Amplification en courant & CCFB

[J-C.B]

Modification du post 3 de la première page en cours

[J-C.B]

Bonjour,
Je viens de placer un circuit de contrôle d'un tweeter dans le post 3 de la première page de ce fil. Il fait principalement appel à un ampli à transconductance précédé d'un correcteur, lui même précédé d'un convertisseur Image électrique de la pression à restituer => image électrique du flux de vitesse de la membrane (produit de la vitesse de déplacement du diaphragme par sa surface active)
Il s'avère que la seule boucle de courant permet cette grande simplification dans l'asservissement d'un tweeter.
Je ferais parvenir le fichier de simulation MC9 à qui le désirent.
Cordialement

[pencoat]

Bonjour Jean-Claude,

je suis toujours preneur pour les circuits de simulation. Sinon, j'imagine qu'un nouveau PCB pour les tweeters sera nécessaire?

Merci encore!

Arnaud

[J-C.B]

Bonsoir Pencoat,

je suis toujours preneur pour les circuits de simulation

J'étais sur d'avoir un message de toi dans ce sens. De toute façon, vieil acolyte, il était dans mon intention de te les faire parvenir.
Il en va de même pour Stéphane et Philippe que je sais plutôt accroc à ce genre de choses. Juste le temps de documenter les graphes qui ne sont pas faciles à lire à travers les variables.

j'imagine qu'un nouveau PCB pour les tweeters sera nécessaire?

Mon travail actuel est de trouver la solution pour que le circuit actuel de la zippy, moyennant des modifs ultra simples soit exploitable. A la vue de ce schéma, tout est présent sur le circuit actuel pour s'en sortir les doigts in the noise oh pardon nose
En ce qui concerne les zippys, il faut tout de même dire que l'ancien circuit tient la route et qu'a l'écoute tout va bien. mais vis à vis des tweeters, il est moins bien adapté. Je suis navré, je n'ai pas eu cette idée plus tôt. Je vais m'attacher en premier à valider les modifs du circuit primaire. Je ferais un CR accompagné de photos pour physiquement les rendre évidentes aux moins véloces en électronique. La partie filtrage n'est pas franchement remise en cause. Son câblage est un peu simplifié, il me faut maintenant quantifier tout cela.

Il me semble à travers cette étude, que l'amplification en tension + asservissement si possible soit très adapté aux transducteurs basses fréquences et que l'amplification en courant (transconductance soit tension -> courant ) offre des perceptives pour l'aigu incomparables, si elle est accompagnée de circuits qui ne la rendent active que dans le haut du spectre.

Cordialement

[tcli]

Il s'avère que la seule boucle de courant permet cette grande simplification dans l'asservissement d'un tweeter.

J'ai du rater une étape ...
Tu veux dire que l'ampli à impédance négative -Ze est équivalent à un ampli en courant simple précédé d'une correction adéquate ?
Pourrais tu préciser les étapes de la transformation pour les gens un peu lent comme moi ?
Ca voudrait dire qu'un ampli en courant classique précédé d'une égalisation (par exemple via DSP) ferait la même chose qu'une zippy ?

Il me semble à travers cette étude, que l'amplification en tension + asservissement si possible soit très adapté aux transducteurs basses fréquences et que l'amplification en courant (transconductance soit tension -> courant ) offre des perceptives pour l'aigu incomparables, si elle est accompagnée de circuits qui ne la rendent active que dans le haut du spectre.

Pourquoi , l'une est plus adapté que l'autre suivante les cas ?
J'ai l'impression que les 2 solutions amène au même résultat quelque soit la nature du HP ...
Y t il une limitation interne au nouveau circuit proposé ?

[J-C.B]

Bonsoir tcli,

Tu veux dire que l'ampli à impédance négative -Ze est équivalent à un ampli en courant simple précédé d'une correction adéquate ?

Dans le cas d'un tweeter, le bouclage en courant assure un contrôle de l'accélération de l'équipage mobile au dela de la fréquence de résonance. Il n'est donc nécessaire que de corriger afin que cela soit totalement appliqué à la masse rayonnante.
Un ampli en Boucle ouverte a une impédance de source Zs beaucoup plus élevée que le même ampli en boucle négative fermée Zf. On peut facilement traduire que la boucle ramène une impédance additionnelle Zad=Zf - Zs soit Zad=- (Zs-Zf), donc une Zad négative. En définitive cela ne traduit pas grand chose vis à vis de la CR, mais permet dans certains cas d'expliquer simplement l'action d'un réseau.
Il est donc toujours possible, dans un système bouclé de ramener le résultat à une impédance négative.

