MicroCap12 simulare amplificator audio

[Costa]

Utilizez MicroCap12 de putin timp la nivel de amator incepator cu parul alb.

Este de mare ajutor, am invatat relativ usor sa introduc componentele si sa simulez functionarea in meniurile analysis transient , ac si dynamic dc reusind astfel sa-mi aleg singur schema dorita.
Cu ajutorul vostru as vrea sa cunosc cate ceva si despre functiile "analysis harmonic distortion" si  "intermodular distortion".
Am sa pun doua imagini si am rugamintea sa ma ajutati sa inteleg practic cum "sa traduc" aceste informatii grafice.
Nu am nevoie DECAT sa pot aprecia singur cand o schema de amplif audio este superioara fata de alta comparand simularile obtinute cu aceste doua functii.
Cu stima Costa
PS Schema este creatia lui Marian si este preluata de pe forum din subiectul "Teotie si generalitati in audio"

[Costa]

Chiar daca sunt putini utilizatori de MicroCap presupun ca pt cunoscatori nu e un impediment major asa ca va rog daca se poate putin ajutor...

 

[bogdan546]

cum este microcap fata de ltspice ?

[Costa]

Nu cunosc decat MicroCap si dupa parerea mea este destul de intuitiv,singura mare problema -dezvoltatorul softului a inchis activitatea-posibile dificultanti in completarea librariei cu componente noi.

[Costa]

Incep sa cred ca trebuie sa renunt la MicroCap se pare ca nu prea are adepti aici .

Puteti sa-mi spuneti ce este soft e mai usor de abordat ,fara costuri si cu posibil mult suport pe forum?

[cirip]

Va salut d-le @Costa,

 

Puteti sa atasati fisierul .cir folosit la simulare? As vrea sa incerc si eu sa-l simulez si sa reproduc masuratorile dvs. Dupa aceea mai discutam.

 

Graficele distorsiunilor armonice, dar mai ales cele de intermodulatie din simularea dvs. arata cam ciudat. De exemplu, IM3 ar fi trebuit sa arate ca un segment de dreapta, nu ca o curba. Scopul este acela de a extrapola H1 si IM3 pana cand se intersecteaza. Un posibil motiv al curburii IM3 poate sa fie apropierea de intrarea in compresie (limitare) a amplificatorului. Cu alte cuvinte, nivelul semnalului aplicat la intrare este prea mare.

 

Punctul de intersectie este asa numitul IP3 (Punctul de Interceptie de Ordinul 3) si care reprezinta o masura a liniaritatii unui circuit. Banuiesc ca la dvs. pe grafic nu apare datorita curburii IM3. Cu cat IP3 este mai mare, cu atat liniaritatea circuitului este mai buna.

 

Aveti mai jos poza simularii unui circuit cu diode conectate in asa fel incat neliniaritatea sa fie scoasa in evidenta. Scopul circuitului este doar de exemplificare. Va rog sa observati evolutia H1 si IM3 de tip dreapta (functie de gr 1), ceea ce permite determinarea punctului de interceptie IP3.

 

Panoul cel mai din dreapta reprezinta (sus) componentele spectrale de la iesire pe baza carora au fost trasate H1 si IM3, iar jos este o perioada completa a semnalul bi-tonal, in timp, aparut la iesire ca urmare a stimulului aplicat.

 

 

Editat Aprilie 25, 2023 de cirip

[Costa]

circuit amplif bun Marian elforum.cir

Multumesc mult pt postare,am selectat fisierul si l-am atasat aici sper sa fie bine.daca nu am sa reiau.

Ar fi o continuare buna pt mine daca ati avea disponibilitatea sa coborati pe cat posibil nivelul explicatiilor la nivelul meu si desigur al multor alti neinitiati care intra pe forum.

Cand am initiat graficele pt distorsiuni nu am facut decat sa denumesc conform cerintei softului RL in loc de R26(8ohm) cum aveam eu in simulare si sa apas pe butonul respectiv,apoi am asteptat sa vad ce apare si pt ca nu stiam nimic am deschis acest subiect.

Poate corect era sa completez mai intai ceva parametrii in tab-ul "limits".

Este prima mea incercare de a utiliza aceste functii ale simulatorului si sper cu ajutorul dv-stra sa pot castiga inca un criteriu important in alegerea unei scheme performante cu mai mari sanse de reusita.

