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curiosità misura THD

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[1] curiosità misura THD

Messaggioda Foto Utentementos » 12 gen 2020, 18:53

Apro questo thread in questa sezione, sperando che sia quella più adatta (in tal caso vi chiedo anticipatamente scusa).
Ho letto che enorme interesse i vari thread ed articoli relativi alla misura di distorsione armonica su apparecchiature audio e, tra le varie, mi ha suscitato un grandissimo interesse l'articolo di Foto UtenteDarwinNE, dal titolo "Misure di distorsione in campo audio".
https://www.electroyou.it/darwinne/wiki/misure-di-distorsione-in-campo-audio
Sebbene tali articoli e thread mi abbiano permesso di comprendere alcuni importanti aspetti che prima non conoscevo, ho dei dubbi a riguardo, ed apro questo thread sperando che si possa discutere di questi e mi possiate aiutare a riguardo.
Consideriamo un semplice setup di misura per poter eseguire l'analisi di distorsione armonica totale di una generica apparecchiatura audio; tale setup di misura prevede, correggetemi se sbaglio, un generatore di forme d'onda che genera una sinusoide che è posta in ingresso all'apparecchiatura audio che si vuole testare.
Supponiamo che l'apparecchiatura audio da testare sia un amplificatore: fissato un certo guadagno di quest'ultimo, si ricorre all'uso di un distorsiometro per valutare l'indice di distorsione armonica totale del segnale audio in uscita (THD).
La mia prima domanda a riguardo è la seguente.
1) Il collegamento tra generatore di forme d'onda e amplificatore come avviene?
Si deve tenere conto, in qualche modo, del fatto che l'impedenza di uscita del generatore di forme d'onda sia differente dall'impedenza in ingresso dell'amplificatore?
In realtà ho tanti altri dubbi a riguardo, che sono prettamente di carattere tecnico-pratico, ma il primo tra tutti è proprio questo.
Vi ringrazio anticipatamente.
Buona domenica.
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[2] Re: curiosità misura THD

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 12 gen 2020, 20:15

Si deve tenere conto, del fatto che l'impedenza di uscita del generatore di forme d'onda sia differente dall'impedenza in ingresso dell'amplificatore? il primo tra tutti è proprio questo.

Non so con quale rchiesta di precisione hai formulato la domanda.
Direi di no, l'adattamento di impedenza in ingresso è poco rilevante a frequenza audio.
Poi il generatore di segnale può fornire tutto il segnale che serve.
L'amplificazione del segnale è più che disponibile, basta "girare il potenziometro del volume".
Può influire sul "rumore di fondo", ma stiamo parlando di distorsione, provocata per lo più dal funzionamento non lineare dello stadio di potenza (finale). O_/
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[3] Re: curiosità misura THD

Messaggioda Foto Utentementos » 12 gen 2020, 20:35

Salve Foto UtenteMarcoD, innanzitutto grazie tante per la risposta alla mia domanda.
Se prendo, ad esempio, anziché un amplificatore, un preamplificatore microfonico, generalmente questo è dotato di tre possibili input: un ingresso microfonico, un ingresso di linea ed un ingresso ad alta impedenza, rispettivamente per segnali microfonici (es. microfono), di linea (es. tastiera) e segnale ad alta impedenza (es. per collegarci direttamente la chitarra elettrica).
Ognuno di questi tre ingressi è caratterizzato, ovviamente, da un'impedenza di ingresso che varia in funzione del tipo di ingresso che si considera.
L'uscita dei generatori di segnale è tipicamente (correggetemi se sbaglio) 50 ohm.
Poiché molti datasheet riportano anche l'indice THD+NOISE, ed il rumore varierebbe appunto anche in funzione alla differenza di impedenza tra le due apparecchiature tra loro interconnesse, mi domandavo se quando si eseguono tali misure si bada a tale aspetto oppure sono dei grandi "viaggi" che mi sto facendo io :shock: :shock: :roll: :roll: .
Spero di essere stato chiaro nelle righe di sopra, grazie tante.
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[4] Re: curiosità misura THD

Messaggioda Foto Utenteelfo » 12 gen 2020, 23:27

mentos ha scritto:L'uscita dei generatori di segnale è tipicamente (correggetemi se sbaglio) 50 ohm.
Poiché molti datasheet riportano anche l'indice THD+NOISE, ed il rumore varierebbe appunto anche in funzione alla differenza di impedenza tra le due apparecchiature tra loro interconnesse

Sul rumore leggi:

AN 104 della National Semiconductor Noise Specs Confusing?
http://www.dmf.unisalento.it/~panareo/A ... AN-104.pdf

Data sheet AD797 paragrafo NOISE AND SOURCE IMPEDANCE CONSIDERATIONS
https://www.analog.com/media/en/technic ... /AD797.pdf

Impedenza di uscita generatori segnale: quelli audio - specie se datati - possono avere anche 600 ohm

Il rumore non varia "in funzione alla differenza di impedenza tra le due apparecchiature" ma (anche) in funzione della impedenza vista dall'ingresso del circuito.
L'impedenza vista dall'ingresso e' il parallelo tra la impedenza di ingresso del circuito e la resistenza di uscita del generatore. In pratica e' la sola resistenza del generatore. (vedi AN104)

Nei casi "normali" il rumore prodotto dalla resistenza del generatore + il prodotto della resistenza del generatore x la corrente di noise dell'ingresso sono trascurabili (se il generatore ha una resistenza di uscita di 50 ohm)

Nei casi "speciali" (vedi AD797) quanto detto sopra non e' piu' vero (vedi paragrafo citato)
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[5] Re: curiosità misura THD

Messaggioda Foto UtenteDarwinNE » 13 gen 2020, 0:34

mentos ha scritto:Poiché molti datasheet riportano anche l'indice THD+NOISE, ed il rumore varierebbe appunto anche in funzione alla differenza di impedenza tra le due apparecchiature tra loro interconnesse, mi domandavo se quando si eseguono tali misure si bada a tale aspetto oppure sono dei grandi "viaggi" che mi sto facendo io :shock: :shock: :roll: :roll: .


