Форум РадиоКот

Ас, ну ты как всегда...частенько блудишь: В электростатическом излучателе размах колебаний мембраны очень маленький и годиться лишь для высоких звуков, а то давно бы делали и низкочастотные. Звук можно делать и на "молнии". Но для высоких частот. Частота звука упирается в длину волны, а значит и длину "размаха" и чем ниже = тем длиннее. Посмотри на арфу.... Там весь диапазон = длина струн на каждую частоту. По идее: (щаз я Вас напугаю) - звуковая колонка должна иметь как минимум 48 динамиков разного диаметра, начиная от полуметрового и кончая пищалкой в 5 см. И каждый имеет свой усилитель для воспроизведения своей полосы частот вблизи своего резонанса (согласно диаметру излучателя и его ходу - то есть мощности). Шутка? Почти...зато и КПД вырастет и естественность звучания. Но цена....запредельная! А можно и проще: купить арфу и установить электромагнитный возбудитель на каждую струну
И тогда частотно - динамическая характеристика звукоизлучателя станет почти горизонтальной без пиков и провалов.

Немного скатываюсь во флуд.
Утверждения о том, что при подаче импульса диффузор динамика летит вперёд под воздействием нарастающего тока, а назад возвращается ТОЛЬКО под действием механического воздействия- равносильны утверждению, что существуют импульсы Г- образные, у которых есть передний фронт, полка, а заднего фронта нет от слова вообще.
Так что нужно учитывать и задний фронт, и насколько подвеска диффузора тормозит движение "вперёд", настолько же она помогает движению "назад"_ к первоначальной точке, откуда началось движение. Ессно, по инерции она её проскакивает.. Оттого у нас и получаются выбросы на переходной характеристике. Аналоговыми методами обработки (вроде игрой с выходным сопротивлением усилителя или ЭМОС) эти выбросы достаточно успешно подавляются.
Мяу! наверное, математическая модель как чисто механическая не полностью ( или вообще неправильно) описывает поведение динамика.

Для поршневого режима работы диффузора математическая модель существует, и неплохо показывает происходящие процессы... Сложнее просчитать работу диффузора на более высоких частотах, где диффузор перестаёт работать, как одно целое. Да и коррекцию делать за границами поршневой зоны будет труднее - разные части диффузора колеблются по-разному, какое из колебаний компенсировать?!

Сэр Мурр писал(а):Немного скатываюсь во флуд.
Утверждения о том, что при подаче импульса диффузор динамика летит вперёд под воздействием нарастающего тока, а назад возвращается ТОЛЬКО под действием механического воздействия- равносильны утверждению, что существуют импульсы Г- образные, у которых есть передний фронт, полка, а заднего фронта нет от слова вообще.
.

Сэр, - обьясню: у сигнала есть положительная полуволна (относительно нулевого значения), и отрицательная полуволна. Так вот: при положительной полуволне электромагнитная катушка смещается в одну сторону(относительно постоянного магнитного поля), а при отрицательной полуволне - в обратную сторону
Рассмотрим одну полуволну: она нарастает - нарастает и усилие (механическое) = катушка сдвигается в одну сторону, например = вправо. Волна (синусоиды) спадает - спадает и усилие сдвига ВПРАВО! Вправо, но не влево (обратно). Понял? А чтобы катушку принудительно сдвинуть в обратную сторону, то и электрический ток должен протекать в обратную сторону, то есть при отрицательной полуволне на графике.
Но у катушки есть и "возвратная пружина" = сам диффузор пружинит и его "юбка" - центрирующая шайба. То есть в эти процессы вмешивается и возвратная(для диффузора) пружина. Она старается вернуть диффузор в нулевое положение и имеет свою силу, скорость, инерцию...то есть вносит искажения. Электрический сигнал быстро меняет свою полярность, размах, частота в конце концов = намного выше инерции механических частей любого динамика. Это, чтобы понятно было: выстрел вверх - пуля моментально вылетела и где то...потеряв всю энергию, медленно, именно - медленно начинает разгоняться обратно вниз. У динамика точно так же: мощное электромагнитное поле дало пинка диффузору вперед и так же резко спадает, а вот инерция (масса ) отстает от действия электрического сигнала и будет нарастать (обратный пинок) от отрицательной полуволны сигнала. (если она будет).