Cu stima Costa

[Costa]

Ca sa inteleg cate ceva am cautat pe net

=Intermodulația (IM) sau distorsiunea de intermodulație (IMD) este modularea în amplitudine a semnalelor care conțin două sau mai multe frecvențe diferite, cauzată de neliniarități sau de variația de timp dintr-un sistem.
IM2(dBw)=intermodulație de ordinul doi  unitate de masura ?decibel-watt ?
IM3(dBw)=intermodulație de ordinul trei

Nu am gasit nimic despre

H1(dBw)

PIN(dBw)

 

Mai avem presupun eu :

HARM(V(RL))=distorsiuni armonice pt rezistenta de sarcina 

         unitatea de masura ?volt? si avem p=pico u=micro ,n=nano , m=mili ,k=kilo , M=mega

F(Hz)=frecventa in hertzi , k=kilohertz

T(secs)=timpul in secunde , m=milisecunde?

V(RL)(V)=tensiunea pe rezistenta de sarcina ,volt

 

Editat Aprilie 25, 2023 de Costa
gramatica...

[cirip]

Va salut dl. @Costa,

 

Unitatea de masura pentru produsele de intermodulatie este in general Voltul, pentru ca vorbim despre amplitudinile unor tensiuni. Unitatea de masura poate sa fie si Amperul, daca tensiunea este aplicata unei rezistente sau mai general unei impedante si rezulta un curent.

 

Trecerea la dBW este doar o chestiune de calcul pe baza tensiunii si rezistentei pe care se aplica tensiunea. Valoarea practica a exprimarii in marimi logaritmice este aceea ca permite reprezentarea grafica prin segmente de dreapta, a caror intersectie este intuitiva si usor de calculat.

 

H1(dBw) este de fapt tensiunea oscilatiei fundamentale. H1 = (H)Armonica 1, adica fundamentala.
PIN(dBw) = P_INput, adica puterea aplicata la intrarea circuitului.
HARM(V(RL)) = intr-adevar masurate in Volti, asa cum am aratat mai sus.

 

Referitor la simulari, o sa ma refer la distorsiunile armonice (THD) si la intermodulatii (IP3), care s-ar putea sa fie mai greu de digerat in comparatie cu simularile .tran sau .ac.

 

Iata setarile si rezultatele obtinute pentru simularea distorsiunilor armonice. Observati saltul brusc al THD in partea dreapta a graficului. Motivul este acela ca nivelul de excitatie impinge amplificatorul in limitare.

 

In continuare sunt setarile si rezultatele pentru simularea distorsiunilor de intermodulatie.

 

 

Inca un comentariu. In zona rezultatelor in care axa X este frecventa, sunt de asteptat componente spectrale discrete. Prin urmare, unirea rezultatelor cu linii produce confuzie. Aveti mai jos setarea care produce o afisare corecta a rezultatelor.

 

In final, nu uitati ce spunea statisticianul George Box: "Toate modelele sunt gresite; unele sunt utile."

Rezultatele unei simulari depind de calitatea modelelor. Simularea este o modalitate potrivita de a invata si de a face niste estimari, dar asta nu inseamna ca un montaj practic va fi exact ca simularea la fractiune de decibel. Sunt multe aspecte practice care necesita efort prea mare ca sa fie corect acoperite de simulare.

 

Spor!

Editat Aprilie 25, 2023 de cirip

[Costa]

Multumesc pt timpul acordat si pt informatii.

Am citit cu atentie si trebuie sa recunosc ca mai trebuie sa caut informatii pt a intelege si pt ca sa pot folosi aceste functii.

Cu stima Costa

[Costa]

Nu stiu ce sanse am dar am sa intreb aici

-se poate simula functionarea amplificatorului in sarcina la maxim si cum se poate obtine asta?

[cirip]

Va salut @Costa,

 

Acum 9 ore, Costa a spus:

Nu stiu ce sanse am

Aveti sanse destul de bune, dar trebuie si un pic de rabdarica.

 

Functionarea "la maxim" a amplificatorului este deja simulata si reprezentata grafic intr-una dintre pozele deja postate mai sus; mai exact una dintre simularile "la maxim", asa cum se arata in continuare.

Ce intelegeti prin "la maxim" ? Presupun ca este vorba de puterea de iesire maxima. Daca presupunerea mea este corecta, mai trebuiesc facute precizari si anume conditiile pentru puterea maxima. De exemplu:
1) Puterea maxima la care distorsiunile sunt mai mici de 0.1%
2) Puterea maxima la care distorsiunile sunt in jurul a 1%
3) Puterea maxima la care distorsiunile sunt in jurul a 10%
4) Puterea maxima la care castigul a scazut cu 1dB fata de castigul la semnal mic. Se mai numeste P1dB sau punctul de compresie (al castigului) cu 1dB
5) Puterea maxima atunci cand semnalul la iesire este limitat masiv si a devenit dreptunghiular
Or mai fi si altele, dar astea imi vin acum in minte

 

Punctele 1) si 2) le aveti deja pe grafice. Re-postez graficele cu rezolutie mai buna si adaug si cateva calcule. De fapt simularea este una singura, dar analizam penultimul punct de simulare ptr cazul 1) si ultimul punct de simulare ptr cazul 2)

