Гармоники и иже с ними

[Vitalka]

Привет.
Собралось у меня несколько вопросов про гармоники, возможно и тупых, ответ на которые может дать спектроанализатор, которого у меня нет (разве что софтовый какой-то, но веры ему мало):

1. Перегруз триода. Согласно симулятору, при перегрузе триода сначала растут 2 и 3 гармоники, а потом, при более сильном перегрузе по входу, начинают подрастать и все последующие гармоники. При очень сильном перегрузе, когда синусоида начинает вырождаться в подобие меандра, уровень непарных гармоник становится выше, чем уровень парных. Так ли это на самом деле, если смотреть по спектроанализатору?

2. При перегрузе синусоида срезается и верх принимает форму полки, но что значит (набор частот, гармоники), если приподнят левый или правый "рог" этой полки?

3. Иногда симулятор при перегрузе отзеркаливает относительно горизонтали верхушку искаженной синусоиды, при этом симулятор показывает преобладание уровня парных гармоник. Есть ли примеры в ламповых или транзисторных устройствах, где происходит это явление, и как оно влияет на звук?

Вот такие нубские вопросики.

[Peratron]

Так ли это на самом деле, если смотреть по спектроанализатору?

А почему должно быть по другому?!
Фурье - оно везде фурье...

2. При перегрузе синусоида срезается и верх принимает форму полки, но что значит (набор частот, гармоники), если приподнят левый или правый "рог" этой полки?

Горизонтальная полка возможна только при равномерной полосе частот от постоянного тока (горизонтальная АЧХ).
Перекос полки - возникает при отклонении АЧХ от идеальной.
В первую очередь на это влияет срез низких частот.

3. Иногда симулятор при перегрузе отзеркаливает относительно горизонтали верхушку искаженной синусоиды, при этом симулятор показывает преобладание уровня парных гармоник. Есть ли примеры в ламповых или транзисторных устройствах, где происходит это явление, и как оно влияет на звук?

Симулятор - конечно, адекватно работающий - показывает то, что происходит в схеме.
Потому если модель элементов адекватна реальности - то и результат будет точно таким же.

Разница возникает исключительно по причине неадекватности используемых моделей - в частности, подавляющее большинство моделей ОУ неадекватны (!!).

В пику этому, моделирование на основе полной дискретной схемотехники даёт результат как правило адекватный (для базовых компонентов, зашитых в СПАЙС - транзисторы, диоды).

ЛАМПЫ К ЭТОЙ КАТЕГОРИИ НЕ ОТНОСЯТСЯ!!!

Потому результаты симуляции ламповых трактов следует интерпретировать с большой осторожностью и во всяком случае не соваться в нелинейные режимы. Можно только АЧХ отстраивать - всё остальное в ламповой симуляции от лукавого и требует самой высокой инженерной квалификации для практического использования.

Потому неофитам стоит сосредоточиться на первом этапе исключительно на транзисторной рассыпухе.
А  доверять результатам симуляции схемотехники на ОУ лишь после тщательного тестирования моделей ОУ и составления своей собственной надёжной библиотеки, которой можно доверять...

[Peratron]

@ Vitalka

Для правильного понимания темы - начни с изучения спектров в простейших ситуациях.
К примеру - поиграйся наблюдениеями за сигналом от генератора. Синус, треугольник, пила. Потом прямоугольник - от меандра и до разной сважности.

После того, как с этим освоился - займись влиянием АЧХ.
Это - обязательно! И подробно - пока в голове не прояснится.

И лишь потом переходи к простейшим исказителям - сначала диодным, и только потом - к простым транзисторным каскадам, изучая, как влияет рабочая точка и прочие режимы.

В многокаскадные системы лезть имеет смысл только после того, как досконально усвоил "первичные кирпичики" - и лезть только для того, что б научиться по "осциллограмме" + "спектрограмме" классифицировать те или иные отклонения от правильности.

ХИНТ: обязательно используй симулятор с аудиовыводом!!!
То есть, не только смотри, но и слушай!

Лишь после того, как научишься адекватно слышать и сопоставлять слышимое спектру и схеме - можно пытаться осторожно применять полученное на практике знание к анализу чужой схемотехники.
И всё равно - судить о звуке по спектру будет ещё рано...

В общем, не забегай вперёд...