Nessun grande viaggio, è una questione importante. Se si parla di rumore, è molto diverso fare delle misure sull'uscita di un preamplificatore tenendo l'ingresso in cortocircuito o in circuito aperto, oppure chiudendolo su 50 ohm.

Io direi che per fare qualcosa di ragionevole, nella misura di rumore bisognerebbe chiudere l'ingresso su un'impedenza simile a quella che il circuito adotta nelle condizioni normali di funzionamento. Non è una questione di adattamento di impedenza, ma nel misurare il rumore all'uscita parte del rumore viene dal circuito e parte viene dalla sorgente. Semplificando un po', avere un'impedenza simile a quella che il circuito vede in condizioni normali permetterebbe di avere più o meno lo stesso rumore generato dalla sorgente.

Se tu hai dei pickup di chitarra che hanno un'impedenza di 20k ohm, la parte resistiva genera un rumore termico, questo sarà amplificato ed ad esso sarà aggiunto il rumore del preamplificatore. Misurare di quanto il rumore dell'amplificatore è più grande al rumore della sorgente conduce alla cifra di rumore, che è poi la caratteristica corretta che si usa per sapere quanto è rumoroso un amplificatore in regime lineare (molto più della THD+N, che è una conseguenza della tecnica di misura adottata).
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[6] Re: curiosità misura THD

Messaggioda Foto Utentementos » 13 gen 2020, 12:36

DarwinNE ha scritto:Io direi che per fare qualcosa di ragionevole, nella misura di rumore bisognerebbe chiudere l'ingresso su un'impedenza simile a quella che il circuito adotta nelle condizioni normali di funzionamento. Non è una questione di adattamento di impedenza, ma nel misurare il rumore all'uscita parte del rumore viene dal circuito e parte viene dalla sorgente. Semplificando un po', avere un'impedenza simile a quella che il circuito vede in condizioni normali permetterebbe di avere più o meno lo stesso rumore generato dalla sorgente.

Si perfetto, questa tua affermazione mi ricuora tantissimo Foto UtenteDarwinNE, proprio perché è la stessa che mi sono fatto io.
E' proprio da essa che poi, però, nascono i miei dubbi.
Infatti:
DarwinNE ha scritto:Se si parla di rumore, è molto diverso fare delle misure sull'uscita di un preamplificatore tenendo l'ingresso in cortocircuito o in circuito aperto, oppure chiudendolo su 50 ohm.

Dunque, riepilogando, per eseguire delle misure di THD+NOISE:
1) Cercherei di fare in modo che l'impedenza dell'apparecchiatura a monte sia pressoché simile rispetto a quella dell'apparecchiatura a valle;
2) L'uscita dei generatori di forme d'onda è tipicamente 50 Ohm (cavo BNC).
Un qualunque preamplificatore microfonico ha tre ingressi: Hi-Z, di linea e microfonico e, purtroppo, nessuno dei tre si avvicina minimamente ad un'impedenza pari a 50 Ohm.
La mia questione a riguardo è: premesso che quanto sopra scritto da me in merito a questa risposta sia, non dico corretto, ma quantomeno lecito, dal punto di vista applicativo si sorvola questo dettaglio e si esegue la misura oppure si ricorre all'utilizzo di generatori di forme d'onda particolari?
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[7] Re: curiosità misura THD

Messaggioda Foto UtenteDarwinNE » 16 gen 2020, 18:15

mentos ha scritto:Dunque, riepilogando, per eseguire delle misure di THD+NOISE:
1) Cercherei di fare in modo che l'impedenza dell'apparecchiatura a monte sia pressoché simile rispetto a quella dell'apparecchiatura a valle;


No, non ce n'è nessun bisogno. Si potrebbe pensare invece di usare un carico simile a quello che l'apparecchiatura che stai utilizzando vedrà nelle condizioni normali di funzionamento. Non c'è nessun bisogno di "adattare l'impedenza" in bassa frequenza.

Ma poi la THD+N è una definizione che lascia il tempo che trova e che viene usata per via di come funzionano i distorsimetri con filtro notch. Se vuoi caratterizzare bene il rumore, lo puoi fare facendo misure di cifra di rumore. Se vuoi misurare la THD da sola, lo si può fare con un analizzatore di spettro.
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[8] Re: curiosità misura THD

Messaggioda Foto Utentementos » 25 gen 2020, 0:59

Salve Foto UtenteDarwinNE e grazie per la risposta, ma soprattutto scusami per il ritardo ma stavo male e non mi sono potuto collegare.
Ho compreso tutto e ti ringrazio.
Per la valutazione del rumore tu cosa consiglieresti dunque? Se si volesse valutare il rumore nel segnale audio in uscita.
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