 

Simulare asociata cu 1)
Penultimul punct al graficului THD vs POUT_RMS pentru care distorsiunile sunt sub 0.1% arata ca puterea pe sarcina este POUT_RMS[dBW] = 16.102. Asta corespunde cu o putere in Watti POUT[W] = 10^(16.102/10) = 40.75W

 

In graficul V_OUT se vede ca penultima amplitudine inainte de intrarea in limitare este de 25.5[V]. Puterea intr-o sarcina de 8 Ohmi este P[W] = 25.5^2/(2*8) = 40.64[W]

 

 

Simulare asociata cu 2)
Ultimul punct al graficului THD vs POUT_RMS pentru care distorsiunile sunt putin peste 1% arata ca puterea pe sarcina este POUT_RMS[dBW] = 16.85. Asta corespunde cu o putere in Watti POUT[W] = 10^(16.85/10) = 48.41W

 

In graficul V_OUT se vede ca amplitudinea la care incepe intrarea in limitare este de 27.4[V]. Puterea intr-o sarcina de 8 Ohmi este P[W] = 27.4^2/(2*8) = 46.9[W]. Tot cam pe-acolo.

 

 

Prin urmare, daca doriti distorsiuni sub 0.1%, nu impingeti amplificatorul sa scoata mai mult de 40W. Daca tolerati 1% distorsiuni, va puteti duce spre 50W putere de iesire. Ambele estimari sunt intr-o sarcina de 8 Ohmi.

 

Ca idee, se mai poate determina puterea maxima inainte de a intra in limitare printr-o simulare tranzitorie si observarea formei sinusului. Se creste progresiv amplitudinea semnalului de intrare. Cand semnalul de la iesire pare ca incepe sa limiteze, se calculeaza puterea in sarcina. Totusi, ochiul poate sa joace feste. Cea mai sigura este simularea si masurarea THD. Saltul THD in functie de amplitudinea semnalului de intrare (sau de puterea la iesire) indica faptul ca amplificatorul a inceput sa intre in limitare, chiar daca nu este clar vizibil pe forma de unda de la iesire.

 

Sper ca s-a mai facut lumina. Daca nu, mai intrebati.

 

Editat Mai 3, 2023 de cirip

[Costa]

Multumesc,este mult mai mult decat asteptam eu.

Rabdarea ,de acord,e buna in electronica si nu numai.

 

Acum daca se poate pt mine ar fi bine sa aflu CUM se fac aceste simulari pt ca sa fac asta singur (ceva de genul-butonul -functia-...- cu setarile ...)

Nivelul meu declarat este din textul ce insoteste in partea de jos orice postare.

De cand am descoperit simularile circuitelor electronice am avut un bun ajutor in selectarea schemelor potrivite criteriilor personale.

La inceput doar "dynamic DC analysis",apoi transient si "ac analysis"

Acum ca sa proiectez cat mai corect cablajul (Eagle) m-am gandit ca ar fi util sa stiu la ce curenti maximi trebuie sa reziste fiecare traseu , acesta ar fi sensul intrebarii "sarcina maxima"

Si ca sa mai punctez inca o data ajutor bun pt mine este daca pot sa aplic cele aflate singur , aspectul practic ,pt ca pregatirea mea teoretica tinde catre zero.

[cirip]

Acum 6 ore, Costa a spus:

CUM se fac aceste simulari pt ca sa fac asta singur (ceva de genul-butonul -functia-...- cu setarile ...)

Aveti setarile in postul meu din 25 Aprilie. Ati incercat sa le aplicati in simularile dvs. ?

[Costa]

Sincer apreciez mult ajutorul dv-stra dar postul din 25 ...am vazut ca cine stie poate dar am apreciat ca ramane inabordabil pt mine.

Postul dv-stra care a urmat a venit cum nu se poate mai bine si am inceput sa inteleg.

Am incercat acum ,nu am reusit sa obtin graficului THD vs POUT_RMS -nu se afiseaza deloc -probabil gresesc ceva.

 

19 hours ago, Costa said:

Nu stiu ce sanse am dar am sa intreb aici

-se poate simula functionarea amplificatorului in sarcina la maxim si cum se poate obtine asta?

Scuze ,nu am fost suficient de explicit , aceasta noua intrebare nu mai are legatura cu simularile  "analysis harmonic distortion" si  "intermodular distortion" din primul post.

 

Ca sa pot proiecta cat mai bine cablajul am dorit sa pot obtine in simulator-daca este posibil-valoarea maxima a curentilor-si astfel sa aleg corect latimea traseelor .

Cu functia "dynamic DC" si cu butonul pt curenti apasat pot avea valoarea curentilor probabil pt mersul in gol.

De aici logica si intrebarea-daca se poate si cum- de a obtine curentii corespunzatori pt sarcina maxima.