Limiter

[emosms]

Въпрос за лимитер, модул от проект за бас амп. Проекта съм го нищил в тази тема, в аудио форума:
- https://bgaudioclub.org/showthread.php?37815-уредбичка-за-бас-китара&p=574022&viewfull=1#post574022

Схемата на лимитера съм я взел от Elliot Sound сайта, където също е част от проект за бас амп:
- https://sound-au.com/project152-2.htm

Въпроса е, може ли да се въведе хай-пас филтър (или лоу пас), от първи или втори ред, така че лимитера да се задейства при по-ниски амплитуди, за честоти под 60/70 хз?

С филтър от първи ред на 60 хз, при 30 хз ще сме на -6 дб, или двойно по-малка амплитуда на сигнала (voltage gain ~2).
С филтър от втори ред на 60 хз - при 30 хз ще сме на -12 дб, или 4 пъти по-малка амплитуда на сигнала.

Идеята е да пазя говорителя, който почва да тръцка при високи нива. Говорителя е 15'' стотина вата (Precision Sound R1525):
- https://megavoice.bg/?pid=122&product=1462
Малък ход и твърдо окачване, принципно ок за инструментален амп.
Не знам какви са тези триста вата които му дават, говорителя не може да издържи и 100W в ниските, посмъртно !!
Знам, че производителите откровено лъжат за мощностите (като винаги гледам по-ниската, която предполагам е електрическата...).
Винаги съм го наблюдавал това при бас/ субуфер говорителите. Кутията и порта иначе са оразмерени за говорителя.

Ако е възможно, допълнението да е без да се вкарва втори ОУ. Даже ако е възможно, преработката, да се добави като допълнителна платчица/ хвърчащи елементи към съществуваща платка.
За модула съм си направил лейаут и платка, и тя е за 2 лимитера - да ограничават независимо баса говорителя и ВЧ, които са разделени активно.

 

Редактирано Февруари 3, 2021 от emosms

[emosms]

Май не може да стане без още един ОУ...

Mежду ОУ1 (буфер) и ОУ2 (усилвател) може да се сложи low pass филтър от 1или 2 ред, ОУ2 и диодите след това да управляват led-a на оптокоплера.
А LDR резистора на оптокоплера да управлява ОУ3 в обратната връзка, и така да се ограничава усилването.

ОУ3 ще взима сигнал от ОУ1 (буфера), преди low pass филтъра. Изходния сигнал ще се взима от ОУ3.

Така може да се реализира и ВЧ лимитера.
Примерно, кросоувера за ВЧ реже на ~2k5. В лимитера има low pass филтър на ~5k.
Честотите над 5к ще се ограничават амплитудно при едно ниво.
За честотите надолу, ограничаването ще се увеличава със стръмност 6(или 12) дб/окт - да пази компресионния драйвер повече в ниските честоти.

Редактирано Февруари 3, 2021 от emosms

[emosms]

Всъщност малко по-сложно...
Филтъра между ОУ1 и ОУ2 не може да е просто low pass. Трябва да пропуска без изменения над честотата на срез, и да усилва с 6/12 дб под нея...
Или да се сложи така, че ОУ2 да усилва повече, при завал на сигнала от low pass филтъра..
Или да управляващия сигнал за led-a на коплера да се инвертира по усилване.
Оптокоплер с негативен LDR нз откъде да намеря.

[emosms]

Ако ОУ2 е компаратор, който да сравнява сигнала след low pass със сигнала преди филтъра, и така да управлява led-a на оптокоплера?
- https://www.electronics-tutorials.ws/opamp/op-amp-comparator.html

Пак имаме ОУ3, който взима сигнала преди low pass филтъра и ограничава усилването, с LDR на оптокоплера в обратната връзка.

Редактирано Февруари 3, 2021 от emosms

[emosms]

Изрових симулациите на кутията в бас бокс.

Дори при 4 и 8 пъти по-ниска мощност, пак имаме излизане извън хода на говорителя (xmax), под честоти ок. 30 хз (5-та струна) То това е проблема, иначе нагоре говорителя тр. да носи и повече.

Та или има грешка в симулацията, или параметрите на говорител/порт/ кутия нещо бягат. Абе на ръба е по симулация, реално е по-зле.

Понеже удвояване на мощност беше 4 пъти увеличаване на сигнала по напрежение, май май лимитер, който да управлява амплитудата честотно зависимо не е толкова ефективен.

С някакъв много стръмен филтър и усложнената схема, може би.

Та по-скоро се чудя, дали да не смъкна резонансната честота на кабинета, като удължа бас рефлекса. Така говорителя не е много в режим, но на симулациите се вижда, че честотата под която xmax излиза извън хода на говорителя, пада.

А като електронна защита, вместо лимитер, да се сложи субсоник филтър.

Примерно, с тонгенератор да тествам с по-дълъг басрефлекс, докогато говорителя почва да 'трътка', и да гледам да е под 30 хз. А субсоника да реже по-ниските честоти, които може да се генерират от удар по по струните/ баса.

С по-ниска настройка завала в ниските на кабинета ще почне от по-висока честота. Други последици върху звука нз дали ще има.

Още един вариант е, просто да го направя затворен, без бас рефлекс .

[Петьо Бояджиев]

Като чета в какви филми си се вкарал... Първото, което ми дойде на ум е да питам дали кабинетът е смятан за този говорител и че вероятно излизаш от xmax. Аз бих пробвал да запуша басрефлекса. Симулирай затворен обем в bassbox и виж дали ще влезе в норма. Промяна в звука, разбира се, ще има. Промяната не е перманентна (ако е кръгла тръба), така че лесно ще пробваш.

