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Titolo: DISTORSIONE DI FASE

Salve a tutti.
La mia domanda č semplice:
Nel progetto di molti amplificatori HI-FI non si tiene conto, o comunque si
tratta come un fenomeno non rilevante, la distorsione di fase. Infatti
esistono gli equalizzatori di ampiezza, ma non esistono gli equalizzatori di
fase (in commercio ovviamente, non č che non si possano fare...). Eppure con
un gioco di fasi e di ritardi ad hoc si relizza l'effetto 3D.
Chi mi aiuta a fare chiarezza?
Grazie!!!
--
***** By The Overkill !!! *****


Caro Overkill (!),
ma tu cosa intendi per "distorsione di fase" :-)
Forse il problema e' la sua definizione.
Ciao
Federico Paoletti

 Forse il problema e' la sua definizione.
Sorry! Sarò più chiaro! (quindi più lungo.... :-(((     )
Prendiamo un amplificatore ideale. Sia H(w) la sua funzione di
trasferimento.
Perché l'amplificatore non intorduca distorsioni deve essere:
1) il modulo della fdt costante |H(w)| = A per tutta la banda passante. Un
comportamento difforme da questo introduce distorsione di ampiezza.
2) La dipendenza della fase della fdt dalla frequenza deve essere lineare e
cioè Fase[H(w)] = kw con k anche 0. k diverso da 0 introduce semplicemente
un ritardo, ma tutte le frequenza vengono ritardate della stessa quantità.
Un comportamento difforme da questo comporta una DISTORSIONE DI FASE.
Consideriamo ora i due sistemi considerati lineari:
A) orchestra, ascoltatore
B) orchestra, registratore, supporto, lettore, impianto HI-FI, ascoltatore
Dove per comodità sono stati accorpati in una voce diversi sottosistemi (es
impianto = ampli+casse+ambiente)
La catena [registratore, supporto, lettore, impianto HI-FI] si considera
ideale quando introduce solo il ritardo. Cioè l'orchestra suona nel 1970 e
io la ascolto oggi. Consideriamo ideale tutta la catena che porta
dall'orchestra al supporto e concentriamoci sull'impianto HI-FI.
Ora l'insieme diffusori+ambiente è il componente che crea maggiori problemi,
anche perchè è il meno controllabile. La sua risposta è molto lontana dal
comportamento ideale proposto in precedenza. Tuttavia è possibile
correggerla, modificando a monte il segnale. Cioè se un diffusore ha carenza
di bassi, basta pomparne dentro di più. Quindi le distorsioni di ampiezza
sono controllabili con un equalizzatore.
E la fase? Non si ha nessuno strumento per controllarla, tranne la posizione
dei diffusori e dei soprammobili. Inoltre lequalizzatore di ampiezza
descritto precedentemente, non essendo ideale, devasta la fase del segnale.
Nel corso di Teoria dei segnali durante una lezione è venuto fuori questo
problema. Il prof. ha risposto che non si bada alla fase perchè la
distorsione di fase non è percepibile dall'orecchio, o comunque non è
problematica come la distorsione di ampiezza. Questo ho capito e questo mi è
bastato. Può darsi che abbia capito male!
Poi mi sono chiesto: "Come mai se l'effetto della distorsione di fase non
produce effetti significativi si riescono a realizzare effetti 3D (spaziali)
con due casse, sfasando opportunamente i segnali?" Forse è la quantità dello
sfasamento che è importante? Oppure il fatto che i segnali riprodotti dai
diffusori nell'ambiente arrivano alle due orecchie combinandosi in modo
differente, a realizzare l'effetto spaziale? In questo caso in cuffia
l'effetto spaziale non si sente (così come mi sembra sia!). In particolare
in cuffia se inverto la polarità di un canale non dovrei accorgermene,
mentre nell'ambiente sì, soprattutto per i bassi perchè si eliminano!
Nel mio primo post ho cercato di riassumere tutta questa pappardella, però
in effetti senza spiegarla bene è ambigua, quindi grazie a che è arrivato
fino in fondo! E scusatemi, ma era necessario!


