Clip лиммитеры в усилителях мощности
 

В данной теме обсуждаем все реализации лиммитеров в усилителях мощности.
Так как Clip лиммитер - это отдельный, особо функциональный узел любого усилителя, любого класса - то тема в общем разделе.

Итак, необходимость данной темы очевидна - имеем проблемы постоянно с высокими уровнями входного сигнала, фидбеки, прочие перегрузки. Это все как плохо и для усилителя, так само и для акустики, особенно для ВЧ драйверов.

По мотивам темы Mister Fox " http://forum.audiosila.com/showthread.php?t=679 " вывод можно сделать один - все фильтра были подвержены выгоранию элементов в следствии перегрузок, которые подавались на усилители с микшеров и прочих источников. То есть, усилитель что-то пытался давить по входным уровням, но не смог:o А не смог, так как скорее всего лиммитер работал, как компрессор, или не было его, или он был отключен.

Также у Василия были вопросы по лиммитеру в теме http://forum.audiosila.com/showthread.php?t=649

В отчасти я там отписал минуса микросхемного лиммитера на lm13600/13700
В этой теме поговорим про него детально и очень детально:rolleyes:

Зацепим и оптику;)

И один из важных моментов - место размещения самого ограничителя лиммитер в усилителе мощности. Это важный момент. От этого зависит перегрузочаная способность всех, предварительных каскадов усилителя, и собственно говоря, вероятность еще где-то подгадить звук.

Ну и по ходу дела начну про все же известную микруху LM13600(13700)
Это операционный усилитель и изменяемым коэффициенту усиления.
Наибольшее распространение имеет в звукотехнике для применения или для компрессоров, тех же лиммитеров; можно применять, как обычный ОУ.

Но остановимся на стандартом применении для лиммитеров.
Итак, при схеме от даташита нужен для этой микросхемы еще один ОУ.
И с обратным включением 13600 микросхемы мы как бы давим КУ прямого ОУ. Плюс данной микросхемы, что она может в данном включении создать минусовый КУ, что и нужно для глушения выходного уровня с прямого ОУ. Но насколько?..

Схема включения прилагается.
V1 - источник звука, или в схеме, генератор синуса.

X1 - инвертор сигнала с КУ=1

X2 - сумматор балансного входа, который есть в любом, нормального качества ПРО-усилителя.

X3 - прямой ОУ, который включен по схеме усиления тока.

X4 - LM13600

out1 - выход на усилитель мощности.

Start - замыкаем на общий - лиммитер включается.

На схеме нету крутилки громкости.
Она должна стоять перед С4, а можно и после С4 поставить.

Предыдущий пост - не успел приклеить рисунок. Тут он, как 13600_1.

А красным прямоугольником выделил узел, что имеется в усилителе 100%. Для каждого канала этот узел применяется не зависимо.

Давайте глянем по началу на частотный диапазон и КУ на выходе в одном же графике. Рисунок 13600_2.

На выходе имеем фактически 0 дБ. Ну чуток ослаблено, то есть эти все каскады усиления по напряжению не дают.

Включим лиммитер (13600_3)
Да, давит амплитуду, все красиво, смотрим теперь на графики (13600_4)
Было 0 дБ, стало -15.5 дБ.
Лиммитер задавил уровень на 15.5 дБ. Это предел. Больше он не сможет по данной схеме. Можно подкорректрировать. Но это большого разгона не даст (немного наперед укажу).


Допустим усилитель имеет стандарт по входу 0.775В
Возьмем для примера усь на 1 кВт на 4 ома с выходной мощей.

КУ усилительного модуля должен быть 37.3 дБ.

Сумматор усиления ведь не дает.

И именно на модуль даем ровно 0.775 в - он не в клипе, но дает ровно 1 кВт:)
КПД максимальный. Схемотехника: симметричный дифкаскад - она может дать максимальную раскачку на выходе. Схему усилителя приложу отдельно.

Другими словами лиммитер для усилителя может задавить эффективно величину 4.3 вольта амплитудного, или 3 вольта, если мерить тестером:) рис. 13600_5
Выходные напряжения микшеров и прочих источников среднеквадратическое указываться и может составлять до 5.5 вольт ( 7.755в амплитудного).
Тут не трудно предсказать, до какого выходного уровня с микшера или другого источника лиммитер в усилителе будет адекватно давить уровень до той отметки, чтобы клип не появился - это как раз 15.5 дБ. С децибеловольтами нужно разобраться отдельно.