Brigadir, объясню: У любого импульса есть передний фронт- нарастание, и задний фронт- спад.
именно об этом я говорил. О том, что у реального сигнала есть и положительная полуволна, есть и отрицательная- знаю.
И о воздействии подвеса, иначе называемого гибкостью- тоже слышал.
Впрочем, об этом знают все, кто отметился в теме.
Давайте переходить от азбучных истин к делу.
Согласны, что предлагаемая коррекция необходима?
Я пока что не уверен в этом.
Было бы неплохо провести реальный эксперимент- подать импульс на динамик, а звуковой отклик с динамика зарегистрировать измерительным микрофоном, и посмотреть на двухлучевом осциллографе РЕАЛЬНЫЙ сдвиг Между поданным электрическим сигналом, и его звуковым воплощением.

Ну наконец-то некоторые участники темы начали понимать в чём дело.
Пример пули, которая вниз летит под воздействием только небольшой силы тяжести, помогает понять идею.

Да, если мы хотим, чтобы диффузор динамика наиболее точно воспроизвел П-образный импульс, мы должны сначала его пнуть наружу, к слушателю. Пнуть максимальной силой, на какую способен УМЗЧ. И некоторое время удерживать эту максимальную силу. А на подлете динамика к крайнему положению (к верхней перекладине П-импульса) – пнуть в обратную сторону и тоже максимально сильно. Т.е. приложить отрицательный импульс. Чтобы остановить полет как можно быстрее. Потом опять поднять импульс до некоторой положительной высоты (не максимальной, а той, которую входной сигнал требует), чтобы не дать диффузору под действием подвеса двигаться обратно.

А когда настанет время диффузору двигаться обратно (на правом спаде П), не просто выключить ток, а пнуть диффузор максимально сильно назад. Пнуть и удерживать силу пинка. Иначе диффузор под действием упругости подвеса поедет слишком лениво, дрябло, и ширина импульса недопустимо возрастет, он станет пологим.

И опять же, при подлете к нейтральному положению нужно такое переключение пинков, чтобы диффузор остановился, а не пролетел нейтральное положение.

На самом деле картина еще более сложная, поскольку диффузор на подвесе желает трепыхаться с некоей резонансной частотой, а умный корректор должен помешать его намерениям.

Никакой самый идеальный УМЗЧ этого не может. Потому что этих пинков нет в исходном сигнале. Эти пинки в сигнал должен добавить цифровой корректор на входе УМЗЧ. Причем должен добавить загодя, с опережением событий. Фронта сигнала еще нет, он не пришёл (хоть на возрастание, хоть на убывание), а пинок уже должен начаться.


Именно потому я и написал несколько дней назад про УМЗЧ, который тянет диффузор назад. Кажется, Brigadir уже понял, почему я так писал. Удивительно, что Сэр Мурр еще не понимает. Сэр, осмелюсь доложить, чтоBrigadir на этот раз высказался в тему. Он, видимо, забыл диффуравнения (а может и не изучал их), но суть он уловил правильно. Его пример с пулей хорош. (Я постараюсь для нуждающихся позже написать пояснения в рамках школьной математики. Про простейшие диффуравнения. Уж если здесь все понимают, что такое АЧХ ФЧХ, – поймут и диффуравнения).

Но и это ещё далеко не все. Все понимают, что смещение диффузора это одно, а давление на уши это другое. Дальше распространяться не буду. Рано. Иначе тема в примитиве утонет.

А ещё всякий пинок – это скачкообразное изменение ускорения. И наши уши его услышат! Услышат пинок торможения, которого не было в исходном сигнале!

Поэтому пинать надо нежно, не прямоугольником, гладенько, ограничивая скорость изменения второй производной сигнала. Я надеюсь, что здесь знают пример про закругление рельсов. Если прямой путь продолжить путём, идущим по окружности постоянного радиуса, то при переходе с прямого пути на круглый, вагоны (и рельсы) испытают мгновенный боковой удар. Хотя глаза там никаких изломов пути не видят.

As, энтузиасты электростатики (я не Вас имею в виду) часто не понимают, что звуковая волна – это волна давления. Они черпают свои представления о звуковых волнах из своего личного опыта создания волн на поверхности воды – вёслами или камешками (помните Козьму Пруткова?). И потому забывают, что все ЭС системы – открытого типа. У них лицевая сторона фольги, двигаясь к слушателю, создает повышение давления. А тыльная в то же время – разряжение. И они оба летят к слушателю – и повышение давления и его уменьшение. Только второе запаздывает, потому что прилетает с задней стороны. На низких частотах это запоздание приводит к тому, что в уши прилетает значительно ослабленная волна. Именно поэтому старым ламповым радиоприемникам не хватало басов. Именно поэтому те, кто продвигал в массы попсу, хиппи и т.п. биг-бит (а это была и есть политика воздействия властей на народ с целью его удержания в узде, в оглоблях и т.п.) - именно поэтому создали поршневой динамик для работы в закрытой со всех сторон коробке. Это резко повысило отдачу на басах. Что и требовалось для давления на психику молодёжи.