MegaSnip
Si, capisco che hai capito.
OK, io saro' breve: e' mia opinione che quello che conta sono le
DIFFERENZE di fase tra i due canali.
Ritengo che sia molto meno avvertibile uno sfasamento comune alle due
sorgenti.
Comunque si potrebbe fare una prova semplice: ascoltare in mono (e, si
badi bene, con un solo diffusore!! Non con due :-), e passare il segnale
in un filtro del tipo "all-pass", centrato intorno al kHz (dove
l'orecchio e' piu' sensibile).
Mi pare pero' che qualcuno, in passato (Franco?) aveva fatto delle prove
su dei files disponibili in rete, ricordo male?
Per finire: un sistema elettronico in genere e' un sistema a fase minima
(e quindi, a parte casi particolari, ad una certa ampiezza corrisponde
una certa fase, e viceversa); i trasduttori, invece, sono sistemi a fase
NON minima.
E con questo ho detto tutto!
(Beh, se avessimo tempo da -infinito a +infinito, allora, forse ...  :-)
Ciao
Federico Paoletti
p.s. 1  Ok, non possiamo acquisire da -infinito a +infinito; ma quanto
errore commetteremmo acquisendo comunque PRIMA e DOPO per un tempo
ragionevolmente lungo (secondi)? Non potremmo fare una FFT
ragionevolmente precisa, con unq aulche finestra di analisi comoda?
p.s. 2 Pensavo alla cosidetta "fase assoluta" in un sistema a
trasduttore unico: non e' che magari si "sente" qualcosa per un problema
di modulazione e effetto Doppler, tipo che in un caso la membrana si
sposta in avanti con un tono basso, e quindi un tono alto contemporaneo
e' shiftato in alto, ed il contrario nel contrario?
p.s. 3 Ma si sente, poi, qualcosa?
p.s. 4 Ma dov'e' finito Denis, cacciatore sopraffino di novita'
tecnologiche in questo campo?

 e' shiftato in alto, ed il contrario nel contrario?
Belissima, spostamento alternato verso il blu e verso il rosso!
Magari si riesce anche sentire... mi sa che hai dato un'idea a qualche
produttore, chissa' che la prossimo top audio qualcuno non arrivi con un
qualche marchingengno capace, a suo dire, di correggere la distorsione da
effetto Doppler...
E magari anche da effetto Cherenkov visto che la membrana che si muove in
un mezzo viscoso!
 
-- Daniele Iaconi --------------------------------------------- drdlk --
mailto:
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 | mailto:
dr...@tiscalinet.it
 (at > 500k)
http://www.drdlk.it
ICQ:#105233351
------------------------------------------------------------------------

 e' shiftato in alto, ed il contrario nel contrario?
E` un fenomeno ben noto e studiato. Pare che non sia udibile, anche se
ci sono casi in cui alcuni dicono di notare la differenza. Mi pare di
ricordare che sia misurabile.
Ciao
F.

 tecnologiche in questo campo?
Dipende!
Anzi il problema riguarda il marketing..... :-D
Comunque Grazie, hai risposto alla mia domanda. Trattando un sistema a fase
minima il problema non è la distorsione di fase assoluta, ma quella relativa
ta i due canali. Mi sembra la risposta giusta, giusto?

tecnologiche in questo campo?
eccomi qua. Grazie per l'immeritato "sopraffino". Sono solo parecchio
preso. InfoTecna s.n.c. è diventata InfoTecna s.r.l., ha cambiato
ufficio e così oltre alla marea solita di lavoro adesso abbiamo sul
groppone anche i postumi del trasloco. Comunque non temere, ritornerò
a rompere le scatole con le equalizzazioni digitali. Mi sono arrivate
le capsule microfoniche dalla DigiKey e funzionano a meraviglia. Non
appena avrò un po' di tempo ricomincerò ad invertire risposte
all'impulso, per la gioia di chi mi odia.
Saluti,
--
	Denis Sbragion
	InfoTecna
	Tel: 
+39 0362 805396
, Fax: 
+39 0362 805404
	URL: 
http://www.infotecna.it

 ta i due canali. Mi sembra la risposta giusta, giusto?
Beh, almeno io la penso cosi'.
Ma vedo che sono in buona compagnia :-)
Ciao
Federico Paoletti

 trasferimento.
Linearizzando il suo comportamento in un intorno infinitesimo del suo
punto di lavoro direi che si puo' parlare di funzione di trasferimento,
ma se gia' consideriamo una variazione della tensione di comando
(l'inevitabile segnale che si vuole amplificare), ecco che ci siamo
mossi dal punto di lavoro, e siamo andati in un altro punto.....
Questo nuovo punto dovra' trovarsi sulla curva Id-Vgs (o Ic-Vbe), e
sara' diverso da quello considerato muovendosi solo sulla retta della
linearizzazione iniziale.
Allora mi chiedo: e' comunque lecito parlare di sistema lineare (per il
quale si puo' parlare di funzione di trasferimento)? In altre parole, in
campo audio esistono particolari trucchi (esclusa la retroazione e la
polarizzazione in classe A), per cui e' possibile rendere il sistema
"amplificatore" talmente lineare da annullare la sua non linearita'
intrinseca?
Spero di essermi spiegato! ^_^
Saluti,
Daniele.

