MFB loop limiter

[Rene_N]

- Een idee om de MFB loop op een andere manier analoog te limiteren -
Zeker als je veel tegenkoppelt met MFB (en je hebt genoeg vermogen met de gebruikte versterker) zal het heel akelig klinken als de woofer het niet meer kan volgen. Je moet dan het ingangssignaal flink laten zakken om het weer "normaal" te krijgen.

Een manier van limiteren in de loop is met behulp van 2 anti parallel geschakelde zeners of ledjes. De excessen worden dan wat onderdrukt en de loop zal zich sneller stabiliseren als het ingangssignaal wordt terug geschroefd. Andere manieren zijn het ingangssignaal limiteren mbv vactrol of DSP.

Het voorstel in dit topic gaat over een andere manier in de loop ipv de ledjes/zeners. In deze andere methode wordt de MFB tegenkoppeling uitgeschakeld/ge-bypassed zo gauw de luidspreker het niet meer kan volgen. De luidspreker blijft gewoon aangestuurd maar dan zonder MFB, je krijgt dan uiteraard nog steeds een vervormt geluid maar dit klinkt (hoop ik) als "normale" oversturing van de woofer.

Ik was benieuwd of je mee kan denken of het inderdaad een betere manier is. Uiteraard wordt er uiteindelijk ook in het echt getest, maar voorlopig alleen simulaties met Vituixcad. Schiet maar raak zou ik zeggen.

Dit is het schema:

544MK2 closed loopfilter V4 XO-schema-1.png

Het ziet er misschien wat vreemd uit met al die luidsprekers maar die gebruik ik om mee te kijken welk signaal er daar staat. Voor de luidspreker zit op meerdere plekken een buffer trapje.
In het echt moeten er 2 antiparallel geschakelde Schottky diodes in serie met de 100 ohm weerstand, hierover later meer.

Om het idee uit te leggen een klein stukje terug naar het hart van de MFB loop:

544MK2 closed loopfilter V4 basic XO-schema-1.png

In de Tranfer functie G(f) zit het MFB sensor signaal.

In de loop closed zie je op D1 dit:

544MK2 closed loopfilter V4 basic SPL loop closed.png

En als de loop is verbroken dit:

544MK2 closed loopfilter V4 basic SPL loop open.png

In de praktijk gebeurt dit bij oversturing niet zo fraai, het ontbreken van het tegenkoppel signaal vindt in tijd dan plaats als de woofer het niet meer kan volgen, hoe het er echt uit ziet weet ik niet. Bij het ontbreken van de tegenkoppeling krijgt de luidspreker ineens 20dB meer signaal toegediend, dat het een domino effect zal geven mag hopelijk duidelijk zijn

Bij de oude methode wordt er over de 150k weerstand de 2 antiparallel zeners gezet. Het domino effect wordt ingeperkt.

Nu terug naar de nieuwe methode, het inganssignaal wordt met een extra opamp gemixt met het MFB signaal afkomstig uit D2. Deze extra "mix opamp is nodig om de verschilspanning over de Schottky "diodes niet afhankelijk te maken van ingangssignaal niveau. Uit D8 komt nu als vorm een zelfde signaal als het goedwerkende MFB signaal, dit wordt bereikt met de gyrator en filtering ervoor.

Uit D2 komt het volgende signaal als MFB actief is:

544MK2 closed loopfilter V4 SPL D2 MFB normaal.png

Kan de woofers het niet meer volgen (dit kun je simuleren door de 27k tegenkoppelings weerstand te onderbreken) dan neemt het signaal dat uit D8 komt het over via de 100 ohm weerstand en de 2 antiparallel Schottky diodes die er in serie mee staan (niet getekend in het schema zoals gezegd).
Uit D2 komt dan het volgende signaal, vrijwel gelijk maar zonder MFB informatie dus (!):

544MK2 closed loopfilter V4 SPL D2 zonder MFB terigkoppeling.png

Het wordt wel iets harder door de Schottky "spannings-gap".

De verschil spanning over de Schottky diodes is het verschil tussen het signaal tussen D8 en D9 en ziet er zo uit:

544MK2 closed loopfilter V4 SPL verschil D8 en D9.png

Met A1 kun je de versterking zo regelen dat de Schottky diodes net niet aangrijpen.

Hopelijk is het idee duidelijk, ik hoor graag als het verder moet worden uitgelegd maar ook of het überhaupt een goed idee is.

[Hans]

Eerst een paar vragen om het schema te kunnen volgen.
Ik neem aan dat alle getekende LS symbolen in feite meetpunten zijn waar je een scoop aan zou kunnen hangen. En dat om het schema te analiseren:

• A2 plus D9 weggedacht kunnen worden omdat ze alleen een meetpunt vormen. Idem voor A3 plus D5.
• A1 een inverter is die 10,4dB verzwakt .
• D1, D4 en D8 meetpunten zijn.
• D2 de uitgang is van de (versnellings)opnemer en G(f) de transferfunctie van de LS klemmen naar de uitgang van de opnemer.

Inhoudelijk zullen simulaties in het frequentiedomein je weinig leren over het gedrag in het tijdsdomein. Frequentiedomein simulaties geven geen beeld van gedrag bij oversturen en klippen.

Het gedrag bij oversturen kun je simuleren met een spice simulatie pakket. Je moet dan in dit schema niet alleen 2 diodes toevoegen maar ook het klipgedrag van de woofer meenemen in G(f) of in een stukje schema, en rekening houden met behoorlijk langere simulatie tijden. Alternatief is natuurlijk bouwen en met scoop en oren testen.

[Rene_N]

Alle luidsprekers die je ziet zijn eigenlijk meetpunten behalve D6, in het echt zou dit "de" luidspreker zijn. D6 laat natuurlijk geen rechte curve zien vandaar dat ik de uitgang van de sensor laat zien D2.

Het hele idee is dat er 2 tegenkoppel circuits zijn. Bij normaal komt de tegenkoppelling uit D2. Ontstaat er nu oversturing in de loop dan neemt D8 het over. Immers de frequency curve van D8 is gelijk gemaakt aan D2 mbv de gyrator. De output van D8 moet dan net onder D2 liggen zodat de Schottky niet aanspreken. Dit regel je met A1 die ook inverteert.

Ik zal vanavond de files erbij zetten van Virtuixcad.

Je moet misschien ook marge houden voor opwarmen spreekspoel en de daardoor verminderde output van de luidspreker.

[Rene_N]

De Vituixcad bestanden. Ik kan geen .vxp toevoegen, ik heb ze hernoemd naar .pdf. Dit dus weer aanpassen.
Het .txt bestand moet in de G(f) worden geladen als dat niet automatisch gebeurt.

De 100 ohm en bovenste 27k kun je "open" zetten om te kiezen welke van de 2 tegenkoppeling opties wordt gebruikt. De 100 ohm weerstand zal altijd de overhand hebben tov de 27k.

Luidsprekers kun je ook aan en uitzetten afhankelijk waar je wilt kijken, maar 1 actief zetten uiteraard.

544MK2 closed loopfilter V4 - kopie.pdf

544MK2 closed loopfilter V4 basic - kopie.pdf

AD8067WE4 versie A V3 non smoothing.txt