Если же ЭС излучатель сделать закрытым (например, две плёнки параллельны и работают в противофазе) – он сразу приобретет все недостатки колонок с динамиками. Начнет сказываться упругость воздуха между пленками, появятся ужасные острые резонансы, которые уж точно без математики и цифровой коррекции уменьшить будет нельзя. Ведь Вы посмотрите: идея параллельных плёнок в противофазе очевидна, однако никто за неё не берётся. - Потому и не берутся.

Прошу извинить, что задерживаю создание обещанной следующей иллюстрации, работа все силы отнимает.

Да, не понимаю.

Вернёмся к импульсу.
передний фронт- дифузор движется верёд под действием тока в катушке, преодолевая упругость подвеса, и толкая присоединённую массу воздуха- да, есть некоторая задержка. Полка- задержки уже НЕТ. диффузор остаются в выдвинутом состоянии.
задний фронт- диффузор возвращается в прежнее состояние под действием двух сил- упругости подвеса и действием электрического тока в катушке. Вы же не будете утверждать, что длительность заднего фронта равна нулю?
Никакой аналогии с пулей не усматриваю.
Принимайте во внимание так же и присоединённую массу воздуха при движении диффузора- скорее всего, она в расчётах должна прибавляться к массе диффузора, и его упругость... Но надо остановиться на упрощённой модели.
То, что старым приёмникам не хватало басов- очень спорное утверждение, как и последующие выводы.
Как раз старые кинаповские динамики, работавшие от ламповых усилителей, обеспечивали качественное воспроизведение НЧ- это достигалось правильно рассчитанным акустическим оформлением- ящиками объёмом в сотни литров.
Компрессионные (поршневые) динамики появились вследствие желания уменьшить объёмы акустического оформления.

Сэр Мурр, насчет акустического КЗ на низких частотах как причине появления поршневых динамиков я изложил азбучные истины, которые были общеизвестны в 1960х годах. О них много раз писали в “Радио”, в справочниках для радиолюбителей и т.п. Это прописная истина. Причем тогда же писали, что у поршневых динамиков КПД в несколько раз ниже.

Вот ссылка на фото колонок проигрывателя Аккорд 201. Вид сзади.
http://img22.olx.ua/images_slandocomua/ ... istemy.jpg

(Динамики разные, очевидно хозяин менял).

Если эти две колонки сложить вместе – получится коробка меньше, чем одна колонка 10-МАС-1 – первая советская колонка с поршневым динамиком. МАС = “малогабаритная акустическая система”. Как видите, её появление вызвано вовсе не желанием уменьшить размеры.

Причина её появления в картонках с дырочками (см. фото, типичное для тех лет акустическое оформление бытовой радиоаппаратуры). В эти колонки ставили 4-ГД-28 или аналогичные им с паспортной полосой 63 Гц – 12500 Гц. Эти дырочки надо было закрыть, т.е. сделать замкнутую АС.

Напоминаю. 63 Гц это 5 метров длины волны. В колонках на фото акустический путь до слушателя от задней стороны диффузора примерно на полметра длиннее, чем путь от передней стороны. На частоте 63 Гц к слушателю приходит волна от лицевой стороны диффузора и такая же волна от тыльной в противофазе, отстающая на 0.1 длины периода. При их сложении получаем
cos(alpha) – cos(alpha – 2*Pi/10) = – 2 sin(Pi/10)*sin(alpha – Pi/10)
- т.е. амплитуда умножилась на 2 sin(Pi/10) = 0.62
От мощности волны осталось примерно 0.36

И подобное будет со всеми частотами, близкими к нижней 63 Гц.
А некоторые другие частоты, наоборот, усилятся.
В установившемся режиме, естественно.

Теперь снова насчет цифровой коррекции, раз уж что-то осталось непонятным.

Я использовал всем известное уравнение

mY’’+kY’+cY=F(t) (6)

Здесь
Y =Y(t) положение диффузора в момент t (Y >0 означает отклонение к слушателю, на графике – вверх),
m = масса диффузора (с погранслоем воздуха, с учетом массы подвеса или без них – не важно),
k = коэффициент трения, пропорционального скорости (чего в механике не бывает, но качественно все получается как надо),
с = жесткость подвеса (пружины),
F(t) вынуждающая сила как функция времени.

