Что такое "Клиппинг" усилителя

[Jedy]

Читал, что в результате этого на динамики может подаватся постоянка и они от этого сгорают.
В чем суть процесса и как его предотвратить ?

[kkk]

Клиппинг (англ. Clipping — обрезание, срезывание, стрижка) — форма искажения звука. Выражающаяся в ограничении амплитуды сигнала при превышении выходным напряжением усилителя лимита напряжения питания. На осциллографе выражается как обрезание верхушек синусоидного сигнала. Субъективно выражается в возрастании громкости звука, появлении "шипения" и "треска".

[Jedy]

Ну это понятно - из синусоилды получится меандр. А каким образом таким сигналом можно попалить динамик ?

[kkk]

Сообщение от Jedy

Ну это понятно - из синусоилды получится меандр. А каким образом таким сигналом можно попалить динамик ?

Есть такая штука, как преобразование Фурье. Математический метод, теория, говорящая о том, что сигнал любой формы можно выразить математической функцией, представляющей из себя сумму гармонических сигналов, по-простому - синусоид.

Применительно к сигналам в электросхемах - всяк сигнал можно разложить на сумму синусоид. Они же гармоники.

чистый синусоидальный сигнал - это сумма первой гармоники (первого члена преобразования Фурье) плюс ноль. то есть одна синусоида и все. Но таких сигналов в природе нет.

Относительно чистая синусоида - первая гармоника (синусоида) плюс 0,005 второй гармоники (от величины амплитуды сигнала) + 0,0004 третьей гармоники.

Первая, вторая, третья и далее гармоники - это синусоиды частотой 1х, 2х, 3х от первой гармоники.

Так вот к чему это я.

Когда сигнал чистый - амплитуды паразитных гармоник (т.е. всех, кроме первой) в сигнале пренебрежимо малы.

Граничный случай синусоиды - меандр, прямоугольный сигнал. Идеальный меандр - это сигнал с временами фронта (нарастания сигнала от ноля до максимума), равными нолю. С точки зрения преобразования фурье - это сумма гармоник от первой до бесконечности с амплитудами, равными амплитуде первой гармоники.

Когда усилитель входит в клиппинг - сигнал на выходе начинает стремиться к прямоугольной форме, то есть амплитуде расти уже некуда, а вот время фронта - уменьшается. Математически - чем больше растет - тем больше растут амплитуды паразитных гармоник, приближая сигнал к прямоугольной форме.

Что в итоге. В итоге имеем сигнал, ну например, 50 Гц, амплитуды 14 вольт, в котором при клиппинге появляются частоты 100 герц, амплитудой 13 вольт, и 150 Гц, амплитудой 10 вольт, например.

Есть кроссовер мидбаса, давящий, как порядочный ФНЧ, все частоты ниже 70 гц. И что получается ? А получается, что основную гармонику (50 Гц) он задавил, а вот 100 и 150 Гц охрененной амплитуды и мощности он пропустил, и они тебе вскипятили катушку.

Ффух. типа так. Я могу ошибаться в деталях, цифры взял с потолка, но физику процесса вроде получилось описать достоверно

[Jedy]

Спасибо за разъяснения. Я примерно так себе и представлял, но оставались неясности. Теперь все понятно. Респект!

Не совсем так, и Фурье не виноват.При таком сигнале действительно возникнет масса гармонических составляющих.Для динамика,при условии,что мах мощность не превышена это не смертельно до тех пор,пока не появится постоянная составляющая.Вот протекание пост.тока через катушку и создаст проблемы:мало того,что динамик будет сильнее искажать сигнал,так еще и катушка сгорит рано или поздно. Причины появления пост.составляющей разные: от утечки разделительного конденсатора в простых схемах, до дисбаланса средней точки в мостовой схеме.
В меандре, синусоиде,да и в любом сигнале,симметричном относительно оси времени пост.составляющая =0.
Кстати,это совсем легко проверяется-тестер переводится в режим измерения постоянного напряжения,сначала ставится предел максимальный,потом можно перейти на низкие пределы.Тестер ничего не покажет.
А относительно чистой синусоиды,так она под рукой-сеть 220 В.

[kkk]

Сообщение от Кук

Для динамика,при условии,что мах мощность не превышена

Вот в этом тоже уверенности нет, в данном случае, потому как неизвестно, какая мощность была указана производителем. Может он имел в виду шумовую, когда 85 ватт размазаны по всему спектру, а может и на каком-то синусе с пределом КНИ....

Сообщение от Кук

Как это,чистой синусоиды в природе нет? А 220 В переменного тока,это что?

220 из розетки - это синус 50 Гц плюс шумы импульсного БП компа, наводки от мобилы, микроволновки, строчника в телевизоре, и т.п.

