-
Имеете в виду искривление именно синусоиды
Именно синусоиды, причём, это искривление никак не связано с интермодуляцией двухтонового сигнала.
Вспомните, к примеру, про форму сигнала на выходе транзисторного усилителя.
-
Конечно не связано. Связь образуется на нечётных коэффициентах полинома передаточной характеристики. Например составляющая 3 степени зависит от коэффициента полинома при 3-й степени. Но вопрос то был не совсем об этом.
-
Связь образуется на нечётных коэффициентах полинома передаточной характеристики.
Несомненно. Я про то, что уровень третьей гармоники в стандартном усилителе мощности без фильтра может достигать -15 дБ, в то время, как интермодуль того же третьего порядка у частот со звуковым разносом при этом может находиться на уровне -40 дБ - коэффициент полинома частотозависим. 123123
А по поводу вопроса - не знаю иных вариантов... dontt44
-
Кстати, у ламповых усилков с ВКС в цепи анода, например с П-контуром, гармоники напряжения на аноде не велики, хотя их уровень растет в перенапряженном режиме.
Игорь, если делали такие расчеты, каким методом рассчитывали полином и какую его высшую степень принимали? Там есть свои подводные камни. Фильтровый способ определения мне кажется более точным, к тому же он не требует никакой тригонометрии. Задираем добротность измерительного контура до уровня кварца и подаем на него кашу сигналов выхода усилителя при двухтональном эксперименте, далее просматривая уровень выхода нужной ИМ составляющей. И потом несушки при измерении можно дополнительно задавить фазовым методом, определив угол сдвига фазы напряжения между входом и выходом ВКС.
-
Не, не припомню, чтобы я на основании эксперимента коэффициенты в полиноме рассчитывал... dontt44 cr123
-
Нет, я расчет не только коэффииентов но и самого усилителя имел в виду, конечо же.
-
И потом несушки при измерении можно дополнительно задавить фазовым методом
Вот тут мысли приходят не всегда одновременно. Еще проще дважды пропустить сигнал через фильтр, получив дополнительную фильтрацию, выход подаем на вход того же расчетного модуля, пара строчек "лишнего" кода.
-
Протестировал узкополосный фильтр с двойным пропуском сигнала. При входном сигнале амплитудой 1В с расстройкой 3 кГц на выходе остается то, что на 3-м скрине. Подавление около 63 дб, думаю достаточно. В один проход вдвое меньше. Можно задрать и больше конечно, например для получения 90-100 дб, но контур раскачивается медленно ввиду высокой добротности, число циклов расчета придется задрать минимум в 2 раза (а их уже 10 млн). Или можно пропустить и 3 раза. На последней скрине АЧХ, для подтверждения степени подавления.
-
Тройной пропуск. Добротность снизил до получения 25 дб на 1 проход при расстройке 3 кГц. Итого 75 дб. Пожалуй, на этом варианте и остановлюсь. Хотя, можно и 4 прохода попробовать.
-
Дополнительно увеличил фильтрацию, довел до 90 дб.
Игорь, при расчете интермодуляции (пусть пока о 3-м порядке) формула эта?
-
Да, только я бы ещё более конкретизировал - это отношение ОДНОГО тона к ОДНОМУ продукту интермодуляции третьего порядка... cr123 lol22
-
Пасиб 123123
-
1yep cr123
-
Освоил еще один способ, через преобразование Фурье. Самый быстрый и вероятно самой точный. Мы просто берем и исследуем период времени 2Пи. Подаем 2-х тоновый сигнал, с искажениями или без, на вход преобразования и по сути все. Частота отсчетов по теореме Котельникова должна быть минимум вдвое выше максимальной частоты сигнала (в т.ч. составляющей IMD). Далее, если 2 тона имеют частоты 999900 Гц и 1 Мгц, т.е. разница 100 Гц, просто вычисляем гармонику под номером 1000000, это будет один из исходных сигналов, потом 1000100, это будет составляющая IMD 3-го порядка, 1000200, это это будет составляющая IMD 5-го порядка и так далее. При этом совершенно не обязательно вычислять все на свете гармоники от нуля, достаточно вычислить только нужные, т.е. всего несколько штук. Это очень просто, быстро и качественно. Ну а далее по вышеприведенным формулам через логарифм (в формулах дробь можно перевернуть, что бы с минусом получалось) переводим в дб.