НО.
Не забываем, что усилитель работает на динамическом сигнале, на нагрузку не по типу резистора, а динамики с фильтрами, с переменным сопротивлением. Также напряжение в сети не ровно всегда 220В.
Все эти факторы будут провоцировать более ранний клип, и в некоторых моментах 15.5 дБ может оказаться очень мало.
Самый тяжелый режим для усилителя - КЗ по выходу. И интересно выходит, когда, на вход даем сигнал близкий, к максимально-возможному порогу ограничения данного лиммитера. То есть лиммитер должен подавить те + по входу, что генерируют клип по перенапряжению по входу и еще к тому 80 дБ (и даже выше)!!! чтобы сровнять входной сигнал усилителя примерно к уровню шумов, то есть на 100% снять напряжение на усилительный модуль.
Поэтому защита ВК, что дает сигнал на сработку лиммитера при КЗ на выходе особенно при таком лиммитере, с запасом в 15.5 дБ - становится просто бесполезной.
Для такого случая + выхода Х3 было бы проще замкнуть с реле на корпус, тогда на выходе ничего не будет. Но реле сильно медленное, а все полупроводники имеют минимальный порог напряжения, при котором они не пропустят через себя ток (0.6 в - для кремниевого транзистора например).

Очень интересная и полезная тема. Может лучше начать с клип индикации? Она есть на всех моделях ПРО усилков, НО насколько она правильно работает? И как она работает?

Захватим и детектор клипа.
Тут просто коль зацепился, так как с ней буквально недавно имел дело (LM13600). Короче впечатлений не мало осталось.
Просто на индикацию клипа полагаться - не всегда верно.
Например в усилителях ТСМ, нашего производства - клип лиммитер, что внутри усилителя имеет четко детекцию по нелинейным искажениям. Или просадка по напруге, или превышение по току - все эток клип видит сразу.
А от индикация на передней панели клипа - только по напряжению. То есть абсолютно не верна, чем реальный детектор и ограничитель на самом усилителе.
Точнее в ТСМ детектора на клип 2, а ограничитель один. 1 детектор на искажения, второй - по напруге. Хорошо, что детектор по искажения именно и дает сработку на органичение, а не тот детектор, что на напругу.
если рэк с этими усилками будет где-то под сценой за порталами стоять - кому там будет видно ту индикацию??) А от работа того же усилителя и ограничителя нужна максимально надежна и точная, ну и правильная.

Есть не мало усилителей, что имеют лиммитер, в которых детектор фиксирует только выходное напряжение. Конечно такие детекторы не сложны. Но и при токовых перегрузках и по просадке в сети - просто бесполезны. Ну и четка привязка по омности. Точнее именно такой лиммитер на усилитель аналоговый на 4 ома допустим 1000 Вт, а на 8 ом - ровно 500 Вт. Так как лиммит четко по напруге. А не 600-800 Вт, как с детектором по нелинейности или по току. То есть кпд на немного высшем сопротивлении сразу падает на 30%.

Есть у меня схемы на усилители, где применяется только клип лиммитер по току. Как бы интересно - защита от КЗ есть, тем более, что там детектор совмещен с классической защитой выходного каскада. Но если на такой усь насадить высокоомную нагрузку, то сработки по току и ограничения не будет - естественно клип лиммитер автоматически отваливается.

Ну и захвачу более интересные варианты - это сработка по выходному и напряжению и выходного тока - лучше, чем по отдельности, но все равно, при просадке в сети оба этих варианта ограничения становятся бесполезны. Ибо при пониженном напряжении и напруга падает и ток через ВК.

Конечно надо детектор только по нелинейным искажениям. Парки применяют такие детекторы. То конечно с ими дополнительную защиту по току можно и не ставить, так как она ничем не лучше, чем традиционная.

Ну и еще большинство брендов, что стоящие.
Хотя китаец Sven KD-278 имел схемотехнику QSC RMX, но детектор клипа по искажениям на выходе. И причем на две полувольны. Оригинал QSC тоже сделан по нелинейным искажениям, но немного онерционный и реально на ограничитель подает срабоку лишь по одной полуволне сигнала. Оно как бы и ничего, но не совсем, ибо нужно ограничитель подстраивать, чтобы через промежутки противоположных волн сигнала усь не клиппировал.

Все верно. Нормальная клип-индикация должна ориентироваться на появление подреза синуса на выходе (по неЛИ). И не важно от чего заниженного сопротивления, сети, и Т.Д. И уже к нему привязать лимитер.

