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Le retour de la distorsion thermique
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forr
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Message : #11
Exclamation  RE: Le retour de la distorsion thermique

Bonjour Jean-Marc,

JM Plantefeve a écrit :
"Premier suspect : le composant qui est soumis à la plus forte variation de tension, à savoir la résistance de contre-réaction branchée à la sortie"[/color]
Je ne l'aurais pas mis en tête, vu tous les transistors sur le parcours.

Mea culpa, c'est une traduction de ce que dit Douglas Self mais avec une grosse omission de ma part, celle de l'adjectif qui va avec : composant passif.

Citation :
D'autant qu'il est facile de ne pas choisir une faible valeur résistive (P=U²/R). Avec 2.2kR sur 28Vrms, 360mW, c'est forcé le trait de la part de Doug...

Absolument. Mais ça montre que la distorsion thermique appartient au domaine du plus que ténu mais sans atteindre le seuil de l'inexistant.

Citation :
Avec 10kR, 78mW, quatre fois moins de risque. La résistance de 100R passe à 470R, le condensateur de 1000µF passe à 220µF.

Le bruit qui en découle, bien qu'infime, risque en partie de la masquer.

JM Plantefeve a écrit :
A cette distorsion thermique, j'associerais bien la distorsion mémoire des isolants, voire la distorsion de gigue liée aux variations de la tension d'alimentation suivant la modulation musicale.

La mémoire des isolants a été abordée par Bateman à propos des condensateurs :
http://web.archive.org/web/2009102701012...ors_2.html
Son système d'investigation sur la qualité des composants comprend d'une part une analyse par FFT et d'autre part des mesures quasi-instantanées de la H2 et la H3 jusqu'à -120 dB grâce à des voltmètres à échelles de LED, elles sont particulièrement sensibles à la moindre évoution des conditions où se trouve le composant

L'étude de Bateman a mis en avant l'importance du diélectrique (= mémoire des isolants) pour laquelle se distingue la qualité des condensateurs céramique COG, récemment confirmée par Samuel Groner.

La gigue d'alimentation peut être contenue par des régulations de tension et de courant. Il n'est pas dit qu'en leur absence, on ne trouve pas quelques traces de distorsion thermique due aux variations des tensions d'alimentation.

Citation :
Je suis par ailleurs persuadé qu'un fonctionnement en commutation plutôt qu'en linéaire, est dédouané de cette distorsion thermique. Et l'écoute des meilleurs amplis PWM me laisse l'entendre, d'autant plus quand on se dédouane aussi de la conversion N/A petits signaux. Vive les Full Digital Amplifiers (du futur) !

Il me semble que les performances en distorsion harmonique annoncées sont encore loin de celles que l'on peut atteindre en analogique. Il peut y avoir d'autres raisons pour que le rendu final de Full Digital soit supérieur. Mais la commutation, qui reste malgré tout un processus analogique, de courants de plusieurs ampères n'est pas quelque chose d'anodin.

Citation :
En régime variable, je pense qu'il ne faut pas rester à une mesure de distorsion harmonique suivant la température, mais passer à un calcul de décomposition harmonique d'un burst, période par période. Burst à l'image d'une enveloppe de note. Burst généré à l'entrée de l'amplificateur et mesuré à sa sortie. Mathématiquement, c'est possible, informatiquement aussi j'imagine. Le rapport de test pourrait être une représentation 3D : niveau de distorsion en y, numéro de période en x et rang harmonique en z.

On peut montrer les phénomènes thermiques par d'autres façons que
l'analyse de la distorsion harmonique. Mais, à la condtiion qu'elle soit très fine, cette dernière présente l'avantage considérable d'une grande facilité d'interprétation pour orienter les recherches afin de ur la réduire (si on en ressent le besoin). S'appuyant sur un analyseur Audio Précision les vidéos de Jipihorn sur les convertisseurs NA en fournissent d'éclatantes démonstrations.

Cdt

05/03/2017 16:30:29
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JM Plantefeve
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Message : #12
RE: Le retour de la distorsion thermique

PFB,

"Il te faut un analyseur de spectre Hewlett Packard avec l'option sweep gating"

Je te sais passionné et équipé d'appareils de mesure de haute volée, comme Hewlett Packard en a proposés. J'ai moi-même pu profiter d'un 3561 à la grande époque de Selectronic.

Mais ici, je propose de rêver à une mesure en rupture de tout cela, un carte son 24 bits 192kHz, un script Scilab sur ordi, une visu 3D.

Ce message a été modifié le: 05/03/2017 16:44:10 par JM Plantefeve.

05/03/2017 16:40:32
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forr
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Message : #13
RE: Le retour de la distorsion thermique

Jean-ClaudeRL a écrit :
Douglas Self toujours très intéressant.
La question que je me pose toujours avec les amplificateurs est celle de la distorsion totale de l'ensemble de reproduction, donc de la distorsion des enceintes (et des cellules pour les utilisateurs de vinyles).
Une mesure de la H3 à 40Hz, à un niveau réaliste, d'une enceinte montre plutôt des valeurs de l'ordre du pour-cent?

Il est sûr que les distorsions ayant les électroniques d'amplification pour orgine sont bien moindres que celles des autres éléments de l'ensemble de reproduction. Mais on ne peut pas empêcher les concepteurs d'exercer leur savoir faire en allant déterrer la plus petite bête le plus profond possible. Ce n'est pas un mal dans la mesure où les rémèdes à une minuscule non-linéarité détectée coûtent rarement cher.
Après une période de relative indolence, on voit actuellement arriver sur le marché des amplis-op aux performances incroyables à des prix tout à fait abordables. Il y a une certaine unanimité quant à leur rendu. Le travail en amont pour les mettre au point peut-il être considéré comme inutile ?

05/03/2017 16:47:26
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JM Plantefeve
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Message : #14
RE: Le retour de la distorsion thermique

Forr,

A propos des amplis PWM (tels que les FDA) : "Il me semble que les performances en distorsion harmonique annoncées sont encore loin de celles que l'on peut atteindre en analogique."
En sinus permanent, mais sur un signal richement variable (certains diraient, sur un signal musical), qu'en est-il de la distorsion d'enveloppe qu'on ne mesure pas encore ?

"... phénomènes thermiques ... analyseur Audio Précision ... vidéos de Jipihorn ... éclatantes démonstrations."
Je ne trouve pas, un lien ?

Ce message a été modifié le: 05/03/2017 16:58:31 par JM Plantefeve.

05/03/2017 16:53:33
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jacquese
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Message : #15
RE: Le retour de la distorsion thermique

Bonjour,
Monsieur Self disait dans les premières versions de son livre sur le design des amplis que cette forme de distorsion n'existait pas en argumentant qu'on ne voyait rien dans la mesure de distorsion harmonique en dessous 200Hz.
Une manière, à peine masquée, de mettre en cause les travaux de Gerard Perrot...
Maintenant il dit l'inverse ?
Cdlt. Jacques

Ce message a été modifié le: 05/03/2017 19:33:00 par jacquese.

05/03/2017 18:24:01
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jacquese
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Message : #16
RE: Le retour de la distorsion thermique

forr a écrit :
Il me semble qu'avec un circuit inverseur, la distorsion thermique de l'étage d'entrée devrait être très faible puisqu'il est soumis à des variations de tension infimes, alors que ces mêmes variations sont quasi égales au signal d'entrée avec une configuration non-inverseuse.


C'est pourquoi Perrot et Johannet conseillait ce type d'étage d'entrée. D'autant plus que dans ce mode inverseur, la soustraction du signal d'entrée avec celui de la CR est réalisé en passif (selon ces auteurs)
Toutefois, au delà du problème du non branchement de l'équipement source qui confère à l'instabilité, le gros problème est que le gain dépend de l'impédance de sortie de la source. Un potentiomètre ou une source à l'impédance de sortie qui fait le yoyo et c'est fichu...
Ce pose aussi le problème de la distorsion réintroduite à l'entrée par les éléments parasites au point milieu du réseau de CR.

05/03/2017 19:30:48
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forr
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Message : #17
RE: Le retour de la distorsion thermique

jacquese a écrit :
Bonjour,
Monsieur Self disait dans les premières versions de son livre sur le design des amplis que cette forme de distorsion n'existait pas en argumentant qu'on ne voyait rien dans la mesure de distorsion harmonique en dessous 200Hz.
Une manière, à peine masquée, de mettre en cause les travaux de Gerard Perrot...Maintenant il dit l'inverse ? Cdlt. Jacques

On peut y voir une evolution de sa pensée consécutive à l'évolution du matériel.

Les premiers articles que Douglas Self a commencé à publier sur les amplificateurs de puissance et qui ont abouti à son livre "Audio power amplification design" datent de 1993. A l'époque, il ne disposait pas d'analyseurs aussi performants que les Audio Precision... mais il en a gagné un pour avoir écrit ces articles.
Comme il faut aller chercher largment en dessous de 0.001% de distorsion harmonique pour trouver l'influence d'effets thermiques, il en a conclu qu'ils n'étaient pas pertinents.

En feuilletant la sixième édition, on voit sur les graphiques qu'il y a souvent, mais pas sur tous, une légère remontée de la distorsion harmonique dans les très basses fréquences. La responsabilité se partage de partage entre le générateur sinus d'entrée, la non-linéarité du condensateur d'entrée (électrolytique de valeur importance chez Self) et le bruit de fond.

Je ne crois pas que Self ait eu connaissance des travaux de Perrot. il ne faut néanmois pas perdre de vue que ce dernier n'a pas jamais pu démonter de façon formelle que les étages d'entrée conventionnels des amplis de puissance introduisaient de la distorsion d'origine thermique. Cela ne retire cependant rien à la qualité et l'originalité de son travail.