[KSG]

@ Vitalka

В качестве примера, насколько информативна визуальная форма сигнала и можно ли прогнозировать его сладкозвучие, от неё отталкиваясь.
Здесь 8 осциллограмм, снятых с живого, тщательно отлаженного и хорошо звучащего Фузз Фэйса на МП38А:
1000 Hz / 1 mV
1000 Hz / 2 mV
1000 Hz / 5 mV
1000 Hz / 50 mV
100 Hz / 1 mV
100 Hz / 2 mV
100 Hz / 5 mV
100 Hz / 50 mV
Зубчатые артефакты на осциллограммах - продукт DDS.
https://yadi.sk/i/CpZQa4D43YeofK
https://yadi.sk/i/Gz8K-euK3Yeogh
https://yadi.sk/i/-O91K-wc3Yeohm
https://yadi.sk/i/ZrYY7ZQ03Yeoiv
https://yadi.sk/i/W1PzYAVW3YeokD
https://yadi.sk/i/kHboEnHz3Yeom2
https://yadi.sk/i/VT19_O_W3Yeon6
https://yadi.sk/i/tj-I7cUY3YeooC

[ФёдорЫч]

@ KSG

Это не правильные картинки для Фузз Фэйса .  И потом , что такое 50 мВ входного сигнала .  Надо при 3 вольтах пикового картинки ещё добавить .   Эх ...надо мне "кино" снимать про правильный фузз-фэйс .  Ладно ,уговорили , выйду на работу -сниму и выложу "кино" , как обычно  "с комментариями "

[KSG]

Эти картинки сняты не с коллектора выходного транзистора, а непосредственно с выходного разъёма примочки.
Почему я ограничился величиной перегруза 50 мВ? С одной стороны, чрезвычайно интересно и показательно поведение схемы в зоне входа в режим перегруза и выхода из него, а с другой стороны, изменение скважности выходного сигнала при больших уровнях входного представляет собой отдельную, весьма интересную тему, которую я оставил "на десерт"

[Peratron]

С одной стороны, чрезвычайно интересно и показательно поведение схемы в зоне входа в режим перегруза и выхода из него, а с другой стороны, изменение скважности выходного сигнала при больших уровнях входного представляет собой отдельную, весьма интересную тему, которую я оставил "на десерт"

Не... Это - на второе.
А на десерт - поведение схемы при комбинации тонов.

ХИНТ: не забывааем, что вопрос был задан про спектроанализ - который по определению наиболее эффективен и интересен при изучении интермодуляции...

[KSG]

О, комбинация тонов - это высший пилотаж!
Ибо многие простые схемы звучат весьма годно при однотональной обработке и заметно хуже при обработке многотональных сигналов - вылезает так называемая "недостаточная читаемость". И это действительно проблема...

[Jinx]

1. Перегруз триода. Согласно симулятору, при перегрузе триода сначала растут 2 и 3 гармоники, а потом, при более сильном перегрузе по входу, начинают подрастать и все последующие гармоники. При очень сильном перегрузе, когда синусоида начинает вырождаться в подобие меандра, уровень непарных гармоник становится выше, чем уровень парных. Так ли это на самом деле, если смотреть по спектроанализатору?

2. При перегрузе синусоида срезается и верх принимает форму полки, но что значит (набор частот, гармоники), если приподнят левый или правый "рог" этой полки?

3. Иногда симулятор при перегрузе отзеркаливает относительно горизонтали верхушку искаженной синусоиды, при этом симулятор показывает преобладание уровня парных гармоник. Есть ли примеры в ламповых или транзисторных устройствах, где происходит это явление, и как оно влияет на звук?

Тут бы неплохо узнать конкретные условия - что за симулятор, какие условия, где брали модели? Я вот пока свои модели не напилил, не успокоился.

А вообще, если владеете английским, могу посоветовать пару источников, где хорошо пишут про ПФ. В рунете, почему-то, многие сразу начинают рассказывать про дискретное преобразование...

О, комбинация тонов - это высший пилотаж!

Вообще я бы сказал, что это конечная цель, а не высший пилотаж. Кому нафиг интересно обрабатывать одиночные синусоиды?

[KSG]

"Что значит (набор частот, гармоники), если приподнят левый или правый "рог" этой полки?"
- С наклоном полки тайн нет: ещё со времён возникновения методики быстрой диагностики УНЧ с помощью меандра известно, что подъём левого угла свидетельствует о подъёме ВЧ, а подъём правого - НЧ. То есть имеет место своеобразное отзеркаливание АЧХ. Это наглядно и удобно.

"Кому нафиг интересно обрабатывать одиночные синусоиды?"
- обрабатывать или исследовать? Это разные вещи