Как сделать сдвиг фазы в мультисиме
Добавил пользователь Alex Обновлено: 04.10.2024
Почему ток (красный) и напряжение (синее) на рис. 1 (ключи в другом положении, рассматривается процесс переходной в RL цепи) имеют следующий график рис. 2. (почему ток минус резко уходит?) Вопрос МЕГАТУПОЙ, но и человек, задающий его тоже сообразительностью не отличается. Помогите пожалста
То есть, подается ток на цепь, емкость заряжается (пока ток не достигнет 0), а потом ток отключается и разряжается емкость? И так в цикле
Какой ток? Ты же сказал, что синий — это напряжение!
На пушку берёшь, начальник?
Сергей Логинов Оракул (85292) Если и переключатель в деле, тогда верно: синий — напряжение на индуктивности после зарядки конденсатора — розовый (тоже напряжение). Но не могу разобраться, почему нет колебаний — надо думать, о чём здесь речь и как работают перекличатели, коммутирующие блок питания и элементы.
Multisim (мультисим) — это уникальный интерактивный эмулятор, позволяющий моделировать и тестировать электрические схемы в одной среде разработки с использованием виртуальных приборов. При помощи данной программы можно облегчить понимание основ электротехники и углубить свои знания в проектировании схем.
Компонентная база программы состоит из огромного количества элементов. Разнообразие подключаемых к схеме виртуальных приборов Multisim позволяет быстро увидеть результат с помощью имитации реальных событий.
А специальные интерактивные элементы (переключатели, потенциометры) позволяют в режиме реального времени производить изменения элемента с одновременным отражением этого в имитации.
В данном обзоре мы постараемся рассмотреть основные особенности программы мультисим и приемы работы в ней на конкретном примере.
Multisim — как установить программу
Как видно из моделирования Multisim при пересоединении электродвигателя с треугольника в звезду и питании его от той же электросети мощность, развиваемая электродвигателем, снижается в 3 раза. И наоборот, если электродвигатель переключить со звезды в треугольник, мощность резко возрастает, но при этом электродвигатель, если он не предназначен для работы при данном напряжении и соединении в треугольник, быстро выйдет из строя. Для того чтобы добиться одинаковой мощности, линейное напряжение при подключении звездой должно быть в √3 раз больше линейного напряжения, рассчитанного для треугольника, что и указывается в паспортных данных электродвигателя.
Завершая обзор программы мультисим выделим общие правила моделирования:
АЧХ, ФЧХ и скорость нарастания.
Всем доброго здравия!
Начитался я всякого на тему скорости нарастания выходного сигнала усилителя.
И что должна она быть якобы не менее 10В/мкс, а лучше 30, а ещё лучше 100, ну а совсем идеально 1000.
А ещё про линейную и нелинейную скорость нарастания и так далее и тому подобное.
В общем решил проверить свой усь на этот параметр.
Усилитель 4х канальный, работает на СЧ+ВЧ поканально. Максимальный размах на выходе 14.5В амплитудных (29В pk-pk).
Измерял при размахе 11В (22в pk-pk) на нагрузке 3Ом.
(синий - входной сигнал усилителя, желтый - выходной)
Получается порядка 6.8В/мкс. При этом скорость нарастания практически не имеет нелинейных участков (загибов при выходе сигнала на полочку).
Результат оказался неоднозначным по "общепринятым" меркам. И я решил снять АЧХ и ФЧХ, чтобы понять возможности усилка:
(синий - входной сигнал усилителя, желтый - выходной)
Видно, что явная нелинейность выходного сигнала появляется на частотах выще 96кГц.
По этим измерениям построил АЧХ и ФЧХ:
Т.е. с одной стороны АЧХ и ФЧХ простираются по частотному диапазону с достаточным запасом,
но скорость нарастания выходного сигнала не блещет.
Собственно вопрос: насколько такие параметры достаточны для высококачественного воспроизведения ВЧ+СЧ диапазона?
Имеет ли смысл бороться за большие значения скорости нарастания?
Для начала посмотрим АЧХ полосовых фильтров и приблизительную суммарную АЧХ фильтров (по напряжению) родной схемы 35 АС-018 “Амфитон”:
Достаточно стандартная картина с завышенным уровнем СЧ, которую усугубит баффл-эффект (+1,5…2 дБ на отрезке 400…1000 Гц). Заметьте, что на частотах раздела 700 и 4000 Гц (по напряжению, не по звуковому давлению) добавка уровня – максимальных +6 дБ, словно фильтр изначально разрабатывали в программе типа Мультисима :-).
Картинка для рисунка 4 из статьи:
Есть от чего измениться звучанию! Добавляем влияние баффл-эффекта и получаем двугорбого верблюда с максимумами на 400 и 5000 Гц. СЧ динамик работает от частоты резонанса в боксе (~220 Гц) без фильтрации оной, в традициях автора.
Ладно. Переходим к анализу абстрактной АС, у которой все динамики по 8 Ом. Для удобства изменим чувствительности НЧ и ВЧ динамиков так, чтобы не трогать номиналы делителей. Картинка, соответствующая рисунку 5:
В основных чертах напоминает предыдущий рисунок. Объединяем реактивные элементы НЧ и СЧ звеньев, получаем схему рис.6 и результат от Мультисима:
Фильтры НЧ и СЧ полос из чебышёвских второго порядка стали мягче первого. Ничего не изменилось? Объединяем реактивные элементы СЧ и ВЧ звеньев, получаем рис.7 и соответствующий ему результат (суммарная – фиолетовая кривая):
Опять ничего не поменялось?