Vi ho lasciato interdetti? ^_^
Ciao,
Daniele.

 intrinseca?
La soluzione puň essere stabilizzare il pilotaggio......ma non arriverai mai
e poi mai all'ampli Ideale !!
Stabilizzare pilotaggio e alimentazione un po' piů rozza, ma anche piů
veloce per i finali
--
Ciao
A presto
-'-'-'-'-'-'-'-'-'-'-'-'-'-'-'-'-'-'-'-'-
-'-'-    Jaco the Relentless   -'-'-
--->  
eec....@libero.it
  <---
 
http://jacotherelentless.3000.it

 Vi ho lasciato interdetti? ^_^
No, perche'? Ho solo due parole di risposta: Volterra e Wiener.
F.

 F.
Ciao e grazie,
Daniele.

 veloce per i finali
Questa non l'ho capita! :-DD
Intendi che stabilizzando il piu' possibile l'alimentazione, si possono
attenuare gli effetti delle non linearita' dei transistor?
Ciao,
Daniele.

In sostanza come farest a progettare un amplificatore se non ricorressi ad
un modello semplice (lineare) ? Non finiresti più!
Chiaro che poi devi fare i conti con le non linearità. Una volta buttato giù
uno schema di massima, affronti tutti i problemi, sapendo già che non
riuscirai a risolverli. Se si fosse riusciti ad eliminare completamente
tutte le non linearità e tutti i problemi non avremo tanti amplificatori, ma
l'AMPLIFICATORE

 l'AMPLIFICATORE
:-DDDDD
Mi stai quindi dicendo che i produttori di amplificatori audio
ottimizzano certi parametri (quali? :-DD) piuttosto che altri, e alla
fine ottengono un prodotto che si differenzia dagli altri proprio per
questo? :-DD
Ciao,
Daniele.

 trovare qualcosa di teorico e qualche applicazione? ^_^
No, niente harmonic balance. Sono delle estensioni delle serie di
volterra (nel senso che le serie di V. sono dei sottocasi di W.). I
nuclei di wiener hanno il vantaggio che sono ortogonali, e quindi si
possono stimare piu` facilmente.
Forse si trova qualcosa sul Wambacq-Sansen, Distortion Analysis of
Analog Integrated Circuits. Il resto della bibliografia non l'ho sotto
mano.
F.


 questo? :-DD
No, solo che ottimizzare alcuni parametri significa sacrificarne altri.
E' la solita legge del compromesso (o della coperta troppo lunga e troppo
corta). E' che intrinsecmente alcune topologie di circuito risolvono dei
problemi, ma ne introducono altri.
Non progetto amplificatori, quindi non saprei addentrarmi di più nei
particolari, però gli amplificatori sono oggetti con dentro dell'elettronica
e quindi perchè non dovrebbero avere i problemi comuni a tutto il resto del
mondo elettronico?
Poi ricorda che la tua prima domanda è stata "E' lecito parlare di funzione
di trasferimento per un amplificatore?". Io a quella tentavo di risponderti,
con quelle che sono comunque mie opinioni.
Ciao!

 mano.
La cosa mi interessa molto! :-DDD
Quando puoi, mi potresti postare (anche in privato se risulta OT qui sul
NG) la bibliografia? ^_^
Grazie in anticipo,
Daniele.

 NG) la bibliografia? ^_^
 Non credo sia OT e comunque interessa anche me!
Ciao!

 Ciao!
Anche a te!
Daniele.

 NG) la bibliografia? ^_^
Il Wambacq va benissimo. Per il resto mi serve un po' di tempo per
trovarla (e in questi giorni sono un po' incasinato).
Ciao
Franco

 Franco
Ciao,
Daniele.

 errore (piccolo a piacere).
Ciao Franco, scusa ma il feed forward, a quanto ricordo io, corregge le
distorsioni lineari (fase e ampiezza). Infatti è come mettere due
amplificatori in parallelo, uno è quello principale, l'altro realizza il
F.F., tipicamente è un filtro passa alto. Questo per "velocizzare"
compèlessivamente la risposta dell'amplificatore. Come può agire sulle non
linearità, essendo di sua natura un sistema lineare?
Forse mi confondo?

 Forse mi confondo?
Non solo: il termine feed forward e` usato almeno in tre contesti
diversi. Quello che citi tu e` della serie compensazione in FF, poi c'e'
il FF dei controllisti. 
Il FF degli elettronici consiste nel prendere l'uscita dell'ampli
principale, scalarla dell'amplificazione ottenuta, confrontarla con
l'ingresso, e mandare il risultato del confronto (segnale di errore) a
un altro amplificatore che va a correggere l'uscita. 
IL FF e` stato inventato dallo stesso che ha inventato il feed back
(Harold Black, Inventing the Negative Feddback Amplifier, IEEE Spectrum,
Vol 14, pp. 55-60, Dec 1977) ma un paio di anni prima del FB stesso. 
Un interessante articolo su FF/FB e` su Int. J. of Electronics, 1985,
Vol. 59 No. 6 pp 667-683. Allinson e Wellingham, Distortion Reduction in
Frequency-Dependent Feedback-Feedforward Amplifiers.
Altro articolo su JAES 28, pp. 2-16, Vanderkooy, Lipshitz, Feedforward
Error Correction in Power Amplifiers.
Il mitico Quad 405 era basato sul feedforward (current dump).
Ciao
F.

 il FF dei controllisti.
[CUT]
Infatti è come pensavo, avevo mischiato un po' di concetti...... In
particolare avevo mischiato il FF dei controllisti con quello della
compensazione. Nulla avevo mai sentito sull'altro.
Grazie delle tue spiegazioni, e della bibliografia.
A proposito, qualcuno sa se esiste un sito dove poter trovare questi ed
altri articoli? O solo nelle biblioteche delle università?
Grazie

 Franco

 superiori.
hai ragione, avevo semplificato parecchio. Il motivo e` che sto
lavorando con non linearita` con memoria "semplici" e con livelli di
segnale quasi costante. 
In particolare sto guardando l'effetto di una capacita` non lineare, in
cui il legame tensione carica e` di tipo polinomiale (secondo o terzo
ordine), da cui si ricavano i nuclei.
Ciao, grazie
Franco

 ordine)
Saranno mica ceramiche piezo? (la butto lě;-)
Ciao
Tullio


no, anche se mi hai dato una buona idea, anche perche' spesso mi capita
di lavorare con attuatori piezo (ho appena skippato un lavoro che
richiedeva un ampli da qualche kW a qualche kV per piezo da saldatura). 
E` un generico condensatore non lineare usato come case study in un
filtro RC per mettere a punto sistemi di identificazione, e nel
frattempo posso imaprare qualcosa sulle non linearita`.
Ciao
Franco

 filtro RC per mettere a punto sistemi di identificazione
siamo concorrenti.
un buon metodo di identificazione non lineare (e successiva sintesi)
ha innumerevoli applicazioni in campo audio.
usi lo sviluppo dei nuclei di Wiener in funzioni ortogonali e
identifichi i parametri delle funzioni?
sim


 identifichi i parametri delle funzioni?
Si`, esattamente, usando rumore bianco. Visto che qualcuno aveva chiesto
la bibliografia, metto qui dietro quanto mi ha spedito un tesista che
lavora sull'argomento.
Se mi mandi qualche dettaglio in piu` sul tuo lavoro (eventualmente in
privato) la cosa e` apprezzata.
Ciao
Franco
        [1]	P. Wambacq, W. Sansen, Distorsion analysis of analog
integrated circuits, Boston, Kluwer Academic Press, 1998
	[2]	M. Schetzen, The Volterra and Wiener theories of nonlinear systems,
New York, Wiley, 1980
	[3]	D.D. Weiner, J.F. Spina, Sinusoidal analysis and modeling of weakly
nonlinear circuits: with application to nonlinear interference effects,
New York, Van Nostrand Rheinold, 1980
	[4]	W.J. Rugh, Nonlinear system theory: the Volterra-Wiener approach,
London, The Johns Hopkins University Press, 1981
	[5]	D.P. Atherton, Nonlinear control engineering, New York, Van
Rostrand Rheinold, 1982, Student Edition
	[6]	B.M. Oliver, J.M. Cage, Electronic measurement and instrumentation,
New York, McGraw-Hill, 1971
	[7]	L.O. Chua, A. Desoer, E.S. Kuh, Circuiti lineari e non lineari,
Milano, Jackson, 1989, Edizione Italiana
 