Лиммитер с детекцией по току
 

Данный лиммитер хорошо может защитить усилитель при низком сопротивлении на выходе, или КЗ на выходе - отчасти. Но если нагрузить на более высокоомное сопротивление (8 ом например или, может 4) - никогда фактически не сработает. Ну и порог выходного тока может тоже быть изменен в большую сторону при просадках в сети.
Взял схемку одного, промышленного усилителя, где именно лиммитер по токовой перегрузке. Индикация привязана с детектором одинаково. То есть индикатор показывает точно такую же работу и ограничителя.
Сам ограничитель охватывает входной ОУ и за счет уменьшения собственного сопротивления при сработке - снижает КУ.
Это не оптимальная схема ограничителя в плане подавления, так как КУ не может быть ниже 1. LM13600 в этом плане по лучше, так как КУ мог быть на выходе ОУ ниже 1, ну и не сильно глубокое ограничение он все же не давал, как описывал выше.

Индикатор клипа с детекцией по напряжению на выходе
 

Собственно тут только индикация клипа, но ограничителя нет.
Взято от усилка саундкинг.
Ну собственно все предельно просто - транзистор 4Q2 с резисторами и кондером образуют порог сработки и причем только на переменной составляющей.
Ну тоже не идеал - низкое сопротивление нагрузки - защита ВК каскада срабатывает - индикатор не схватит, а перегруз то есть.
Просадка напряжения питания точно также влияет.

Ну и в данной схеме этот узел включен параллельно выходным динамикам, то есть после реле защиты от переходных процессов и постоянного напряжения на выходе.

Лиммитер с детекцией по входному и выходному напряжению усилительного модуля
 

Взято от схемы JTL Prost T серии. Но новые - тоже думаю, что там та же схемотехника.
На транзисторах CMPSA42 и KSP92 с обвязкой построен сам детектор, с нужным порогом сработки. По обеим полуволнам. NE5532 тут работает, как сумматор сигнала. Ну и дальше пошло на сам оптолиммитер и на индикацию. То есть индикация одинаково показывает сработку клипа.
Однако есть и второй узел, что может быть распаян или нет на усилителе - отслеживание входного напряжения на усилительный модуль.
А что? КУ усилителя мы знаем, и поэтому номинальное, входное напряжение рассчитать можно.
Поэтому на второй NE5532, что обведена как раз и построен детектор с настраиваемым порогом по входному напряжению на усилитель.

Однако несмотря на то, что тут 2 детектора, работают почти не зависимо - они оба работают по напряжению. То есть просадка сетевого, или КЗ или низкий импеданс по выходу - этого всего данные лиммитеры не видят.

Лиммитер с детекцией по входному напряжению усилительного модуля
 

Собственно от усилителя American Audio VLP-300
Похоже с предыдущим постом, но только входное.
Ну и реализация - чисто транзисторная.
Тоже на 2 полуволны и порог можно регулировать.
Тут тоже детектор как и на ограничитель, так и на индикацию показывает одинаково. А сам ограничитель точно также построен, как и в 7 посте.
Ну минуса, что у предыдущем посте, для этого детектора тоже сохраняются.

Детектор по токовым перегрузкам и перенапряжению на выходе
 

Ну и вариант токового лиммитера, что фиксирует перегрузку по току на выходе и детекция по выходному напряжению, но более сложная реализация.
Взято от лаба ФП 10000
Это кусок схемы, так как в лабе есть и детектор по нелинейным искажениям и детектор по выходному току точно также, как в 7 посте и детектор по входу, как в 10 посте - второй детектор настроен на разные пороги сработки, и зовется он у лабов - MLS Switch. Это стандартный, программный лиммитер по напряжению.
Тем не менее - выход по перегрузкам по току фиксируется трансформатором тока у усилителем. Ну и далее идет на обработку МК - в зависимости от настройки глушит на лиммитер, или от более сильных пиков можно заставить отрубать усилитель.
Ну и по напруге - если БП немного в усилителе дает завышенное напряжение - моща будет выше. Можно попалить динамики от излишней мощности, чтобы этого не случилось - есть детектор по перенапряжению на выходе, что дает сработку на клип первоначально.