Хотя АС у нас абстрактная, схемы замещения подставлены реальные от 75ГДН-1-8 и 20ГДС-1-8. Индуктивность звуковой катушки у первой очень значительна, она вносит большой сдвиг фазы тока, протекающего через неё. Потому посмотрим ФЧХ токов в НЧ и в СЧ динамиках:
Разница фаз стабильно 120° от 300 до 900 Гц, следовательно, на нижнем разделе и рядом добавка будет до +4 дБ (примерно – оранжевая точечная кривая на предыдущем рисунке).
Что мы имеем хорошего от схемы на рис.7, кроме отличной АЧХ? Отличные ФЧХ полос и ЧХ сопротивления АС в целом, и всего две катушки на три полосы фильтра. Неплохо! А что тогда не так?
Пока АС абстрактная – ничего. Можно хоть патент получать. Но, как только переходим к практике, схему приходится списывать со счетов. Поясню почему.
Первое. Полоса СЧ звена по уровню -3 дБ (относительно уровня на частоте 2 кГц, центр полосы) составляет 400…8000 Гц, а по уровню -6 дБ – соответственно 150…15000 Гц. Найдите мне СЧ динамик, имеющий в таком диапазоне ровную АЧХ.
Второе. Из-за особенностей схемы СЧ динамик будет вынужден работать на частоте своего механического резонанса, что резко увеличивает все виды искажений на ровном месте. Происходит это потому, что крутизна ската СЧ фильтра в сторону НЧ меньше, чем 6 дБ/октаву, он слабее первого порядка. Та же проблема в ВЧ звене частично решена присутствием конденсатора С5 на рис.7.
Третье. Поскольку большинство СЧ динамиков выше 8 кГц излучают слабо, уровень ВЧ получается заниженным (что уже отмечали любители, повторявшие конструкции на последовательных фильтрах). А попытка выровнять ВЧ полку или увеличить отдачу на ВЧ (в рамках последовательного фильтра) оборачивается недопустимо малым затуханием на частоте резонанса (2…3 кГц) обычных ВЧ динамиков (см. Второе). По-нашему, нужен ВЧ динамик с очень низкой резонансной частотой.
Четвёртое. При попытке внедрения в схему НЧ динамика на 4 Ом первая и вторая проблемы усугубляются, а изменения номиналов не помогают.
Пятое, и очень важное. Изменить частоты раздела или откорректировать АЧХ одной полосы так, чтобы не испортить соседнюю – просто нереально, даже имея в распоряжении симулятор. А для живых динамиков это необходимо.
Шестое. Рассчитать и на ходу подстроить схему параллельного фильтра первого порядка (с реальными динамиками) – раз в 10 проще. А характеристики последнего – такие же или лучше, в сравнении со схемой на рис.7 (за исключением ВЧ звена, где проблема с подавлением резонансной частоты ВЧ головки будет та же).
Общий вывод. Полученная красивая компактная схема с отличными (на первый взгляд) характеристиками, изображённая на рис.7, практического интереса не представляет. Переходные схемы (рис.4 – рис.6) также малопригодны для практического применения, поскольку содержат в себе хотя бы одну из перечисленных выше (№№1, 2, 4, 5) проблем.
8 комментариев: 35 АС-018М – взгляд из середины в Мультисиме
Красивые картинки.Пытался провести хоть какие-то “параллели” между тем, что получилось в реальной итоговой ачх и той что насчитал в этой статье Мультисим.Мой вариант по схемотехнике рис.6.Я даже их хотел увидеть,но увы.Прикинул на пальцах теоретическую децибельную диктатуру фильта ввиде мощности выделяемой на сопротивлениях динамиков и опять попытался найти что-то общее..Всплеск до 6 дб по напряжению-не шутки.Не заметить не возможно! И опять мимо.Не чью сторону не защищаю,но всё это выглядит странно.
Пару моментов стоит уточнить.
1. Рис.6 – для абстрактной АС с тремя динамиками по 8 Ом. У Вас, скорее всего, набор сопротивлений другой. Заметьте, что и чувствительности динамиков нестандартны. Кстати, отдача СЧ динамика кругом принята 90дБ/Вт. А какие у Вас динамики стоят?
2. Кривые показывают приблизительную АЧХ фильтров по напряжению, не по звуковому давлению.
3. Резонансная частота ВЧ головки принята 3,5 кГц, она 8 Ом, на резонансе задал 16 Ом. Поменять эти параметры – изменится АЧХ ВЧ фильтра на срезе.
4. Основная проблема фильтра – работа СЧ в режиме ШП. Ни 20ГДС, ни 30ГДС, ни Альфард ЕТР1300 сюда не подходят. Впрочем, об этом написано в статье.
5. Суммарная АЧХ по напряжению – сильно приблизительная, предполагает идеальное размещение динамиков по глубине и не учитывает собственные ФЧХ динамиков. На НЧ/СЧ я пытаюсь уменьшить ошибку, анализируя разницу фаз токов в НЧ и СЧ динамиках. На СЧ/ВЧ такое не прокатит, поскольку влияние смещения по глубине на разницу фаз становится доминирующим. Если же на частоте раздела СЧ/ВЧ получится реальная разница фаз 90 градусов, вместо +6 ожидаем +3дБ, к примеру. О неправильной фазировке молчу.
Как видите, от абстракции до практики есть некая марафонская дистанция.
Статья в основном писалась для проверки возможности экономии деталей способом “дружественного поглощения”. Результат – отрицательный. Схемы до и после превращений имеют очень разные характеристики.
В комментариях под статьёй Ниваги,по которой писалась эта статья,есть конкретика моего исполнения.
Читайте также: