Mi spiegate il concetto del Damping Factor?

Messaggio da **rossdt** » 03 dic 2006, 00:36

Mi è chiaro che più piccolo è il valore di Rout rispetto Rl e migliore è l'adattamento. Però quello che non capisco è che se il carico varia (e questo succede ovviamente al variare della frequenza) il carico visto dalle valvole finali cambia e questo indipendentemente, credo, dal valore del damping factor. Io credevo che si cercasse di mantenere questo carico il più costante possibile, ma forse mi sbagliavo.
Qualcuno può illuminarmi un pochino?

Grazie.

Alessandro

Messaggio da **mauropenasa** » 03 dic 2006, 01:22

La questione è dibattuta.
In un lungo 3D sul pilotaggio in potenza proprio del concetto di compensazione di impedenza si parlava.....

IL DF è appunto il fattore di smorzamento, e dipende dal rapporto tra la impedenza del carico e quella interna di uscita dell'ampli.

Se l' impedenza interna dell' ampli è molto minore di quella del carico, significa semplicemente che l' ampli emula al meglio un pilotaggio in tensione, ossia si comporta come un generatore di tensione quasi ideale.
Questo significa in sostanza che data una tensione istantanea in uscita, qualsiasi variazioni (sempre istantanea) di impedenza del carico sarà compensata da una maggiore erogazione istantanea di corrente, senza mutare i valori della tensione definiti dall' ampli (per la legge di ohm).

Al diminuire del DF, diminuisce la capacità di mantenere costante (istante per istante) la tensione sul carico.
In pratica viene ridotta la "compensazione in corrente al variare del carico".

Nei casi in cui il DF sia negativo (impedenza dell 'ampli superiore a quella del carico), si tende verso il "pilotaggio in corrente", ossia il sistema tende ad assestare i valori di corrente come "costanti" a svantaggio della tensione, che varia di continuo al variare della impedenza del carico.

Ma il vero problema è come reagisce il diffusore a queste dinamiche....

leggi qui:
http://www.audiofaidate.org/forum/viewtopic.php?t=1227

e qui:

http://www.audiofaidate.org/forum/viewtopic.php?t=1243

per approfondimenti sul tema DF e pilotaggio diffusori, anche se immagino che possa essere un mattone....

ciao

Mauro
http://www.webalice.it/mauro.penasa/index.html

Messaggio da **rossdt** » 03 dic 2006, 01:29

Ok per il comportamento da generatore ideale di tensione, ma il carico visto dalle valvole finali varia comunque?

Alessandro

Messaggio da **Luc1gnol0** » 03 dic 2006, 02:30

Ok per il comportamento da generatore ideale di tensione, ma il carico visto dalle valvole finali varia comunque?
Originally posted by rossdt - 02/12/2006 : 19:29:15

Non ho capito.

Nei "normali" sistemi ampli-altoparlanti il carico visto dalle valvole varia comunque al variare della frequenza e di riflesso varia PURE il df.

Se questo è già basso (ampli a valvole) la capacità di mantenere costante la tensione sul carico è già molto lontana dall'ideale.
Ci sono progettisti che a questo fatto non danno troppa importanza (Luca Chiomenti su tutti, in Italia).

Comunque, il variare del df in "peggio" costringe lo stadio d'uscita (progettato per agire da generatore di tensione) ad erogare più corrente, finchè ne ha, e ciò, come ha detto Mauro (se l'ho capito!), diminuisce ancora ulteriormente la capacità dell'ampli di mantenere costante, istante per istante, la tensiore erogata sul carico (ripeto, cosa già difficile in partenza per via di Rout alta).

Su questo scenario si inserisce il carico reale (diffusori), con altre dinamiche che Mauro ti ha indicato tramite riferimenti ad altri 3d e che io non saprei riassumere.

Ma che, mi pare di aver capito, non modificano in meglio la capacità dell'ampli di agire come generatore di tensione ideale.

Aggiungo una nota di poco rilievo, che (nel mondo "reale") nel caso di rapporti di trasformazioni importanti, nemmeno l'impedenza di carico del primario offerta allo stadio finale caricando il secondario con una resistenza ideale è costante al variare della frequenza. E la cosa è tanto più deleteria quando questo NON è a triodi.

Per cui ripeto, non ho capito che cosa intendi con

ma il carico visto dalle valvole finali varia comunque?