За лимитера - по-добре и по-лесно high pass филтър, направо да реже под някаква честота. Така или иначе среза не е вертикална линия, ще се постигне точния ефект. Бих пробвал с 6dB/oct.

[emosms]

Смятано е точно с бас бокс, и кабинета е правен по това. И от аудио форума препоръчаха обем и настройка, но на симулациите излиза, че с по-ниска настройка избутваш екстремната амплитуда на мембраната към по-ниски честоти.

На много места съм се объркал вместо high pass, low pass.
Също за мощността - удвояване на амплитудата/ волтажа, е 4 пъти увеличаване на мощността, не обратното, така че има ефект от ограничаване на амплитудата.
Компаратор не става, то е като суич.

Не съм се отказал напълно от идеята на лимитера. Главата има 10 канален еквалайзер с +12 дб настройка, вкл на.. 30 hz... 
Даже, на панела пише +-15 дб (вече е направен на ситопечат)
Лимитера на сигнала ще го направи една идея по дуракоустойчив.

Не съм наясно в какви граници оригиналната схема успява да усмири пика. Примерно, при +12 дб бууст, имаме 4 пъти увеличаване на амплитудата.
Тоя лимитер как ще се справи с това, не знам. И в сайта на Rod Elliot не е супер подробно обяснено.

Също, момента с честотно зависимо усилване...
Засега мисля че е по-добре да се направи затворен обем. Но, пак има проблем... При 120 вата мощност (теоретичния макс на захранването), мембраната излиза извън xmax към 40-50 хз.
Честотно зависимото усилване може би да стане с диференциален усилвател.
Правих разни сметки в един ексел по това:
- https://www.electronics-tutorials.ws/opamp/opamp_5.html

Идеята е, на единия вход да е оригиналния сигнал, на другия вход - сигнала през HIGH PASS филтър от първи ред.
Така, ако HIGH PASS филтъра се сетне на 80 хз, при 40 хз ще имаме -6 дб - двойно по-малка амплитуда и четворно по-малка мощност в кабинета.

Стойностите на резисторите да са така, че на вход 2 (оригиналния сигнал) да имаме гейн 1, а на вход 2, през high pass филтър, една октава под среза - гейн 2.
Така, лимитера на изхода ще се задейства при двойно по малка амплитуда на 40 хз, отколкото на 100 (на 80хз, коляното на среза, вече е на -3 дб).
Усложняването ще позволи при ниски нива (ползване за практис амп), баса да може да се помпа повече, без да задейства лимитера.

Само пак... не съм наясно колко може да поеме този лимитер с оптокоплера...
Купувал съм от ибей някакви no name ала vactrol, не съм ги мерил.

 

Редактирано Февруари 4, 2021 от emosms

[emosms]

Горе долу се усетих как работи лимитера. 4-те диода осигуряват изправено напрежение от положителната и отрицателната полувълна на сигнала.
При VR1 на минимум (компресия), имаме gain 1 (R5=R6).
При входно ниво 1.5v на изхода също имаме 1.5v, леда в оптокоплера светва, съпротивлението на LDR и усилването на ОУ падат - амплитудата на изходния сигнал се намалява.
При VR1 > 0 ома, имаме някакво усилване ~1-10. Слабите сигнали се усилват, и на изхода на ОУ, при амплитуди над ~1.5v, леда в оптокоплера светва, съпротивлението на LDR почва да пада, усилването намалява.

Жалко че не направих на панела място за потенциометри за компресия, но нямаше място, и далеч нямах чак толкова мераци тогава, освен да ограничавам пиковата мощност... Ако ползвам компресор - имам някакво камионче с повече контроли, което така и не ползвам..
Хрумва ми само да сложа двоен потенциометър, така че с намаляване на усилването да вдигам компресията. Така според психоакустиката (май), ще чувам звуците с ниска амплитуда по-добре при ниски нива. Т.е. - при ползване за практис амп, да се чуват разни детайли, хармоници, и най-вече шумовете от непрецизно свирене :D (предполагам)

Как ще работи лимитера зависи от характеристиката на оптокоплера. Моите не знам точно какви са, предполагам и се надявам да са VTL5C3.
Пише SR VTL на тях.
За да ограничава лимитера, трябва при осветено състояние, съпротивлението на LDR да пада доволно под 1к.

@Петьо Бояджиев  
- наистина става голям филм и идеята е разумна - затваряне на кабинета и евентуално допълнителен high pass филтър, за да се ограничи изкривяването в ниските при усилвателя на макс. Идеята за честотно зависим лимитер е интересна, но мога компенсирам басите при ниски нива с EQ.
При ползване в репетиционна, трябва да се чуват ясно средите на баса. Ако има много бас, положението се замазва и не разбирам (аз и другите) кво точно се свири... :D

[emosms]

Мога да тествам "vactrol'-а на 1, 10 и 40 mA, както е по спецификации, да видя кой е, и как пада LDR съпротивлението.
40 mA ми се вижда малко множко за LED-a...
Дават му и някакъв reverse breakwdown от 3v, което не е ли много малко? (при обърнато захранване на LED-a?).

Мисля да го тествам с 5v захранване за телефон и тример 5к (~1 ma), последователно с резистор 150 ома (max ток ~ 33 mA), и диод, заради този reverse breakdown .
Eвентуално резистор 120 ома (~41,6 mA), но на лед ивиците май слагат 330 ограничаващи...

В схемата на Rod Eliot има втори лед, последователно на оптокоплера, и ограничаващия резистор е 560