• 19

(五十、瞬間電流⑧ - 電源電流飽和壓降)製作特性差異音訊、體驗聽感

JohnTitor wrote:
不知道這個算嗎?Audio...(恕刪)

Damping Factor 在擴大機,我是認為沒有意義。
MiPiace wrote:
Damping Factor 在擴大機,我是認為沒有意義。

AccuPhase 相當重視 damping factor:



Accuphase class-A stereo power amplifiers

我有過 綜擴 E-470 與 後級 A80, 最大差異是 A80 反應速度很快. 貝多芬 9 號交響樂各式樂器, 突然齊奏時, A80 能量飽滿不拖泥帶水, 啪一下聲音就噴湧而出. 而 E-470 感覺就是慢好多拍, 聲音虛虛的, 一副無精打采.
luxor_w wrote:
所謂動態響應,就是隨著音樂變化負載改變時,能不能即時提取到電流的能力。slew rate、瞬態一類的差不多是講這個。...(恕刪)

「隨著音樂變化負載改變」是我第一道要突破的牆,例如[stereophile]上這張impedence frequency response:

可以理解不同頻率下的阻抗不同,相位也會因線圈、單體運動產生反電動勢等而變。但這仍然是”頻率響應”。卻很難想像在時域複雜波形下,綜合的阻抗及相位怎麼計算?阻抗又是如何隨時間波形變化?這部分仍待學習。

「即時提取電流(current slew rate)」概念上應該說的是電流的微分(di/dt)。當電流短時間需要大變化時,能夠依預期變化。將您的說法用我的理解如下圖示:

di/dt影響兩個層面:

第①個:是由電源到電路中間的寄生電阻、電感。電阻只要電流經過,就會產生壓降。電感則在電流微分(di/dt)有變化,則產生壓差。為了減輕電源傳輸路徑不理想性,會在電路近端壓適當電容,目的是讓路徑上的電流微分(di/dt)量變小,減少電路看到的電源抖動。

第②個:是電源本身也有最大電流以及di/dt上限,在電源源頭放適當電容,也有助於減緩di/dt的衝擊。

——— 小結 ———

綜合樂曲波形,會同時變化負載以及改變di/dt。設計的目標是讓電路運作時,電源的電壓可以盡可能保持穩定。

負載若有跟頻率呈固定關係,也就會跟波形(電壓)的微分有關。電流在負載不變的情況下,跟電壓成正比,也就是跟波形的微分也有關。就剩兩者同時變化,在負載變動下的電流slew rate需求沒搞懂,差這塊拼圖就完整了!

——— 題外話 ———

擴大機的量測,通常會將負載固定在4歐姆或8歐姆,然後量測電壓來評判擴大機性能。還沒看到有動態負載下,怎麼看擴大機性能的討論。

另一個好奇,喇叭最終的輸出,是音壓要回到最初錄音(或混音)的樣子,達成整個聲音傳真。但喇叭的量測,應該也是用某個標準參考(reference)擴大電路輸出來推動的。這個標準參考擴大電路,對於動態負載規格為何呢?

隱約總覺得還有一個missing part,沒完整看到全貌。

更新補充:72樓有結論
goldbingo wrote:
瞬間電流、slew rate等,都在音頻20kHz內,不會再更高頻了...(恕刪)
ghleu

我覺得應該這樣理解。喇叭的輸入訊號和線圈與單體設計,分頻電路等是因。我們所謂的阻抗或者是通過喇叭線圈的時域電壓與電流變化是果。以上或可謂為量測的果。而喇叭推動空氣產生的聲波變化則是物理現象上最終的果。

2025-03-09 12:22
goldbingo
goldbingo 樓主

ghleu 是的[拇指向上],其實應該兩個面向,我只focus在前半段。宅大跟你則提到後半段的果。[謝謝]

2025-03-09 12:46
宅男工程師 wrote:
AccuPhase ...(恕刪)

這個比較單看damping factor 是不夠的。
好不好是整體設計的問題。Accu A類,就一次並聯好幾顆同時輸出,重點在推力就很大。Damping factor 只是廣告好用。
供電也是個很關鍵的問題,供電沒處理好,阻尼系數就更沒意義了。
goldbingo wrote:
「隨著音樂變化負載改...(恕刪)

你太厲害了,看到重點了。
這個喇叭頻率阻抗,真是難分析。
我一直在想,測試單位是用什麼擴大機在推喇叭的? 為何頻率阻抗變化那麼大,但頻率-SPL 響應圖可以做到平整,這到底是怎麼做到的?

如果 擴大機是固定電壓源,那麼阻抗從 8 升到 16歐時,功率輸出是要減半的。
如果是 固定電流源,那輸出功率就加倍了。
如果擴大機是輸出變壓器輸出,那功率變化就難算了。
單端管機為例,喇叭阻抗變化時,改變的是負載線的斜率,電壓電流功率輸出就要跟據新的負載線再算一次。
goldbingo
goldbingo 樓主

宅男工程師 目前DRC是基於LTI system(線性非時變系統),也許以後會有更厲害的,能處理非線性(跟時變,如果有的話)的部分。

2025-03-09 13:06
ghleu

REW的頻譜掃描會顯現出分頻電路的影響。很多喇叭評測會根據REW掃出的的頻譜圖討論分頻器設計的良否。

2025-03-09 13:11
MiPiace wrote:
如果 擴大機是固定電壓源,那麼阻抗從 8 升到 16歐時,功率輸出是要減半的。...(恕刪)


Audio Precision有提供量測手法:[網頁連結]。就如你所提到的,是用固定電壓的方式,如下圖:

用已知電壓的sin tone打進去,量測Vsense, Vspeaker,然後換算回impedance 。

整張頻域範圍使用sweep掃頻方式,就會得到。看來並沒有針對impedance快速變動的部分有所著墨。
ghleu

Vsense是由Analog input 2量測。Speakser Loading的電壓差由Analog input1量測。單由圖面上看起來像是這樣。

2025-03-09 13:03
goldbingo
goldbingo 樓主

ghleu [讚]

2025-03-09 13:09
宅男工程師 wrote:
AccuPhase ...(恕刪)


AQ跟BM的DF都相當厲害
DF高的擴大機代表負載的「阻抗掉到很低」應付的能力。因為擴大機本身輸出阻抗也夠低,阻抗匹配永遠不會有問題,功率還是可以完整往喇叭那端倒過去。

應付低阻負載還要高電流,所以一般會看到這樣設計的電流輸出都並聯了一堆功率元件,像划龍舟的方式齊力輸出電流。歐姆定律「並聯」也導致其阻抗降低,DF也就大了。所以這兩者幾乎同時存在,缺一就要小心是商業話術

真空管或麥景圖有OPT的擴大機,功率恆定但DF都不高,由於OPT關係,阻抗不會低,另一種不變應阻抗萬變思維。

現在新設計的喇叭很少很少阻抗會掉很低的
goldbingo wrote:
「隨著音樂變化負載改...(恕刪)





買個動態負載機來玩即可,而且這不貴。

2手audio precision以前也想買來玩玩,不過一想這除了音頻器材,工作上用不著用處不大。
況且很多器材靜態動態什麼失真量測都不好,但是一樣好聽,真空管就是了,也就沒有太執著。
luxor_w wrote:
DF高的擴大機代表負載的「阻抗掉到很低」應付的能力。...(恕刪)


在應付「阻抗掉到很低」的同時,另一個我比較有興趣的是阻抗會掉多快?阻抗掉的速度,會影響電流瞬間增加的速度。也就會有機會影響電源到電路這段,因寄生電感產生壓差。

之前提到過di/dt有兩個成分,其一是上面說的阻抗變化,另一個是波形(電壓)的斜率。因為波形是20kHz以內,其最高斜率也就有限範圍內。只要阻抗變化率低於波形最高斜率,也就不用擔心阻抗變化才對(前提是本來就可應付低阻抗)。

舉例來說:

假設前一秒在播放是2.2kHz正弦波,阻抗是25ohm,下一秒突然轉成600Hz正弦波,阻抗變成3.5ohm,對電路而言這個阻抗轉變有多快?若低於20kHz的話,原本電路都能應付的了20kHz的正弦波而不失真了,就不怕阻抗變化率了。

因為還不知道阻抗變化率多快,還沒辦法下結論。但至少把電源的電容加好加滿、寄生電感處理好,都是必要的。

luxor_w wrote:
買個動態負載機來玩即可,而且這不貴。...(恕刪)


動態負載機要用多快速度改變負載,還是待釐清項目。若是只靜態改變負載,測試也只知道停留在低負載下的擴大機能力。

———— 更新補充 ————
72樓有結論
goldbingo wrote:
瞬間電流、slew rate等,都在音頻20kHz內,不會再更高頻了...(恕刪)
ghleu

前一秒2.2kHz,下一秒600Hz這件事或許會發生,但是通常不會頻率轉換間,兩個的訊號強度都拉滿。

2025-03-09 17:46
ghleu

而且音訊的各種頻率的時域訊號是疊加在一起呈現出來的。因此只要考慮在總和impedence(t)的低點,擴大機能夠提供在一定的時間內(dynamic)提供足夠大(power)的電流就已足以。

2025-03-09 17:48
goldbingo wrote:
在應付「阻抗掉到很低...(恕刪)


我的100多公分鋁帶高音



本身就是導體,沒有線圈磁鐵,鋁帶兩端接上訊號就會叫。阻抗可以低過1歐姆,基本上是分音器本身阻抗。

這必須得要krell KSA 或 MF F18這類巨獸才不會容易過載跳機。沒完晶體機之後,這對喇叭被我放很久很久。

所以響應是一個問題,能不能出麼大電流也是。當然這塊通常跟真空管是平行線。除非總是想挑戰規格極限,不然即便規格稍微普通,也是有機會出好聲。

動態負載的頻率不難,音頻器材Hz~kHz,對大部分供電來說小菜一碟。MHz 或像CPU GHz才比較考驗,GHz都要多相交換式電源才行。想一想CPU 靜止到全速,這只一瞬間但耗電差多巨大。

多相交換供電: 如果1.2V供電,1MHz PWM的週期是1us (微秒),3相每相就是0.33us都是輸出1.2V,但是每相輸出1/3電流。


所以音響迷會一天到晚講什麼「線電」,他們比較擔心線不線性?或者很多人自己也不知道跟著喊……
Homepod變磚恢復 https://ppt.cc/fDAerx
goldbingo
goldbingo 樓主

一打開這篇還以為圖片壞掉[XD] 您這高音太猛了!若阻抗變化率是kHz等級的,應該就不用太擔心才是。[讚]

2025-03-09 16:44
  • 19
內文搜尋
X
評分
評分
複製連結
請輸入您要前往的頁數(1 ~ 19)
Mobile01提醒您
您目前瀏覽的是行動版網頁
是否切換到電腦版網頁呢?