Вынуждающую силу я по закону Ампера считаю прямо пропорциональной силе тока в катушке
F(t) = k1*I(t)
Силу тока в катушке я считаю пропорциональной выходному напряжению УМЗЧ (на низких частотах индуктивностью 0.5 мГн я пренебрегаю, потом учту её, это потребует повысить порядок уравнения)
I(t) = U(t)/R
Выходное напряжение УМЗЧ считаю прямо пропорциональным входному X(t) (идеальный УМЗЧ)
U=k2*X(t)
И после деления обеих частей уравнения (6) на m получил уравнение

Y’’+p1*Y’+p2*Y=p3*X(t) (7)

Константы p1 и p2 я задал исходя из круговой частоты 200 (около 32 Гц, мат. программа хорошо решает дифференциальные уравнения только если параметры - целые числа) и декремент затухания задал 100, что обеспечивает добротность близкую к 1 (это значение типично для реальных динамиков).

Таким образом, мне не понадобилось измерять массу, жесткость, чувствительность и т.п. параметры. О величине константы p3 см. чуть ниже.

Уравнение (7) я использую двумя способами: либо для получения Y(t) по заданному X(t) (получение движения д-ра по заданному Uвх), либо для получения X(t) по заданному Y(t) (получение Uвх по заданному движению диффузора).

Сказанное может создать впечатление, что мы можем по любому желаемому движению Y(t) получить обеспечивающее его Uвх.
Это не совсем так. Дело в том, что для получения решения нужно задавать еще и начальные условия: Y(t0) и Y’(t0) в начальный момент t0. Именно они включают в рассмотрение переходные процессы.

Теперь насчет направления сил. Brigadir, разумеется, неправ в его попытках привязать направление сил к полуволнам сигнала. Для разных сигналов это выглядит по-разному. В общем виде это сложение сил можно видеть в (8).

Y’’= –p1*Y’–p2*Y+p3*X(t) (8)

Для получения (8) мы переносим в (7) силы в правую часть с обратным знаком и видим, что
1) сила трения (первое слагаемое) всегда направлена в сторону, противоположную скорости Y’(t)
2) сила пружины всегда направлена в обратную сторону к смещению Y (т.е. в верхней полуплоскости графика она направлена вниз, в нижней – вверх, она есть сила возвращающая).
3) вынуждающая сила (третье слагаемое) направлена по стараниям УМЗЧ,
если Uвх>0 то вверх, если Uвх<0 то вниз. Напоминаю, она прямо пропорциональна Uвх.

Теперь про p3. Эта константа меняет масштаб графиков X(t) и Y(t) в одинаковое число раз. Поэтому:

1) Её можно задать какой угодно. Лишь бы положительной была.
2) На моих графиках по горизонтальной оси – реальное время в секундах, а по вертикальной оси деления вообще ничего не значат. У меня нет для них напряженности магнитного поля в зазоре, числа витков катушки и т.п. и нет желания с ними возиться – без пользы это занятие в линейной модели.
3) Красную линию на моих графиках при желании можно понимать четырьмя способами

3a) как входное напряжение УМЗЧ в Вольтах Uвх,
3b) как выходное напряжение УМЗЧ в Вольтах Uвых,
3c) как выходной ток УМЗЧ в Амперах Iвых,
3d) как силу F действия тока в катушке на диффузор в Ньютонах.

Разница по вертикальной оси будет только в масштабе и единицах измерения.




На новом рисунке я добавил к уже построенным ранее красной линии (это входное напряжение оно же сила действия УМЗЧ на диффузор) и к чёрной линии (это зависимость положения диффузора от времени) - добавил зелёную линию. Это вторая производная от черного графика, т.е. ускорение диффузора в соответствии с уравнением (8).

Она показывает нам зависимость от времени алгебраической суммы (равнодействующей) трёх сил: силы действия тока УМЗЧ на д-р, силы действие трения на д-р, и силы действия упругости подвеса (всех тех слагаемых, что в правой части ур-ия .

Вот теперь вы все своими глазами можете видеть, куда равнодействующая направлена в каждый момент времени.

Brigadir, я надеюсь на то, что Вы более не будете поднимать этот вопрос. Если что неясно – смотрите на зеленую линию на графике. Если очень надо, могу добавить еще график производной, т.е. всех слагаемых из правой части ур-ия (8).

Про прямоугольный импульс позже напишу. Дайте сначала с этим до конца разобраться, коррекцию показать.

P.S. “Бегун” реально вешает мой комп. Он что, шарит по компу, что ли? Опять пришлось скрипты отключать. Даже Ворд повесил.

Добавляю еще рисунки. Напоминаю, здесь везде используется идеальный усилитель, с АЧХ горизонтальной от 0 до + бесконечности, без фазовых искажений, КНИ=0, КИИ = 0, выходное сопротивление ноль.
Сигнал с этого идеального усилителя мы подаем на поршневой динамик с нулевым резонансом 36 Гц, декремент затухания 100, добротность 1.1 , резонансная частота в учетом трения 34 Гц, индуктивность 0.
Вот и смотрите, что он сделает с входным сигналом (U вх красного цвета, положение диффузора – черным цветом).