Схема детекторов лаба, как по мне усложнена.
Ведь по перенапряжению и перегрузкам по тому можно просто стандартную, токовыю защиту настроить на на нужный диапазон, а детектор по нелинейным искажениям настроить не на сработку от 1% THD, а ниже - 0.1% например.
Ну и трансформатор тока тут хорошо будет работать от 1 кГц и выше. Перегруз на 50 гц он просто не увидит, так как и материал не тот, и габариты не те.

Считаю правильным снимать информацию о состоянии усилителя с ООС. Там объективная инфа о клипе при любых условиях. И привязывать к нему лиммитер. Все в разы упрощается, и работает правильно :)

Насчет съема сигнала об разногласии ООС - съем всегда точный. Но насчет, что это схемотехнически проще - не согласен.

А если детектор нелинейности для дифкаскада - 1 или 2 транзистора на съем. Он схема Ямахи Р серии и лаба ФП 6400 - это показывают.

По схеме QSC со светодиодом - ну одна полуволна. Но просто (и схемотехника с ОУ без смещений). Тем не мене только одну полуволну считывает.

А по ООС - он EV Q ревизии схемы в помощь. Немного тяжелее. Но тем не менее 2 ОУ могут точно дать сигнал разгласования по двум полуволнам, с точностью до сотни милливольт. Но туда надо классическое включение самого усилителя.

А возьмите ВП - с инверсным входом, или я такие сейчас начал пилить(так как качественные показатели лучше).
Как там тогда в средней точке цепи ООС и входного сигнал снимать? Второй вход усилителя (плюсовой) на корпус уся наголо или через резистор подключен?
Для того и надо детектор нелинейности, а лучше, что видит насыщение УНов.

Схема с двумя ОУ, как в ЕВ уже автоматически отпадает, но хоть и на 100% точная.
Но в принципе, если делать детектор нелинейности для дифкаскада из схемы Ямахи - там он может заблаговременно подать сигнал клипа, до реального насыщения УНа, при любой нелинейности, как по напряжению, или по току, и даже по падению усиления с ростом частоты.

Как там тогда в средней точке цепи ООС и входного сигнал снимать? Второй вход усилителя (плюсовой) на корпус уся наголо или через резистор подключен?



Так-же. Ризницы нет. По такому принцепу (съем с ООС) мы имеем точную инфу о состоянии уся (повторюсь). Можно обвесить конечно еще чем нибудь в довесок, усложнить, но на практике все просто, и работает отлично.

Я имею ввиду схему подключения, как во вложении.
Ну и допустим. На выходе 1% клиппинга, а на точке входа (красная стелка) разногласие 12 мВ по амплитуде?

Легко??:D Тут TL-ка и NE5532 не потянут. Игорь их не одобрил, и тут те шумы будут сбои давать, а придавка этих же самих шумов - тупизну отработки клипа на 10 кГц и выше.
Я то знаю, что легко и точно. Но еще проще, и дешевле и не менее точно уже на самой, более высоковольтной части это разногласие ловить. И не на уровне 1%, а даже 0.1%, если нужно))

Так что разница есть.
А если стандартное включение уся: съем между не инверсным и инверсными входами, то 150 мВ разницы намного проще даже не дорогим ОУ снять, и такое разногласие - это не более 0.2% нелинейных искажений.

Включение усилителей и разглосование в цепи ООС
 

Итак, продолжая тему, так как это касается все лиммитеров немного добавлю.
Любой УНЧ, любого класса, нормальный (не экзотика А класса и еще на лампах) имеет ООС.
Мы можем подавать сигнал как на положительный выход, так и на отрицательный.
При положительном усилении мы фазу сигнала на выходе относительно входного не двигаем.
При отрицательном - разворачиваем на 180 градусов.

Но усилитель с положительным усиление имеет в цепи ООС в разрыве с резистором, что коннектится с землей кондер (на фото 3 и 5 - в разрыв резистора R5)!
Он дает возможность иметь КУ по постоянке - 1, и какой мы рассчитываем номиналами резисторов ООС - по переменке.
Чем он хорош? - ну усилитель у нас не УПТ, как как бы только с переменным напряжением работает. В итоге и излишнее, постоянное напряжение ниже, и при коммутации уся к источника хлопки минимальны.
Чем он плох? - если номинал маленький - плохо демпфиует динамик на низких частотах, а если используется электролит с высоким ЕSR на высоких частотах - то и еще и срач на самих верхах.
Можно заменить пленокой, но она габаритная и дорогая и фазу все же немного двигает.
При наличии этого кондера в цепи оос зачастую входного на положительный вывод можно не ставить. Но практика заставляет ставить, так как плавает тогда постоянная составляющая, и в некоторых схемах очень сильно.
В итоге имеем на пути тракта звукового сигнала 2 кондера, которые звук в целом не улучшают, особенно на ВЧ, или даже на НЧ.