-
1yep cr123
-
Мысль давно сидела в голове, просто нужно было сесть, чуть покумекать и сделать. Можно еще добавить, что IMD можно смотреть и по гармоникам вниз, конечно. 123123
Ну и еще можно добавить, что так можно исследовать целиком весь спектр, но тогда придется рассчитывать больше гармоник. Вероятно именно это и делают спектр-анализаторы.
-
Освоил еще один способ, через преобразование Фурье.
Я даже написал его для себя сам, анализировал способы уменьшения ИМД3, вот только при этом другие ИМД вырастали. А вообще прикольно, как можно добиться провалов в интермодуляции точной подборкой режимов (практического значения в этом считаю 0), а вот только сдвигаешь настройки или уровень повышаешь и всё вылазит в монстроидальном виде и очень быстро.
-
У меня тоже самописный :) И результаты примерно теже, что-то сдвигаешь и картина меняется. Но по полезности у меня другое мнение, определенные вещи становятся более понятны. Знание факторов влияния на уровень IMD дает большее число мыслей на тему что-то подправить и улучшить. По крайней мере понимать что от чего зависит в любом случае интересно. :)
-
анализировал способы уменьшения ИМД3, вот только при этом другие ИМД вырастали.
Да я лет 15 назад приводил пример полного съедания компонент на месте третьего порядка компонентами интермодуля пятого порядка - напомню, пятый порядок даёт палки и на месте третьего, просто их можно противофазно истинному третьему сделать.
Оно и по жизни хорошо знакомо - снижением тока покоя двухтактника в АВ, довольно легко третий снижается, в то время, как за счёт этого, пятый, седьмой, а порой и девятый растут - спектр расширяется, там ещё характерно, что палки 5 и 7 интермодуля почти по одному уровню стоят... cr123
-
палки 5 и 7 интермодуля почти по одному уровню стоят
И рост их в зависимости от уровня основного сигнала уже не по квадратичному закону к основной компоненте, а по 4 и 6 степени, получается резкий переход к перегрузке
Я тоже давно, лет 10 назад смотрел такие фокусы
-
Пятого на месте третьего, это для других исходных частот или для тех же? Какая в этом случае арифметика?
-
Пятого на месте третьего, это для других исходных частот или для тех же?
Для тех же самых. Ведь нелинейность чисто пятого порядка (см. скрин) даёт частотные компоненты выше верхней частоты на один и два разноса частот двухтонового сигнала, и ниже нижней частоты аналогично, т. е., грубо говоря, ни только на месте пятого порядка, но и на месте третьего - выше и ниже основных частот по две палки. 1yep
Поэтому, не представляет особой сложности, при нелинейности как третьего, так и пятого порядка, подобрать эту нелинейность так, чтобы на частотах условно третьей нелинейности были нулевые палки, т. е., ближайшая от верхней частоты двухтонового сигнала будет на удвоенной частоте разноса, как и снизу. 123123
Аналогично, и седьмой порядок даёт три палки сверху, и три снизу, и при комплексной нелинейности третьего, пятого и седьмого порядков, полагаю, можно исхитриться на общем спектре какие-то компоненты поддавливать... lol22
-
Ну да, в общем логично. Я же сам считал не раз вот такие штуки. В отношении IMD нужно будет потестить этот режим. Просто у меня искажения заданы не какой-то функцией, а тем что получается, а там могут быть комбинации всех вместе взятых "искривлений".
Угол отсечки = 180.000
Степень функции = 5.000
-----------------------------------
№ гарм. |Коэфф.| Фаза
0 0.24609 0.0
1 0.41016 0.0
2 0.23438 0.0
3 0.08789 0.0
4 0.01953 0.0
5 0.00195 0.0
6 0.00000 0.0
7 0.00000 0.0
8 0.00000 0.0
9 0.00000 0.0
123123
-
dontt44 cr123