Не впадайте в шок и не ищите у меня ошибок. Дело в том, что в отличие от традиционных измерений я беру не установившийся режим, а переходный процесс (в головке), вызванный либо одиночной полуволной либо несколькими волнами. Это то, что все стараются не рассматривать. Особенно – продавцы.

127 Гц (в надписи – опечатка)

509 Гц

1000 Гц

Как видите, динамик упорно не хочет произносить ничего, кроме своего любимого “пых” на частоте 34 Гц.
Сэр Мурр, думаю, Вы уже догадались, что получится из короткого П-импульса. Примерно то же самое, что на последнем рисунке.
А вот как поршневой динамик воспроизводит 10 волн частотой 509 Гц

Не правда ли, впечатляет?

Меня спросят: “Как же так? Вы нас убеждаете, что динамик не воспроизводит ничего, кроме своих хотений? Но ведь мы же слышим, что он воспроизводит те же самые 509 Гц!”
Отвечаю.
Конечно, слышите. Воспроизводит. Посмотрите и убедитесь



Вон, видите черную линию на интервале от 0.04 до 0.08 сек? Для входящих 40 волн 509 Гц (красная линия) это ваше всё.

“Павлины 6% КНИ, говоришь? Ну-ну…” (© Тов. Сухов)

И тут я не откажу себе в удовольствии процитировать одного из товарищей, очень долго мяу…вшего о якобы полной бесполезности темы.

Мы звук слышим в достаточно высоком качестве Достаточно.

Ещё этот товарищ говорил, что люди на самом деле любят искажения, причем разные люди любят разные искажения.

Ага. Лозунг дня: “ Больше искажений, хороших и разных! Каждому слушателю – своё искажение!”
Так и слышу диалог ограбленных пенсионерок хипующих старушек: “Маврикиевна, ты что больше любишь найти в помой... поп-музыке: арбуз или свин… завал или крутые фронты импульсов?”
Так и вижу партитуру симфонии “Чёрный квадрат” Малеев… для большой ржавой железной бочки без оркестра.
Рекомендовано исполнять в хорошо резонируюших сельских клубах сталинской постройки (“Только один день! Проездом на Всемирный конкурс дирижеров-исполнителей в Рио-де-Жанейро!”) Прослушивание записи - только через 46-и канальную Hi-Еnd аппаратуру с эффектом дистоушн.

Сэр Мурр, а теперь я хотел бы уступить Вам место председательствующего в теме топикстартёра, чтобы Вы предложили нам какую-нибудь традиционную коррекцию УМЗЧ (в абсолютно идеальный УМЗЧ подпаять кондёров, катушек, добавить ООС, прилепить к динамику ЭМОС), которая бы избавила нас от этих ужасов неприятностей (которые на рисунке).
Жду Ваших предложений и картинок.
А я пока дальше помедити… помоделирую.

Посмотрел графики. Очень похоже на модуляцию - собственная частота динамика модулирует поданную на него частоту. Неужели ( для частот, что кратно выше резонансной частоты динамика) эта модуляция будет услышана? Возможно- профессиональными ушами. И ещё хочу напомнить- тема началась с задержки звукового сигнала относительно поданнного электрического, в приведённых графиках я этого не увидел (может, не туда смотрю?).
Чисто из любопытства- провести расчёт при отрицательном выходном сопротивлении усилителя, и при положительном. Это к тому, чтоб добавить информации о "тёплом ламповом звуке".
При моделировании не учитывался уровень подаваемого сигнала?
Благодарю за передачу эстафеты в теме, но "бегаю шибко медленно" могу не добежать до финиша.

Пишу с выключенными скриптами. Тэги вставляю вручную. Потому цитаты как бы анонимные. Прошу извинить.

Неужели ( для частот, что кратно выше резонансной частоты динамика) эта модуляция будет услышана?

Для одиночной пачки импульсов - вряд ли. А если сравнивать две периодические последовательности пакетов волн - пакетов с П - образной огибающей и с такой, как на последнем рисунке, - то думаю, все заметят разницу. Не заметить такой выброс в начале пакета, который в 6 раз выше волн пакета и не заметить такой выхлоп в конце пакета - вряд ли...
Вообще-то надо бы послушать. Хотя бы на наушники. Но я пока не владею никаким средствами для этого. Надеялся на форумчан.

Чисто из любопытства- провести расчёт при отрицательном выходном сопротивлении усилителя, и при положительном. Это к тому, чтоб добавить информации о "тёплом ламповом звуке".