Варианты? - можно замкнуть перемычкой кондер в цепи ООС (убрать вовсе) Все проще, но проблема с плаванием постоянки точно также появляется, как и для варианта входа не инверсного.

Поэтому было придумано усилители включать в инверте, а динамик или по фазе разворачивать, или сигнал такой подавать.
А что? Плюс у нас не занят и на нем нет кондера. Остается только один, в цепи ООС для предыдущего варианта. Он же и усилитель заставляет работать только по переменке и уже на полосу пропускания самого усилителя как бы влияет только снизу (полосовой фильтр 1-го порядка). На коэффициент демпфирования влияет намного меньше, так как вторая обкладка этого кондера (вход) все равно имеет связь с корпусом и тем более может принимать противоположную полярность, что намного лучше в плане напряжений и в итоге для условий демпфирования, чем для варианта без инверсии.

Тут и кондер нужен зачастую не на сотню микрофарад, а на десятки, или даже единицы. Можно поставить пленку, так как кондер один и причем нигде режимы плыть не будут, так как этот же кондер не позволяет усилителю усиливать постоянную составляющую.

А все дело к тому, что действительно, как Василий начал, есть детекторы, что следят за ООС и прямым сигналом. Или за самой ООС. Но вот теперь по делу:

Второе и 2 фото - стандартное включение, клипинг 2 фото - график по средине слева. то есть до 0.5%. Разница по амплитудам ООС и входном (3 фото) - 30 мВ. Балансным ОУ усилить до 1 вольта вполне реально без излишних шумов (схема буде позже).
Но это был вариант для не инверсного входа.

Для инверсного у нас только по факту одно место съема разницы, так как + усилителя соединили с корпусом и отстроили по постоянной составляющей.
4 фото - тот же график - 1.5% искажений, а на 5 фото, разница амплитуд в интересующей для нас
точке 0.3 мВ по одну и другу полуволну отдельно. Это могут быть уровни шумов для большинства ОУ. И это уже 1.5% THD на выходе, что очень много, Если до 0.5% приблизиться, то эта амплитуда в раза 2-3 еще меньше будет.

Вот это я и имел ввиду, кратко описывая в предыдущих постах.

Ну, как-бы, все красиво описано. Я давно (типа) так делаю. Очень доволен результатом.

Я бы тоже так делал, по варианту без инверсии. Но увы:)

Захотелось поиграться с инверсным включением.
Обработка баса по интереснее, даже на слабых усилителях.
И ВЧ идеальные, так как пленка по входу.
Ну и -один крупногабаритный кондер - экономия места на плате.
Парки он тоже в усилителях по мощнее, коль ремонтировали, тоже могли увидеть, что в инверте сигнал на модуль подают. По началу было не совсем привычно. А теперь дошло:) Пока не послушал один и тот же усь при подаче сигнала на прямой вход, и потом на инверсный.
Интересно. Но индивидуально.

А детекторы для съема как по цепи оос для входа не инверта, так и по съему разногласия дифкаскада и некоторые другие добавлю позже. Хочется не вырезать кусками, особенно со схемы электрвойса. Где все и так очень плотно на одном чертеже.

Разница не сильная по звуку. Но экономия места для меня показалось не маловажным, а еще более важным - демпфирование динамика на низких частотах. Инверт тут конечно дает фору. Хотя если обычный по схеме УПТ - то тоже все отлично. Главное, чтобы с прогревом постоянка не появлялась до 100 мВ:)

Я не делал сравнений между прямым и инвертным входами, не скажу.
А если схема сама инвертирует сигнал? Или это не то?

Ну то вариант второй - подача на инверсию, это как раз сам усилитель перекручивает фазу. Как бы то.

Поэтому я описал: или динамик противоположно на выход подключать, или допустим сумматор в инверте включать.

Ведь по общим правилам усилитель от входа до выхода не должен менять фазы:)
В итоге при инверсной подаче сигнала на сам усилитель оконченный - имеет переворот фазы на 180 град аж 2 раза: если брать усилитель по цепи от входа до выхода.