La risposta, salvo figuracce (con me in giro sempre possibilissime), è indubitabilmente "si", per cui forse volevi dire qualcos'altro.

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Ciao, Luca

Messaggio da **rossdt** » 03 dic 2006, 22:27

Provo a riformulare con un esempio: supponiamo di avere una Rout di 0,001 ohm e un carico di 8 ohm. Supponiamo che ad una data frequenza il carico vari a 6 ohm. Dal momento che la resistenza di uscita è molto bassa la tensione dovrebbe rimanere invariata. In realtà però il carico è andato a 6 ohm e questo si ripercuote sulle valvole finali che vedono un abbassameno di carico che mi varierà la pendenza della retta di carico facendola "ruotare", passatemi il termine, in senso orario e quindi riducendo il valore del guadagno in tensione. Allora, come si può dire che con un DF elevato, il funzionamento si avvicina a quello di un trasformatore ideale di tensione?

Alessandro

Messaggio da **Giaime** » 03 dic 2006, 22:37

In realtà però il carico è andato a 6 ohm e questo si ripercuote sulle valvole finali che vedono un abbassameno di carico che mi varierà la pendenza della retta di carico facendola "ruotare", passatemi il termine, in senso orario e quindi riducendo il valore del guadagno in tensione.

Originally posted by rossdt - 03/12/2006 : 16:27:55

E' giusto ciò che dici, la retta di carico cambierà inclinazione, ma il guadagno in tensione AUMENTERA', poichè la controreazione bilancerà la diminuzione di tensione d'uscita che avresti abbassando il carico.
In questo senso il valore efficace della tensione su 6ohm sarà lo stessa che su 8ohm, poichè con questo elevato fattore di nfb (necessario per far scendere Zout a livelli da zero ingegneristico) l'amplificatore si sta comportando come un generatore ideale di tensione (pilotato, chiaramente).
Ovviamente retta più verticale, l'nfb spremerà il guadagno in più che serve, tutto questo porta sicuramente ad una maggiore distorsione.

E' anche da dire però che in PP le variazioni di carico hanno un effetto meno "devastante" che in SE.

Saluti termoionici
Giaime Ugliano

http://giaime.altervista.org

Messaggio da **Luc1gnol0** » 03 dic 2006, 22:42

come si può dire che con un DF elevato, il funzionamento si avvicina a quello di un trasformatore ideale di tensione?
Originariamente inviato da rossdt - 03/12/2006 : 16:27:55

Se non dico cavolate, il fatto che il DF di partenza sia alto non stabilisce una volta per tutte che il generatore di tensione (ampli) sia "quasi ideale": ciò deve essere verificato istante per istante. E la distanza dall'idealità aumenta, istante per istante, tanto più è elevata la Rout del generatore rispetto a Rload.
Al valore di carico di 6 ohm, il tuo ipotetico generatore di tensione (ampli) sarà meno ideale di quello di "partenza", ma sarà comunque più vicino all'idealità di un generatore (ampli) con Rout di 0,1 ohm o 1 o più ohm che sperimenti, istante per istante, simili variazioni di carico.

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Ciao, Luca

Messaggio da **Luc1gnol0** » 03 dic 2006, 22:46

poichè la controreazione bilancerà la diminuzione di tensione
Originariamente inviato da Giaime - 03/12/2006 : 16:37:47

Chi ha parlato di controreazione?
Giaime, non è che volevi rispondere ad un altro 3d?

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Ciao, Luca

Messaggio da **rossdt** » 03 dic 2006, 22:56

Bene, siamo allora giunti alla conclusione che idealità -> retroazione.
Poi c'è chi asserisce che la retroazione è la morte del hi-fi....
Ho letto il post riguardante Progettazione collettiva e didattica PP di EL84 e mi sono soffermato sul punto dove si parlava di ottenere un DF pari a 4 però non mi sembra fosse stato motivato il perchè di questo valore minimo.

Alessandro

Messaggio da **rossdt** » 03 dic 2006, 22:58

Chi ha parlato di controreazione?
Giaime, non è che volevi rispondere ad un altro 3d?

No, non si è sbagliato. Valori così bassi per la Rout si possono ottenere solo con elevati valori di retroazione.