Да, любопытно. Динамику изменения сигналов вроде бы никто не исследовал. Взял на заметку, сделаю (если ничто не помешает). Надо еще смоделировать работу ИТУН с динамически меняющемся сигналом, но мне сомнительна классическая модель выходного сопротивления УМЗЧ. ИМХО (1) реакция ЭДС в катушке динамика как-то влияет на режим выходных транзисторов УМЗЧ и я не уверен, что это учтено (2) вот в чем я уверен, так это в том, что понятие выходного сопротивления придумано для периодического сигнала если вообще не для постоянного (для стабилизаторов) Тут для моделирования мне понадобится помощь форумчан - в схемотехнике я не силен, а пользоваться стандартными пакетами моделирования схем было бы неразумно. Диффуры надо составлять самому, а не пользоваться котом в мешке "мэйде ин ненаше".

При моделировании не учитывался уровень подаваемого сигнала?

Нет. Я выше объяснил почему. Уравнение (модель) линейна. Если входной сигнал X(t) умножить на K, то и выходной Y(t) умножится на K. Это избавило меня от необходимости знать числовые значения всех параметров. Но в будущем мне придется эти числа добыть хотя бы потому, что в нелинейной модели без них - никуда. Там изменение величины входного сигнала меняет форму выходного. Да даже необходимость учета ограниченности скорости нарастания выходного напряжения - и та требует остальных чисел.

"бегаю шибко медленно" могу не добежать до финиша.

Ну так и я такой же. Если не хуже. У нас тут главное не победа, главное - участие =))

И ещё хочу напомнить- тема началась с задержки звукового сигнала относительно поданнного электрического, в приведённых графиках я этого не увидел (может, не туда смотрю?).

Через неподобающие очки смотрите.
Задержка сигнала - понятие, определенное только для периодических сигналов,с дискретным спектром, т.е. раскладываемого в РЯД Фурье.
А одиночный импульс (или ограниченный пакет импульсов) раскладывается в ИНТЕГРАЛ Фурье, у него спектр непрерывный. Грубо говоря, там бесконечно много (не просто бесконечно, а континуум) частот и соответствующих слагаемых бесконечно малой амплитуды. И каждое слагаемое имеет свое время задержки, у всех - разное. Ну и что мы должны понимать под задержкой всего ингерала (суммы гармоник, которые все отстают по-разному)? Вон, посмотрите выше картинку для одиночной полуволны 127 Гц.
http://img.radiokot.ru/files/112104/med ... bkfelt.gif
Она красным цветом, а то, что из нее получилось - черным. Горб отстает и разъехался в ширину, да еще за ним идут другие горбы, которых не видно в исходном сигнале. Как тут ввести понятие "отставание"?
Всё так и есть. Такова специфика одиночных импульсов и переходных процессов, интегралов Фурье (а не рядов, привычных всем).

Опять отклонюсь в сторону психо-физиологического восприятия звука.
Хотел сегодня добавить о прерходном процессе, но Вы и сами это заметили- скорее всего, при воспроизведении "пачек" импульсов, искажения могут быть заметны. Как раз такой особенностью обладает оркестровая симфоническая музыка- чередование пиано- фортиссимо, и симфонический оркестр обладает самым большим динамическим диапазоном. В современной электронной музыке искажения- составная часть звучания.
Насчёт выходного сопротивления усилителя. Вообще-то это понятие есть для любых электрических сигналов- и постоянного, и переменного тока.

понятие выходного сопротивления придумано для периодического сигнала

А что мешает рассматривать непериодический сигнал как сумму кратковременных периодических сигналов?

реакция ЭДС в катушке динамика как-то влияет на режим выходных транзисторов УМЗЧ

Безусловно- влияет. Например, на резонансной частоте, и кто более, кто менее успешно с этим борется.

пользоваться стандартными пакетами моделирования схем было бы неразумно.

В схемотехнике существующие пакеты очень точно моделируют процессы.Самому составлять диф. уравнения- это крайне полезно, но я за это не возьмусь

А что мешает рассматривать непериодический сигнал как сумму кратковременных периодических сигналов?

Спектр. У одиночного импульса он непрерывный. Оставляя от него лишь дискретный ряд частот, получаем неизвестно что с очень большим вложением нашего произвола с неизвестными последствиями. Те, кто так поступает, приписывает одиночному сигналу первую частоту по своему произволу. Тогда как на самом деле спектр одиночного импульса начинается от НУЛЯ.

В схемотехнике существующие пакеты очень точно моделируют процессы.