		La seguente documentazione è reperibile al sito internet:
	[8]	
http://www.enel.ucalgary.ca/People/Westwick/Publications/
	[9]	D.T. Westwick, R.E. Kearney, Use of eigenvector expansions in
generalized Wiener System Models, Proc. IEEE EMBS 16: 1328-1329, 1994
	[10]	D.T. Westwick, R.E. Kearney, Identification of phisiological
systems using pseudo-inverse based deconvolution, Proc. IEEE EMBS 17:
1413-1414, 1995
	[11]	D.T. Westwick, Methods for the identification of multiple-inputs
nonlinear systems, Thesis, Departments of Electrical Engineering and
Biomedical Engineering, McGill University, Montreal, Quebec, Canada,
1995

 hai ragione, avevo semplificato parecchio. Il motivo e` che sto
premessa:
non so se hai presente il modello di Kaizer di un altoparlante,
(A.J.M. Kaizer, Modeling of the Nonlinear Response of an
Electrodynamic Loudspeaker by a Volterra Series Expansion, Journal of
A.E.S., vol. 44, pp. 964-972, Nov. 1996.), l'ho fatto implementare su
MATLAB ad uno studente per una tesina. Ad un ingresso sinusoidale
rispondeva con un bel corredo di armoniche.
Cosi' con questo risultato in mente, e fuorviato dalla
rappresentazione nel tempo del funzionale del second'ordine, ho
risposto al tuo post.
Pero' ripensando alla mia affermazione riportata sopra, se interessa a
qualcuno, posso affermare che e' sbagliata.
Schetzen stesso (vedi il suo libro nella tua bibliografia) afferma che
un funzionale del secondo ordine genera armoniche come un quadrato.
Trasformando con fourier l'espressione nel tempo del funzionale del
second'ordine si dimostra facilmente.
questo per rimediare ad una informazione avventata, da parte mia.
sim

 rispondeva con un bel corredo di armoniche.
Ciao!
Sai mica dove posso trovare on line tutta questa documentazione?
Anche in privato! :-DDDDD
Mi interessa MOLTO! :-DDDDD
Grazie mille,
Daniele.

 lavora sull'argomento.
Ero stato io! ^_^
Per prima cosa ti ringrazio, perche' sembra molto, molto interessante!
Appena ho un minuto libero me la leggero' con ingordigia! :-DDDDD
Sai mica dove reperire qualche altra informazione a riguardo? 
Grazie ancora,
Daniele.

 risposto al tuo post.
In effetti sono stato fuorviato dalla stessa considerazione. Avevo un
condensatore con funzione cubica, che genera una serie di armoniche. Il
fatto e` che non linearita` ad esempio cubiche forniscono anche nuclei
di ordine piu` elevato, visto che il nucleo tiene conto di tutto il
circuito e non solo della non linearita`, e basta un partitore di
tensione per far uscire le altre armoniche e gli altri nuclei.
 
Appena torno in ufficio in italia ti emailo per chiedere se puoi
mandarmi un po' di materiale su cui hai lavorato.
Ciao
Franco

 Franco

 Anche in privato! :-DDDDD
non ci sono segreti: la puoi ordinare on-line nel sito della AES dove
per 5$ (o 10$ non ricordo) ti spediscono, dopo un congruo numero di
settimane e previo pagamento anticipato, le fotocopie, fatte a volte
anche un po' storte :) degli articoli da te desiderati.
sim
l'articolo di Kaizer e' citato in molti articoli di modelli non
lineari di altoparlanti che ho letto.
Kaizer sviluppa un modello in corrente partendo dal modello lineare di
thiele-small e ponendo alcuni parametri, come la Bl, in dipendenza
dallo spostamento tramite una relazione non-lineare. Se come relazione
non lineare si sceglie ad esempio il quadrato si puo' derivare
analiticamente il funzionale del second'ordine di Volterra che
descrive il sistema differenziale.
usando il cubo Kaizer ottiene anche il modello integrale del terzo
ordine.
L'estensione ad un pilotaggio in tensione (non presentata
nell'articolo) e' piu' complessa. 5$ li vale, pero' non e' quella
sicuramente la strada per ottenere un modello valido.
questo e' quello che ricordo,la mia copia dell'articolo ce l'ha uno
studente :)
saluti
