Как в RAA строятся графики уровня напряжения, тока и мощности от величины сопротивления нагрузки
Порядок действий проведения тестирования
Записанный сигнал на анализ
Тестовый участок файла состоит из череды синусов с убыванием по уровню (0, -1, -2, -3, -4, -5, -6, -9, -12, -15, -18, -21, -25, -30, -40, -50, -60, -70, -80 и -90 dBFS). Сперва уровень синуса в тестовом сигнале уменьшается с шагом в 1 дБ, потом с шагом 3 дБ и далее по нарастающей до шага в 10 дБ. Записанный файл разбивается на участки и для каждого уровня строится спектр.
В спектрах для усилителей уровень основной гармоники выражен через напряжение в dBV и мощность dBm. По значениям в dBV видно те же интервалы шага в дБ, что и в тестовом сигнале. В отчетах для линейного выхода ЦАП шаг уровни указаны через dBFS.
Абсолютные уровни спектров
Нормализованные уровни спектров
Наиболее привычно уменьшение уровня выглядит так - основной сигнал уменьшается, а уровень шумовой полки остается на месте. Такой вид используется в отчетах для линейного выхода ЦАП, где важно отследить уровни гармоник в абсолютном уровне и представить
передаточную характеристику
. Но таком представлении сложнее увидеть соотношение гармоник с основным тоном. Порой может возникать иллюзия, что искажений нет, но на деле уровень сигнала уже настолько мал, что все искажения скрыты под шумовой полкой.
Соответственно, вместо понижения основной гармоники, нужен альтернативный вид, где было бы видно соотношение амплитуд основной гармоники к кратным гармоникам. Это важно для усилителя, где мы подстраиваем громкость под конкретные наушники для получения необходимой комфортной или
референсной громкости.
Для этого каждый уровень нормируется к 0 дБ и сдвигается вверх (вместе с шумовой полкой) – т.е. спектр с уменьшением основного уровня пропорционально приподнимается вверх.
Цветом обозначены амплитуды для разных режимов, условно с клипированием - красные, оптимальный режим (вариантом с убывающими искажениями) оранжевый и зеленый. Синий - чистый спектр, как линейный режим передаточной характеристики.
По характеру спектров фиксируются пороговые значения напряжения для условных режимов:
чистого, оптимального и максимального.
Погрешность определяемых пороговых уровней
При фиксации значения напряжения на спектрах под разными нагрузками получается график зависимости напряжения от нагрузки.
Так как шаг построения с уменьшением амплитуды увеличивается, то подробность сетки не идеальна. Серым показана сетка возможных значений от максимального уровня при записи сигнала.
При выборе "оптимального уровня" для каждого порогового значения идет подстройка под каждую нагрузку. Если значение попадает в область максимальных уровней, где шаг для сетки находится в районе 1 дБ, то и погрешность составляет примерно 1 дБ.
Иная ситуация, когда определяемый уровень находится в области малых уровней с большим промежуточным шагом. В этом случае погрешность в 1 дБ получается в области высокоомной нагрузки, а в низкоомной может достигать до 10 дБ.
Определение порогов тока
После того, как определены амплитуды максимальных напряжений от разной нагрузки, строятся остальные графики.
По графику тока рассчитывается значение тока, где происходит смена характера токовых искажений. Выбираются точки, которые образовывают горизонтальную линию, а по их средним значениям производится расчет конечного тока.
Выбранные значения выводятся точками с окантовкой.
Конечный вид графиков
Таким образом, для каждого режима качества работы усилителя получаются две ограничительные линии, одна для напряжения, а вторая для тока.
По получившимся ограничительным линиям строится конечный вид графика.
Соответствие графика по пороговым значениям напряжения и тока и исходных значений
Обычно итоговую мощность определяют для максимальных значений, выше которых нельзя выставить уровень громкости или начинается клиппирование по напряжению или току. В RAA помимо максимального уровня определяются пороги и для более качественных режимов - чистого/линейного и оптимального. Принцип таких пороговых значений предполагает, что искажения растут от малых уровней к большим. Обычно такая передаточная характеристика для тока и напряжения у усилителей со схемотехникой в классе А и АБ. Остальные усилители, вроде класса Б, не будут вписываться в такую концепцию.
Некоторые усилители могут обладать искажениями в области средних или малых амплитуд. Комбайны (ЦАП с усилителем) могут содержать искажения от ЦАП и маскировать искажения собственного усилителя.
Таким образом, конечная модель может быть компромиссной и чистый режим с точки зрения спектров быть "грязным" и наоборот, относительно малые искажения фиксироваться как явно нежелательные.
Пороги определяются экспертно (субъективно) и при пересмотре спектров спустя продолжительное время результат может корректироваться.
На данный момент наиболее строго идет определение порогов для передаточной характеристики тока, и менее строго для напряжения. У комбайнов искажения от ЦАП могут не учитываться. Данный график дает общее представление об усилителе, но точные данные содержаться только в исходных спектрах с одиночным синусом, мультитоном и т.п.
Подробнее
Справочный материал сделан создателем проекта RAA Романом Кузнецовым.
Каждый справочный материал, это развернутый ответ на вопрос от посетителя сайта. Или текст, который мог бы повторятся из обзора в обзор и за счет оформления отдельным материалом позволяет сделать обзоры более компактными.
Кузнецов Роман
Основатель RAA
Информация для авторов. Вы можете свободно использовать графики в своих статьях с ссылкой на нас.
Комментарии
Нет комментариев к этой странице.
. В отчеты выводятся основные спектры.