При этом те ребята, которые эти пакеты продают и очень нахваливают, как-то уж очень скромно умалчивают о математике, которую в них заложили.
Например, я сейчас добавил в линейную модель L и R динамика. Порядок уравнения вырос до третьего, т.е. появилась третья производная. Если круговая частота синусоиды равна 1000 (т.е. 160 Гц) то после вычисления третьей производной синус приобретет знак минус и множитель 10^9 (прописью: миллиард). Впечатляет?
В том уравнении, которое я сейчас использую, старший коэффициент =1, а младший = 4*10^8 (400 миллионов). И меня выручает то, что система умеет точно решать такие уравнения. Я ей задал 32 знака точности, но она все равно иногда тормозит, выдает ответ в виде интегралов, которые она не смогла взять, и при рисовании графиков часто отказывается это делать из-за переполнения.
А что будет, когда я туда добавлю еще пару грузиков, моделирующих резонанс воздуха в колонке и несинфазность колебаний зон на поверхности диффузора? – Порядок системы возрастет до седьмого. И тогда появится множитель 10^21 в седьмой производной и будет очень напрягать.
Поневоле изумляешься нашим предшественникам, которые моделировали на АВМ системы ОДУ 9 - 47 порядка.

А что в тех пакетах? Какой кот в мешке?
Там же все на численных алгоритмах держится. А ими вслепую пользоваться нельзя. Я должен видеть, что они делают. Должен видеть используемые модели транзисторов и т.п. А мне не показывают. Боятся, что не куплю, если увижу.

Даже в широко известных всей планете математических пакетах есть ошибки. Мэпл, как мне помнится, вычислял сумму бесконечной геометрической прогрессии тогда, когда она не существует. Матстудио, вычисляя предел сигнума в точке 0, уверяет, что он равен 0. Что уж говорить об инженерных пакетах?

Даю новую порцию картинок.
Добавил R = 4 Ома, L=0.5 мГн. Постоянная времени цепи R-L намного меньше, чем время затухания механических переходных процессов, поэтому на низкой частоте влияние на глаз незаметно.
Добавил масштаб. Для этого положил, что 200 мВ постоянки на входе УМЗЧ отклоняют диффузор на 2 см. Если положить, что на выходе в это время 20 В, то ток 5 А и коэффициент усиления = 100. Насколько я понимаю, в практике примерно так и есть. Поправьте меня, если ошибся.
Нестабильность питания, разумеется, не рассматриваю пока. УМЗЧ по-прежнему идеальный.
Следующим этапом как-то ограничу скорость нарастания выходного напряжения. Наметил 20 В/мксек. Это я подбираюсь к коррекции импульсами. Не хочу получить прекрасные результаты за счет импульсов амплитудой в несколько киловольт и токов в килоамперах )))
Программу опять придется переделывать заново.

Амплитуда входа 0.2 V. На вертикальной оси деления в метрах. По горизонтали – секунды.

Оцените амплитуду колебаний диффузора.

Кстати, именно на этом держится популярность поршневых динамиков. На низких частотах отдача падает из-за того, что длина воздушной волны больше диаметра диффузора. Но одновременно растет амплитуда колебаний.

Поскольку пачка волн с П-образной огибающей с музыкальной точки зрения не вызывает никаких симпатий, я пытался имитировать звук.
Взял частоту примерно ноты До первой октавы, но не нашел в Интернете детальных осциллограмм для рояля.
Если кто видел такие осциллограммы – прошу подсказать, где.

Моделировать по своим понятиям атаку и последующее затухание из квазиполиномов я замучился и потому взял просто синус с экспонентой, грубо включил в 0 сек и выключил через 0,314 сек.


Вот что получилось на диффузоре громкоговорителя.


Величина выброса после окончания звука зависит от скорости изменения сигнала в момент выключения (звука).

Bragadir, возможно, будет рад выбросу в начале: выброс как бы приближает плохой электроорган к реальному роялю.
Но беда в том, что этот выброс не зависит от частот, не зависит от нот.
Он зависит от скачков входного сигнала и его производной.
Вот, смотрите, я заменил синус на косинус и что из этого получилось.



Добавление LR в модель создало кучу проблем. Из-за них на время после выключения сигнала в решении уравнения появился коэффициент 10^1384 (да-да, число с 1384 нулями). Счет проходил при 100 знаках точности, программа смогла решить уравнение, но подпрограмма рисования графика отказалась работать.
1000 знаков точности программа тоже может дать (может и 10000), но ждать придется слишком долго.