Alessandro

Messaggio da **Luc1gnol0** » 03 dic 2006, 23:09

Valori così bassi per la Rout si possono ottenere solo con elevati valori di retroazione
Originariamente inviato da rossdt - 03/12/2006 : 16:58:51

Se la questione è dunque la dinamica tra DF e NFB, allora la questione iniziale era spiegata al "risparmio" ed anche l'integrazione non è a mio avviso affatto chiara, perché entrambe si prestano ad una risposta "di principio": come Mauro te l'ha data, in chiave ingegneristica, e come l'ho ribadita io, in chiave piu` pedestramente descrittiva.
Quanto alla NFB in generale, non c'é solo quella parallela in tensione da considerare ed applicare, per risolvere i "problemi" dell'audio (ammesso che la NFB sia considerata dal singolo progettista una "medicina").

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Ciao, Luca

Messaggio da **Luc1gnol0** » 03 dic 2006, 23:14

Bene, siamo allora giunti alla conclusione che idealità -> retroazione.
Poi c'è chi asserisce che la retroazione è la morte del hi-fi....
Originariamente inviato da rossdt - 03/12/2006 : 16:56:41

Non ti ho capito (neanche qui): Giaime ha concluso dicendo che:

Ovviamente retta più verticale, l'nfb spremerà il guadagno in più che serve, tutto questo porta sicuramente ad una maggiore distorsione.

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Ciao, Luca

Messaggio da **rossdt** » 03 dic 2006, 23:20

Volevo dire che ha senso parlare di DF solo se usiamo la retroazione. Ma molti ritengono la retroazione un male. Allora che strada prendere?

Alessandro

Messaggio da **mauropenasa** » 03 dic 2006, 23:30

Non facciamo confusione.
Il DF è un valore calcolato sulle impedenze reali verificate, quelle del carico e quella di uscita dell' amplificatore.

Il DF è "normalizzato" ad un certo valore di carico, normalmente 8ohm resistivi.
Dato un certo DF rilevato, facciamo 100, sappiamo che la impedenza di uscita dell' amplificatore sarà di 1/100 di quella di una resistenza da 8ohm, quindi 0.08ohm.
Ora conosciamo una caratteristica di uscita. La tensione ai capi del carico sarà figlia di una corrente che percorre il partitore virtuale formato da Rout (resistenza di uscita del amp equivalente) serie a Rload.

La tensione ai capi di Rload sarà data da:

Vload= Rload*Iload

quella persa nell'ampli:

VRout = Rout*Iload

Se Rout = 1/100 Rload, allora sappiamo di perdere solo 1/100 di tensione.

variando a 4ohm il carico, perderemmo quindi circa 1/50 di tensione utile, perchè la corrente raddoppierà per mantenere la tensione stabilita sul carico quindi ci sarà una flessione di tensione Vload ma moderata

Se sostituiamo all' esempio precedente un DF = 10, scopriamo che la tensione su Rout assume perdite molto più elevate, generando una flessione di tensione Vload molto maggiori.

Nel caso di DF = 100 l' ampli sarà chiamato ad erogare una corrente molto proporzionale alla variazione di carico, quindi con un largo swing.
Nel caso di DF = 10, la resistenza di uscita elevata tenderà a fare "da tampone", limitando di fatto l' escursione di corrente richiesta dalle variazioni di carico.
Questo vale per la semplice ragione che la tensione istantanea prodotta dall'ampli è a monte di Rout e Rload, e si limita ad impostare un valore corretto ai capi della somma delle 2 resistenze (ai capi del partitore), non direttamente sul carico....
Ne consegue che una tendenza all' aumento di corrente, causata dalla diminuzione di Rload, verrà parzialmente assorbita dalla maggiore caduta di tensione su Rout, impedendo al generatore di aumentare oltre la corrente erogata.

Queste dinamiche, ossia quelle di ripartizione di tensione e correnti in un partitore resistivo o reattivo, sono regolate dalla semplice legge di ohm....

La NFB o altre ipotesi di lavoro sono un concetto a parte, che in questi semplici esempio si ipotizza "a monte" di Rout e quindi non coinvolte nella ripartizione energetica determinanta dal famoso DF.

In pratica, un ampli con DF = 1 eroga quasi la stessa corrente su 4 o 8 ohm, per le ragioni sopra descritte, e diventa dura definire tale ampli "in tensione"....