Ca voudrait dire qu'un ampli en courant classique précédé d'une égalisation (par exemple via DSP) ferait la même chose qu'une zippy ?

Pas du tout, dans la zippy, ce procédé (post 3 de 1°page) n'est valable que pour le tweeter.

Ce que j'essaie de montrer c'est que l'amplification en courant permet de contrôler naturellement le tweeter en accélération, donc en pression, en utilisant les circuits lui permettant de supprimer les effets néfastes de l'impédance motionnelle. Ce que tu appelles égalisation correspond très exactement à des caractéristiques, électromotrices et acoustiques du tweeter.

Pourquoi , l'une est plus adapté que l'autre suivante les cas ?

Parce que pour un boomer, il faut élargir de part et d'autre de la fréquence d'accord du HP+ enceinte en favorisant l'extension vers le bas. L'amplification en tension ne permet pas le contrôle en accélération naturel de la zone supérieure à Fs. Ce qui amène à une détection de la vitesse de déplacement et une boucle qui élargit le fonctionnement en vitesse.
La limitation haute permet de déterminer une fréquence limite de coupure donc de raccordement possible. Le circuit dont est doté la Zippy permet d'atteindre des fréquences très basses, mais est limité plus facilement dans le haut
Dans le cas d'un tweeter, il faut asservir largement au delà de sa fréquence de résonance. Comme tu as pu t'en rendre compte le système fonctionne très proprement jusqu'à des fréquences qui dépassent 30kHz pour un système dont la fréquence de résonance avoisine 450Hz, par contre il a des limites en deça de la fréquence de résonance, malgré le convertisseur Pression/Flux de vitesse dont l'action est limité à 1/10 de la fréquence acoustique F= Rar/(2*Pi*Mar) du transducteur.
Ce convertisseur correspond très exactement dans tous les cas au produit de l'admittance de rayonnement du HP par sa résistance de rayonnement ( Yar.Rar = Rar/Zar). Quoique l'équation générale soit la même, les éléments de Zar entre un dôme et un cône sont différents. Tu trouveras tout cela sur mon blog ou sur le tuto de la zippy
Le but est aussi de trouver des circuits simples (tout est relatif), efficaces et qui ramènent un minimum de bruit.

J'ai l'impression que les 2 solutions amène au même résultat quelque soit la nature du HP ...

Pas vraiment, car comme je tente de l'expliquer plus haut, les problèmes sont différents. J'admet bien volontiers que n'ayant pas eu cette idée avant, je tirais vers le haut les vertus de l'asservissement en tension pour les tweeters et que cela marche plutôt bien, mais qu'ayant fait le distingo je procèderais désormais différemment
D'autant qu'il est possible de transformer tous ces circuits pour les rendre hybrides. C'est du reste l'objet de l'enveloppe Soleau.
Devant me remettre à la fabrication des Zippy, le dernier chapitre attendra un tout petit peu. Ce dernier circuit étant la conséquence des deux autres , j'espère, en attendant d'avoir le temps de continuer, avoir développé l'essentiel de ce qui différencie l'asservissement des cônes et dômes.

Cordialement

[tcli]

En faisant quelques recherches rapides a propos d'ampli audio a impédance négative, je suis tombé sur 2 trucs potentienlement intéressants :

Application of Negative Impedance Amplifiers to Loudspeaker Systems
http://www.aes.org/e-lib/browse.cfm?elib=217

Loudspeaker lower bass response using negative resistance and impedance loading
http://www.freepatentsonline.com/4118600.pdf

Je n'ai pas lu l'article de l'AES (payant) , mais le brevet est accessible publiquement.

[J-C.B]

Bonjour tcli,
Merci pour ce document, que je connais.
Je vais tenter, dans un avenir proche, de te développer ce circuit et surtout la raison pour laquelle, ce circuit est moins performant que celui utilisé pour la Zippy.
Son utilisation n'est vraiment pas envisageable pour un tweeter, comme tu pourras le constater.
Cordialement

[J-C.B]

Bonjour tcli,
Comme promis, j'ai reporté le schéma sur MC9 en ajustant les valeurs du filtre passe bande à celle de l'impédance électromotrice de l'application en cours.
Seule la valeur de Rg du brevet change afin d'adapter le gain et pouvoir comparer. Cette modif ne change en rien le comportement des deux boucles.

Le diagramme de Bode correspondant, sur lequel apparait en vert ce que donne la simulation de ce circuit. J'ai conservé en rouge et noir les précédents relevés.

Comme tu peux t'en rendre compte ce circuit n'es pas apte à l'asservissement des aiguës. La raison principale est que le présence de l'inductance motrice de la bobine mobile n'est pas prise en compte dans les boucles de réactions.
Il n'est pas non plus performant vers le bas, car prendre la seule impédance motionnelle dans la première boucle n'est pas suffisant. C'est l'impédance de rayonnement et la compensation de ses composantes résistives et élastiques qui importent réellement.
Je n'ai pas voulu changer les valeurs des taux de réaction, mais il y a possibilité d'optimiser le circuit sans le rendre réellement performant.
Cordialement

[Philby]

Quel boulot Jean-Claude!!!
J'espère que tu vas nous faire les mêmes jolies courbes avec le filtre de séparation de la Zippy

Philippe

[J-C.B]

Bonjour Philippe,

Quel boulot Jean-Claude!!!

Sans nul doute, mais c'est passionnant.

J'espère que tu vas nous faire les mêmes jolies courbes avec le filtre de séparation de la Zippy

Pour sur mon cher Philippe.
Cordialement

[tcli]

Bonjour,

Comme tu peux t'en rendre compte ce circuit n'es pas apte à l'asservissement des aiguës.

J'avais pleinement conscience de l'effet passe bande de ce schéma, d’ailleurs documenté et illustré dans le texte (Fig 6 et fig 9).
En fait j'avais juste fait une recherche google rapide avec les mots clés "negative impedence audio amplifier" et je suis tombé sur ce brevet de 1977
que tu connaissais manifestement déjà (j'aurais du m'en douter ).
Tu avoueras que ce n'est pas loin de tes travaux : ampli a impédance contrôlée de façon à annuler Ze (= controler v) et changer la réponse en fréquence.
C'est tout ce que je voulais dire ..

La raison principale est que le présence de l'inductance motrice de la bobine mobile n'est pas prise en compte dans les boucles de réactions.

Oui, mais dans le cas du brevet en question , c'est assez naturel, vu qu'il ne s’intèresse qu'a la modification de la réponse dans les basses.
De ce fait, les auteurs ont simplifié la modélisation de Ze en se limitant simplement à Re.
Mais il me semble qu'avec un réseau RC adéquate à la place de R93 (sur ton schéma) , on devrait pouvoir prendre en compte Le,
avec potentiellement, il est vrai, des problèmes de stabilité.

C'est l'impédance de rayonnement et la compensation de ses composantes résistives et élastiques qui importent réellement.

Cette aspect est effectivement complètement absent dans ce brevet, mais dans une certaine mesure , les ops amp X6 X7 X8 équalisent la courbe de réponse, surement d'une façon moins rigoureuse et complète que le ferait ton convertisseur pression/vitesse, .

[J-C.B]

Bonsoir tcli,

les ops amp X6 X7 X8 équalisent la courbe de réponse

Pas tout à fait, car ce circuit dont la transmittance est égale à une impédance motionnelle simplifiée est sujette à l'une des deux boucles. Cela dit dans " ces années la" beaucoup cherchaient dans ce sens.
L'un des brevets (1969) les plus malins est du au Pr Korn de l'université de Bruxelles, et père des ServoSound. Si je le retrouve je publierais son lien. Ca a été le premier modèle sur lequel j'ai travaillé. Pas facile à cette époque de retrouver le sens technique de son invention. L'un des seuls problèmes de ce circuit était que son rapport signal/bruit n'était pas fameux, ce dont tout le monde se foutais à ce moment la puisque grand nombre de réalisations avaient ce défaut.
Cordialement

[tcli]

Bonsoir tcli,

les ops amp X6 X7 X8 équalisent la courbe de réponse

Pas tout à fait, car ce circuit dont la transmittance est égale à une impédance motionnelle simplifiée est sujette à l'une des deux boucles.

Oui, au temps pour moi, c'est très différent.