Тогда схемка, которую выкладывал в другой теме (что сырая) она как раз и обладает таким "качеством" инверсии сигнала. Хоть и задействован вход на ОУ прямой. А чтоб по правилам (прямой фазы) было, ставлю предварь тоже на ОУ, даже с двумя задействованными входами.

Если, так предварь перекручивает тоже фазу ( + входа на -предваря и аналогично) то все четко на выходе по фазе. Как и должно быть.

Вопрос: Опасны ли ранние стадии ограничения синусоиды (начало трапеции) ???
Или ее вообще не должно быть??? (трапеции).

Примерно как на картинке.

Дело в том, что такие ранние искажения заметны только приборами, на слух их не заметно.
В некоторых случаях они вносят так называемые (полезные гормоники) их оченль любят ценители лампового звучания.

Ну лиммитер в идеале как бы должен исключать трапецию вовсе. (Исключение только - если на вход усилителя уже трапецеподобный сигнал подаем).

Ну я бы не сказал, что прям не заметны:) Например на раннем клипе срач на самих верхах ой как отчетливо слышно. Не спорю, что каждый слышит по своему. Хотя считается, что на 1 кГц 1% искажений на этой частоте сильно слышно, даже сильнее, чем на 20 кГц.

Но я скажу, что все зависит от схемотехники усилителя.

Например у QSC RMX, если дать клип под ВЧ, то сильно искажается сигнал. Как бы кто-то диодами драйвер подрезал. Ибо может именно это схемотехника вносит такие нечетные гармоники, что сразу по ушам дают. Треск именно, и еще как бы излишние щелчки появляются, кроме полезного сигнала. Как вариант - насыщение предвыходов и легкий сквозняк через ВК давал такое проявление.

Сухова взять, или упрощенный, или стандартный - ну как бы на вч не сильно треск выделяется, но все же звук не приятный. Как по мне, то Сухов наиболее грязно звучит конкретно на средине.

А взять на базе симметричного дифкаскада - фиг знает, может что я сам так считал (а не как у Ланзара), то на клипе как бы кажется, что не цыкает, а шипит на тех участках. Но резких каких-либо выбросов или что-то типа треска, то нет.
А рокот появляется только уже выше 10% клипинга, и то, до 100 Гц если частота.

Так что под каждую схемотехнику это все определяется.
Хотя для стандарта полагается, чтобы лиммитер работал уже при 1% нелинейных искажениях. Многие фирмы на свои усилки и указывает выходную мощность именно на этом участке искажений.

Я тут опыт проводил. Усилок 250 Вт на один канал установлен клип-лиммитер на другом нет. При прослушивании (в легком клипе) тот что без лиммитера звучит как-бы громче или мощней что-ли в сровнении с первым. Какого либо срача в звуке не наблюдалось. Если только больше дать то да, начинается срачь по ВЧ и пердеж по НЧ. Но там уже тропеция явно выражена. Ну а субъективно то канал, что с небольшой подрезкой, как на картинке пост 24 то звучит мощней с насыщением гормоник.

Тут наверно как сравнить работающий телевизор с накрученной громкостью (невозможно находится в комнате) хоть мощность 2 Вт. И концерт на площади, где стоит 35 кВт и такое ощущение, что тихо как-то, можно и громче было сделать (а самого от НЧ калышит) :)

То значит лиммитер зарезает мощность. А на динамике всплески на НЧ бывают и до 10% НИ, которые не во всех усилителях у виде треска слышно.
***********************
Мы у ветке об пассивных фильтрах обсудили причины выхода со строя самих фильтров. Избыток мощи и клип - главные враги.

Теперь если тут речь зашла об клипе, то чтобы на грани начала, но все же усилитель на выходе слегка имел клип. В итоге замкнутый круг выходит. Фильтр горит, или драйвер, что усь гадит искажениями, который драйвер прекрасно видит. И тут же обсуждая лиммиетр, стараемся выдавить максим мощи, с теми искажениями.

В таком случае мы должны определиться, что нужно - надежность, или максимальная эффективность. Имеется ввиду не для одного усилителя, а хотя бы для связки: усилитель - акустика.

Дело в том что уже на 1% искажений, или на 10% искажений и даже на 0.1% искажений, разница в моще для 1 кВт усилителя составит примерно 5-10 Вт.
Во всяком случае, если у вашем тесте лиммитер, допустим, не зарезал мощу - это иллюзия по факту, и реально если на номинале (0.05% НИ) усь дает 250 Вт ровно, то на 1% искажений он даже 260 Вт никак не даст. А хотя кажется, что громче.