Spero che si sia capito qualcosa....

ciao

Mauro
http://www.webalice.it/mauro.penasa/index.html

Messaggio da **Luc1gnol0** » 03 dic 2006, 23:32

Volevo dire che ha senso parlare di DF solo se usiamo la retroazione. Ma molti ritengono la retroazione un male. Allora che strada prendere?
Originariamente inviato da rossdt - 03/12/2006 : 17:20:56

Non c'è al momento una risposta semplice ed univoca (per quel poco che ne so).

Ancor più se non si definisce il problema in partenza: "che strada prendere" a me non sembra una "domanda telelologicamente orientata", mentre forse "dove andare" lo è di più.

A livello "problematico", se cerchi spiegazioni "ingegneristicamente" valide, posso consigliarti inizialmente di leggerti i link che ti ha postato Mauro, la documentazione di MyRef, e di ricercare un 3d con Lovati e Mauro sull'interfacciamento monotriodo-diffusori introdotto da Nick di circa ottobre 2005.

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Ciao, Luca

Messaggio da **rossdt** » 03 dic 2006, 23:40

Mi è quasi tutto chiaro. Mi rimane solo da capire perchè in "Progettazione didattica collettiva di un PP con EL84" si era scelto un valore per DF = 4 che a prima vista potrebbe sembrare basso.

Alessandro

Messaggio da **plovati** » 03 dic 2006, 23:57

Ho letto il post riguardante Progettazione collettiva e didattica PP di EL84 e mi sono soffermato sul punto dove si parlava di ottenere un DF pari a 4 però non mi sembra fosse stato motivato il perchè di questo valore minimo.

Originariamente inviato da rossdt - 03/12/2006 : 16:56:41

http://www.audiofaidate.org/articoli/Smorzamento.pdf

in sintesi, il diffusore ha una resistenza elettrica propria. Se la resistenza di uscita dell'amplificatore è già molto più bassa della prima, non paga cercare una Rout ancora minore.
Circa il suono alcuni quotati progettisti ritengono che un DF tra 1 e 4 sia ottimale. Non mi è chiaro se con diffusori progettati appositamente.

_________
Piergiorgio

Messaggio da **rossdt** » 04 dic 2006, 00:02

Sono d'accordo. Se posso esprimere un parere un DF ad esempio pari a 20 come il Quad Forty-II è un requisito per chi produce amplificatori che non sa a quali diffusori andrà collegato. Per chi invece non ha di questi problemi e conosce bene i propri diffusori può optare per valori più bassi rendendo forse più semplice la progettazione dell'ampli.

Alessandro

Messaggio da **mauropenasa** » 04 dic 2006, 14:56

Beh, se si legge il 3D sul pilotaggio in potenza che ho linkato, a me non pare che "il problema DF" sia liquidabile cosi facilmente....

Io ho una mia idea, e una sequela di misure o dimostrazioni algebriche, Paolo ne aveva un' altra ed ha cercato di trovare un bandolo rispetto alle sue sensazioni, ma entrambi abbiamo cercato di sviscerare il tema con una miriade di collegamenti ad altri testi ecc....

Ritornare ad un concetto per la quale un DF = 20-50 sia ottimo per uso generico e DF=4 sicuramente non crea problemi è semplicistico.
Se si decide di dare peso al DF come entità "sonicamente inerente" (perchè lo è, senza dubbio, basta provare a mettere in serie agli altoparlanti una resistenza ed incrementarne poi il valore fino a 4-6 ohm per capirlo),
Il DF deve diventare un elemento stabilito a tavolino, e come tale si dovrebbe usare tutte le tecniche utili per ottenerlo, esattamente come si fa per gli altri parametri ritenuti importanti....

ciao

Mauro
http://www.webalice.it/mauro.penasa/index.html

Messaggio da **Luc1gnol0** » 04 dic 2006, 15:23

e come tale si dovrebbe usare tutte le tecniche utili per ottenerlo
Originariamente inviato da mauropenasa - 04/12/2006 : 08:56:49

Così non mi appare chiaro quello che vuoi dire: sembra presupporre un valore dato del DF (22, 50 o 4, o 0,016), ma questo potrebbe anche essere stabilito a priori come ha fatto Alessandro.

A me sembra peraltro più interessante il concetto dell'influenza delle variazioni del DF in tutta la banda audio.

Ho sicuramente capito male (leggendo in un alto 3d che ora non ho sottomano), ma mi pareva fosse stato detto che più è elevato il DF, più il sistema dovrebbe essere sensibile alla sua variazione. Ho capito/ricordo davvero così male?

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Ciao, Luca