Не знаю, как авторы моделирующих пакетов обошли такие препятствия. Вероятно, ради численных методов они превращают уравнение в систему и тогда мелкие слагаемые просто теряются, - за счет этого на некоторых интервалах времени программа решает уравнение более низкого порядка, чем задано.
Вот заодно привожу картинку, которая показывает программное появление артефактов. На нижеследующем рисунке плавание частоты создано программой рисования из-за недостаточного разрешения рисунка, заданного по умолчанию. Это к вопросу о доверии к моделирующим пакетам.

Интересные графики- смещение диффузора в зависимости от частоты. Ну прямо как сдвиг фаз тока и напряжения при комплексной нагрузке.

Доброй ночи!

Интересные графики- смещение диффузора в зависимости от частоты.

Где? Я вроде такого не рисовал. Это графики мгновенного положения диффузора. На входе пачка волн с экспоненциально убывающей огибающей, имеющая начало и конец. Спектр у нее непрерывный.

Ну прямо как сдвиг фаз тока и напряжения при комплексной нагрузке.

Грузик на пружинке и колебательный контур в линейном приближении описывают одним и тем же уравнением 2 порядка.
Но в механике предпочитают дифференциальные уравнения движения, а в ТОЭ - язык амплитуд и частот для периодических сигналов (движений). Однако ничто не мешает применять оба метода и там и там. Всё зависит от задачи.
Для задач о переходных процессах язык амплитуд и частот должен отойти на вторую роль, вспомогательную. Он не может нам помочь почти ничем. Исключение - медленно меняющийся периодический процесс. Но это не то, что нас интересует.


Немного и я схожу во флуд. Тем более, что у меня что-то не клеится очередная модель.

Электромеханическая аналогия (их очень много, этих аналогий, - оптико-механическая, механоакустическая и т.д.) очень активно использовалась в послевоенные годы для моделирования технических систем.
Надо было написать дифф. уравнения для моделируемой системы, переделать их в интегральные, а потом проводочками со штекерами собрать цепь из стандартных блоков, которая бы соответствовала этим уравнениям.
Дальше - включить ток и просто смотреть на осциллографе, как живет система.

Вот здесь показана и немного описана АВМ МПТ-9. На такой я лабораторную работу делал, будучи студентом )))
http://www.computer-museum.ru/histussr/analog_mpt-9.htm

Есть такой анекдот. На самом деле - быль. Я его знаю от участника событий (преподавателя).
Очень знаменитый оружейник, высокий генерал (не буду его называть), инспектировал военное училище.
Зашел в класс, где офицеры проходил переподготовку. Там по стеночке стояли эти самые АВМ и к ним на столах - куча проводов со штекерами в картонных коробках от ботинок.

Ну, всё как полагается.
Преподаватель командует "Товарищи офицеры!"
Все встают.
Преподаватель отдает рапорт.
Генерал приветствует, офицеры отвечают, генерал обходит класс.
И тут его взгляд падает на эти кучки проводов в драных коробках.
КУЧКИ!
Непорядок!
Генерал мгновенно вспыхивает гневом и резко спрашивает преподавателя: "Это что такое?!"
Тот недоуменно отвечает: "Проводники..."
Генерал "Проводники?! Весь мир уже перешел на ПОЛУпроводники, а тут этот хлам валяется?! Немедленно убрать!!!"
И в гневе вышел из класса.
Когда он скрылся за дверью, воздух раскололся от гомерического хохота офицеров.

Сэр Мурр писал(а):Интересные графики- смещение диффузора в зависимости от частоты. Ну прямо как сдвиг фаз тока и напряжения при комплексной нагрузке.

Так у ВольтАмпера усилок такой - как дал сигнал, так у него транзюк подпрыгнул. А если кроме смеха: с генератора можно взять кусочек сигнала двумя способами: вкл/выкл тумблером проводник с сигналом (безобидно). 2 - Вкл/выкл питание на генератор. А тут возникает переходной процесс в виде всплеска (что мы и наблюдаем на графике постоянно).
Ну и вернемся к качеству звука, согласно подьебки таксиста: Вам шашечки или ехать??? Так и здесь: Вам слушать музыку или на графики пялиться? Вот не было у человека осциллографа, он и не забивал себе голову этой идеей.
Лана, оставим критику в покое, хотел спросить у Иследователя: Вы осциллограммы снимаете с реальной установки? (генератор - УНЧ - измерительный микрофон), или на компьютере виртуальностью занимаетесь? Сообщите нам: коэффициент гармоник генератора, все электрические данные УНЧ, какие динамики в акустической системе ??? Что, нет реального усилка? Тогда нафига Вы тут мозг парите?
А на компьютере и я умею графики рисовать....любые....

Volt_Amper, а Вы вот эту статейку ещё не читали? http://reanimator-h.narod.ru/emos.html
Человек решает ту же задачу, там и графики, и расчёты... Там ещё и продолжение есть...