Как по мне, то легкий клип не допустим.
Вот я делал усилитель на 500 Вт на 3 парах тошиб по типу сигмы 200 (схемотехника). Там лиммитер у меня был настроен на нелинейность по ВЧ на 0.2%. С учетом задержки отработки фоторезистора я думаю, что около 1% все же где-то искажения проскакивают (именно ВЧ регистр). Да, лампочки, что на защиту драйвера идут, может только на длинной протяжке хвостов ВЧ слегка накал имеют. Но, их хоть и слабо, но немножечко слышно:) (искажения). Думаю опустить до 0.1% и сравнить со вторым каналом. А может даже поменять раскачку УНов.

На приборах видно, что лиммитер начинает работать сразу как появляется клип и держит его на зтом уровне при повышении уровня во всем диапазоне частот.
Значит кажется просто. Ухи очень тонкий инструмент.

Детектор клипа по примеру QSC RMX - обсудим
 

Схема проста и понятна. При определенном пороге на выходе ОУ создается такой величины напряжение, что пройдя через диодный мост, светодиод загорится. Светодиод делает роль некого стабилизатора (срабатывет при 1.5В). И заодно служит реальной индикацией нелинейных искажений.

Другой конец диодного моста подключен к общему проводу через 100-омный резистор. Логично - не сжечь светодиод избыточным током.
И этот же резистор служит для снятия сигнала перегрузки. Усилившись на транзисторе, дальше идет на ОТА. Последний, активируясь - понижает КУ входного ОУ и так и ограничивается сигнал.

Да, схема проста, схема работает на нелинейность. То есть по току перегрузка, если сетевое плавает - будет все равно происходить отсечка заблаговременно до появления на выходе что-то похожего на прямоугольник.
Минус схемы только в одном - только по одной полуволне считывет сигнал перегрузки. Хотя можно пошаманить с еще одним транзистором по схеме ОБ - должно получиться и для отрицательной полуволны.

Тем не менее вариант вполне приемлем и намного лучше, чем детекция по порогу напряжения на выходе и по току.

По схемам
MOD - штатный клип при номинальной нагрузке.
MOD1 - перегрузка при пониженном напряжении питания.
MOD2 - перегрузка при пониженном сопротивлении нагрузки на выходе.

Хоть и примитив я промоделировал, но в реале оно работает.

И кстати в теме QSC RMX, где собирал усилитель, я там светодиод в диагонали моста заменил светодиодом оптического лиммитера (для обработки обеих полуволн). Но в таком случае надо брать такой, чтобы шустро отрабатывал на ВЧ частотах. Хотя и та, примитивная схема уже в железе работала у меня вполне приемлемо и правильно.

Детектор клипа по примеру SVEN KD
 

Усилители хоть эти уже давно не производятся и на вторрынке редко проскакивают, но все еж имея опыт работы с таковыми и схемы в том числе, могу сказать, что лиммитер в них по добротнее от QSC RMX. Схемотехника усилительной части мало отличается от оригинала. Разве что доработанной токовой защитой.

Плюс прилагаемого детектора - обе полуволны и четко можно настроить порог сработки.
Лиммитер достаточно хорош. В плане звука, в плане скорости. А наличие оптрона - достаточно мягко задавливает входную амплитуду сигнала.

Схема представляет с себя сдвоенный компаратор с делителем. Резистор на 36К задает разброс верхнего и нижнего предела сработки. Для ясности возьму только верхний компаратор. На не инверсном входе задается смещение около 2.4В. Если на инверсном входе компаратора уровень напряжения переваливает за 2.4В, то компаратор сразу на выходе дает -15В напряжения, что и открывает транзистор и далее есть положительной амплитуды сигнал на работу ограничителя и индикации.
Аналогично для нижнего плеча.
Так вот если увеличивать номинал резистора, что на схеме 36К - порог сработки по обеим амплитудам будет расти. Ну и с уменьшением номинала - амплитуда будет падать.

Еще одним плюсом этой схемы детектора от предыдущего поста - является большое, входное сопротивление. Тем и исключается излишняя нагрузка на ОУ, что выполняет свои усилительные свойства.

Кроме того, схему можно прикрутить практически к любому усилителю, который имеет ОУ, который заключен в общую петлю ООС.