Sur le forum Audax, j'avais livré en 2011 les résultats de quelques modestes tentatives que j'avais effectuées pour évaluer ce qu'il en était. J'avais utilisé le circuit de Schlotzaur, un suiveur de tension comportant un étage d'entrée différentiel NPN avec miroir de courant suivi d'un collecteur commun. Le banc de mesure était celui de Cyril Bateman (capable d'analyse jusqu'à 0.00006 %) . Le signal de test était de 4 Vrms, plus élevé que celui auquel sont soumis habituellement les amplificateurs de puissance. J'ai fait varier la tension d'alimentation positive et l'intensité délivrée par la source de courant constant du différentiel. Les faibles variations de THD ne m'ont pas permis d'arriver à une conclusion très probante.

Citation :
C'est pourquoi Perrot et Johannet conseillait ce type d'étage d'entrée. D'autant plus que dans ce mode inverseur, la soustraction du signal d'entrée avec celui de la CR est réalisé en passif (selon ces auteurs)
Toutefois, au delà du problème du non branchement de l'équipement source qui confère à l'instabilité, le gros problème est que le gain dépend de l'impédance de sortie de la source. Un potentiomètre ou une source à l'impédance de sortie qui fait le yoyo et c'est fichu...
Ce pose aussi le problème de la distorsion réintroduite à l'entrée par les éléments parasites au point milieu du réseau de CR.

Mike Renardson a pris les précautions nécessaires pour que l'entrée de son amplificateur à configuration inverseuse puisse rester en l'air sans partir en oscillation.
http://www.angelfire.com/ab3/mjramp/mjr7-mk5-notes.html
Les préamplis à transistors sérieux ou les processeurs pour haut-parleurs ont des impédances de sortie rarement supérieures à 300 Ohm, il n'y a donc pas trop de problèmes à employer des schémas inverseurs. De toute façon, inverseur ou pas, on a intérêt à toujours attaquer un ampli avec un signal à basse impédance.

Ce message a été modifié le: 05/03/2017 20:48:08 par forr.

05/03/2017 20:46:55
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Message : #18
RE: Le retour de la distorsion thermique

JM Plantefeve a écrit :
Forr,

A propos des amplis PWM (tels que les FDA) : "Il me semble que les performances en distorsion harmonique annoncées sont encore loin de celles que l'on peut atteindre en analogique."
En sinus permanent, mais sur un signal richement variable (certains diraient, sur un signal musical), qu'en est-il de la distorsion d'enveloppe qu'on ne mesure pas encore ?

Peux-tu expliquer ce qu'est la distorsion d'enveloppe ?

Citation :
"... phénomènes thermiques ... analyseur Audio Précision ... vidéos de Jipihorn ... éclatantes démonstrations."
Je ne trouve pas, un lien ?

J'ai retrouve ces deux-ci, la première m'avait fasciné par ce qu'un analyseur permet de détecter :

https://youtu.be/vnzK-l18a7c

https://youtu.be/2QySxRcuPJs

Bons films !

05/03/2017 21:03:41
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jacquese
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Message : #19
RE: Le retour de la distorsion thermique

Forr, pour moi le problème n'est pas de voir si un ampli fait de la disto thermique dans les relevé de DHT. J'ouvre un datasheet de transistor. Je vois une inter-dépendance directe entre la dissipation, la température de la puce, et le tension Vbe. Ensuite tout bouquin d'électronique montre qu'un différentiel d'entrée déséquilibré en Vbe fait de la distorsion H2. On a donc au final, sans contredire la théorie, une variation de la distorsion H2 par effet mémoire. Ce que je retiens ici, c'est le mot variation... La question n'est pas de faire une mesure pour démontrer l'existence de distorsion thermique mais plutôt de trouver la moyen de mesurer.
Je ne vois pas bien comment une mesure de DHT peut bien révéler une "variation" de distorsion puisque que cette mesure calcule l'énergie moyenne spectrale par unité de temps...

Comme le dit Jean-Marc, il faut trouver un autre moyen pour la mesurer. La solution proposée avec la carte m'intéresse bien !

05/03/2017 21:13:50
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JM Plantefeve
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RE: Le retour de la distorsion thermique

Bonsoir Forr,

"Peux-tu expliquer ce qu'est la distorsion d'enveloppe ?"
Plutôt ce que serait la distorsion d'enveloppe. Messages #4 et #6.

"J'ai retrouve ces deux-ci"
Plus d'1h30 sur les mesures sur DAC. Mais vais-je y trouver notion de distorsion thermique chez nos amplificateurs de puissance !? Sujet de ce fil.

Ce message a été modifié le: 05/03/2017 23:14:21 par JM Plantefeve.

05/03/2017 23:07:22
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