1-в данном случае мощность оставим в стороне,она не толжна превышаться никогда,да головка динамическая должна быть с запасом мощности.Если речи идет о нормальном режиме работы усилителя,то какой бы сигнал он не усиливал по спектру,ходь чистый синус,хоть белый или розовый шум,постоянной составляющей неоткуда взяться,кроме неисправного усилителя.
2-в природе генерирования переменного напряжения нет импульсных блоков питания,мобилы и проч.На синусоидальном напр.220 В прямо в розетке НЕТ ТАКИХ СОСТАВЛЯЮЩИХ,а если и есть,то они настолько мизерны,что говорить нет смысла.

[Jedy]

Кстати мы с Arrt с тестового диска крутили синусы и при помощи микрофона снимали то, что в итоге звучало.
Визуализировали на ноутбуке в реальном режиме времени, кароче микрофон + ноут, вместо осцилографа.
Я вам скажу - синус очень красивенький, если какой призвук салона - сразу видно искажение формы, когда начинается ограничение при увеличении громкости, - тоже было четко видно.

Одним словом идеальный синус - он практически существует

[Lambert]

Он-то существует. И даже не на бумаге. Есть генераторы звуковой частоты, есть программы их эмулирующие через звуковую карту компа и т.д. Один такой генератор фиксированной частоты и амплитуды несложно собрать на паре операционных усилителей УД2, стоимостью в пару гривен.
Выше шла речь о том, что "чистая" синусоида - не есть музыкальный сигнал. Оным является набор синусоид, разной амплитуды и частоты, с ихними же гармониками.

[kkk]

Сообщение от Кук

в розетке НЕТ ТАКИХ СОСТАВЛЯЮЩИХ,а если и есть,то они настолько мизерны,что говорить нет смысла.

Так мы же и не пихаем динамик в розетку Я пример-то приводил для описания преобразования Фурье, а не для каких-то расчетов. Насколько значимы посторонние кроме собственно синусоиды 50 Гц сигналы в розетке - зависит от прикладной задачи. А идеальных сигналов все равно в природе не существует, только в математике

...а он всегда был спорщиком,припрут к стене-откажется...В.Высоцкий

[Uksus]

Сообщение от Jedy

Читал, что в результате этого на динамики может подаватся постоянка и они от этого сгорают.
В чем суть процесса и как его предотвратить ?

Тю суть процесса в том что размах сигнала превышает динамический диапазон усилителя и ток на верхушка пиков становится постоянный или близким к такому.

Как этого добиться - нужно перегрузить усилитель по входу раза в полтора ... пока усь не сгорит он будет выдавать меандроподобный сигнал ...

Подать сигнал большой мощности и большой частоты ( Прости какака мне до сих пор стыдно )

Вообще есть еще понятия перегруза системы вообщем - когда на динамик подается сигнал близкий к его пиковой мощности или недопустимый по частоте ...

Синусы, преобразования фурье и прочие умные слова тут ни при чем ... особенно гармоники...


Как избежать перегрузки системы нужно рассказывать ?

[Jedy]

Сообщение от Uksus

Как избежать перегрузки системы нужно рассказывать ?

Спасибо, проясняется. Как избежать перегрузки - рассказывать нужно, может есть чего что я не знаю. У меня вроде бы как все было отрегулировано, чтобы перегрузить было крайне сложно. Да и при замере я выше 28 не крутил громкость (максимум в магнитолле 35). Вы SQ слушали на 23 (!!!!)... :roll:
Я вот думаю, что тут еще что -то сиграло какую то поганую роль.

И все таки подозреваю именно клиппинг. Уровень саба стоял на макс, думаю при замере - сильно просело напряжение (это был второй замер, аккум уже конкретно подсел) и из-за этого пошел клиппинг.
О том, что напруга просела - свидетельствует еще то, что второй замер был на 4 Db тише первого .... а это ж сами понимаете - очень много.
И еще подозрение - в Альпе линейный выход 4В, фиг его знает, как к этому отнесся DLS.
На самом деле боюсь повторения ситуации :oops:

[Uksus]

Отделяем мух от котлет !!!

Клиппинг или лимитирование - превышение сигналом ширины тракта (читай превышение по вольтажу). Только так обрезаются верхушки амплитуды сигнала и валит постоянный ток.

В принципе в большинстве усей стоит защита от постоянного тока и он должен выключать канал через определенное кол-во милисекунд. Выражается в коротком пропадании сигнала на большой громкости.

Перегрузка системы - мошность сигнала усилителя равна или превышает номинальную (вроде бы) или пиковую мошность ГГ что вызывает зависание катушки в крайнем положении ( то же справедливо и для сигнала большой частоты.

При просаживании вольтажа на пиках атака сигнала перестает быть линейной и собственно все ... Это выражается в хрипе всех "быстрых " сигналов на нормальном уровне громкости