Детектор клипа по примеру TCM PT
 

Схемотехника обсуждаемого в названии поста усилителя схожа со стоковым Суховым ВВ, только мощность по выше и еще мелкие изменения. Конечно в этой линейке УНЧ если минимум 3 модификации лиммитера, но я выбрал наиболее удачную, и тем более при ремонте подобного усилителя там как раз применялся такой детектор.

Тоже на обе полуволны. Но только на одном ЛМ 393 компараторе.
Резистивными делителями настраивают рабочие пороги.
Схема в железе работает тоже исправно. На сколько вольт обнаружение поставишь, на сколько и будет срабатывать. Похожа на предыдущий вариант немного.

Для проектирования я взял проект Суховского УНЧ по слабее. То выше постами брал усиленный QSC RMX 4050, то там амплитуда на выходе видно, что намного больше (сигналы с ОУ и цепи сигнала Clip - не выше 15В)
Тем не менее сути работы не меняет.

Так он что, по уровню сигнала работает??? На искажения реагирует???:confused:

Кстати, оптроны делаю сам:D светодиод белый, яркий и фоторезистор в чёрной термоусадке. Шикарно работают. А какие применяются в QSC RMX???

Включен же на выход ОУ, а ОУ охвачен в общую ООС самого усилителя. Малейшие нелинейности или в УНе и далее - ОУ быстро уровень на выходе подымает.

Если бы первоначальный ОУ еще был бы охвачен местной ООС - тогда да.

Так на любую нелинейность реагирует в итоге.


Я и сам тоже опроны делал, и у Парка заказывал. Белые - не плохо, как и зеленые, но наиболее эффективные - красные:) Не инфра-, а просто красные. У фоторезистора на том участке наивысшая чувствительность материала.

Ух ты! Надо попробовать. Я думал, что в белом цвете весь спектр света и фоторезистору проще работать.

На белом оно тоже будет отлично работать.
Однако, смотря, какой белый.

В основном те фоторезисторы, что есть на рынке - больше всего хватают длину вольны 540, 560, 590 нм.

Больше вписываются эти значения в зеленый, желтый, оранжевый, а красный уже как бы рядом:)

Но тем не менее эффективнее все же фоторезистор работает именно с ярким светодиодом, а не тусклым.

На зеленом пробовал, но не лепил окончательно - но тоже исправно работало. Но с более-менее точной уверенностью, что фоторезистор именно под прилагаемую длину волны.


Статейка по белым светодиодам в том числе:
http://electrotransport.ru/ussr/index.php?topic=16744.0

Китайцы в своих оптронах (LCR0202, LCR0203) примеяют именно красный и яркий (есть такие в наличии) Работают отлично. Именно нравиться, что при номинальном токе через светодиод на фоторезисторе сопротивление: 150-250 ом, а в выключенном - мегаомы.
Интерсный ход. Но зеленые не попадались.

Хотя все же лучше будет VTL5C4. В серьезных усилках не редко встречал именно его.

Детектор клипа по отслеживанию насыщения УН
 

Этой схемотехники додумался придумать, используя свойство насыщения УН.
Данная схема отслеживает одну полуволну. Можно и на 2 полуволны сделать. Схема немного усложниться.

Работа таковая - когда УН приближается к работе до граничнной амплитуды, что идет близко к началу насыщения - ток через эмиттерный резистор транистора УН падает - закрывается тарнзистор Q2 и откроется Q3, так как включен по схеме ОК и к базе приложиться положительный потенциал. Ну а далее на светодиод клипа с ограничителем идет.

В железе работает - именно в этом усе уже опробована.
http://forum.audiosila.com/showthread.php?t=640&page=15 - пост 149

Подстройкой самого ограничителя добился отсутстия пропусков на другой полуволне, которая не отслеживается. Работа - отличная. Ограничение - мягкое. Моща держиться на выходе стабильной.

На всем спектре частот. На любое, питающее напряжение сработка будет заблаговременной. При начале сработки токовой защиты ВК - тоже срабатывает еще до появления нелинейности на выходе в 0.1% по THD.

Если будет сгоревший предохранитель плеча, или снято смещение дифкаскада - тоже будет давать сработку.

Применима ко всем усям классической схемотехники - Линн, Ланзар, Холтон и тд.
Единственное - в зависимости от питания - нужно подбирать транзисторы с запасом по допуску напряжения ЭК. То будут ложные срабатывания, или даже пробой из за высокого напряжения.

Аналогичная используется в мощниках - Саундстандарт и Крест. Там еще компаратор есть - зато там отслеживается на 2 полуволны.