Il "GAIN" ed il rischio del "Clipping"

Test sui sitemi audio: dall'RTA ai tempi di volo, passando per le misure elettriche. Teoria e pratica alla portata di tutti
Avatar utente
max1974
Woofer
Messaggi: 1429
Iscritto il: 24 giu 2016, 12:56
Località: Conca Ternana nell'Umbria del Sud

Re: Il "GAIN" ed il rischio del "Clipping"

#121

Messaggio da max1974 »

Etabeta ha scritto:
max1974 ha scritto:Ho appena fatto la misura con volume al massimo.
Ho un'onda trapezoidale con valore picco-picco di 6 V, quindi 2,12 VRMS.
Misura fatta sempre con tono sinusoidale 1kHz 0 dB senza nessuna equalizzazione.


Nota: Un segnale così deformato manda a farsi benedire il calcolo del valore rms con la consueta formula Vpp*0.353 (che è valida solo per segnali sinusoidali) e di conseguenza anche la regolazione della sensibilità dell'ampli ad esso collegato visto che comunque il clipping avverebbe a monte.

Hai ragione, non mi ricordavo che quel calcolo vale solo per segnali sinusoidali.
MASSIMO

Auto: VW Passat Variant

Sorgente: Pioneer DEH-80PRS / Kenwood KRC-658R / Kenwood KDC-C469 modificato
Ampli Woofer: 2 x Zapco Z100 in dual mono
Ampli Tweeter: Zapco Z50S2II
Ampli Sub: Zapco Z150
Altoparlanti FA: Kit 2 vie Focal 165AS
Subwoofer: Ciare CW254 in bass reflex
Avatar utente
max1974
Woofer
Messaggi: 1429
Iscritto il: 24 giu 2016, 12:56
Località: Conca Ternana nell'Umbria del Sud

Re: Il "GAIN" ed il rischio del "Clipping"

#122

Messaggio da max1974 »

Ritorniamo all'argomento del 3D.
Vorrei tarare a banco il guadagno dei miei ampli accoppiati con la mia sorgente.
Faccio per prima la prova con la sinusoide a 1kHz 0dB e vedo il livello di uscita indistorto della sorgente. Poi collego l'ampli e taro il gain come descritto all'inizio.

Ma una volta che conosco il livello di uscita della sorgente, se uso il generatore di funzioni opportunamente settato per entrare negli ampli, non è la stessa cosa?

Perché l'idea sarebbe: smonto la sorgente e mi caratterizzo l'uscita poi la rimonto. Dopo di che uno alla volta smonto gli ampli, faccio la modifica del guadagno descritta in "Tweak e autocostruzione" sostituendo l'ampli smontato con l'Audiosystem, taro il gain a banco con il generatore di funzioni e infine rimonto l'ampli e passo al successivo.

Corretto? Ci sono controindicazioni?
MASSIMO

Auto: VW Passat Variant

Sorgente: Pioneer DEH-80PRS / Kenwood KRC-658R / Kenwood KDC-C469 modificato
Ampli Woofer: 2 x Zapco Z100 in dual mono
Ampli Tweeter: Zapco Z50S2II
Ampli Sub: Zapco Z150
Altoparlanti FA: Kit 2 vie Focal 165AS
Subwoofer: Ciare CW254 in bass reflex
Avatar utente
Etabeta
sysadmin
sysadmin
Messaggi: 1621
Iscritto il: 13 apr 2018, 17:32
Località: Torino

Re: Il "GAIN" ed il rischio del "Clipping"

#123

Messaggio da Etabeta »

Rispolvero questo thread, di qualche tempo fa ma sempre attuale,
per integrare l'argomento con qualche misura che renda più chiaro ed evidente il concetto di distorsione e come questa sia legata alla corretta (o non corretta) regolazione della sensibilità di un amplificatore.

Il concetto che spesso sfugge, o non viene proprio considerato, è che per una errata regolazione della sensibilità di un amplificatore, anche di frazioni di volt, più fare la differenza tra un impianto ben suonante e uno no, minando alla base la qualità potenziale di componenti (sorgente, amplificatori, diffusori) magari anche di buon livello.

Ma per rendere più chiari gli effetti, graficamente, di quanto discusso in questo e altri thread, ecco qui una serie di misure, reali, che ho effettuato su un buon amplificatore in classe AB (che ho qui tra le mani, "guarito" da un guasto, nello specifico è un Audio System F2 130, finali mosfet, preso come esempio in quanto la sua architettura è, diciamo, "classica") caratterizzato da THD (che sta per Total Harmonic Distortion, distorsione armonica totale) molto bassa e ciò rende più evidente il degrado della THD superata la zona di lavoro lineare.

Le seguenti misure sono state effettuate con la sensibilità dell'amplificatore regolata esattamente a 2Vrms
Prima misura: qui il segnale applicato in ingresso è esattamente 2Vrms, quindi siamo a livello di potenza nominale in uscita, THD% molto molto bassa, eccellente valore misurato (e infatti questo ampli è decisamente ben suonante).
F2 130 THD nom 2.00.png
Seconda misura, segnale applicato in ingresso 2.3Vrms, quindi +300mV rispetto al livello di sensibilità regolato, la THD è salita di 60 (sessanta..) volte ovvero da 0.008% a 0.48%
F2 130 THD +0.30.png
Terza misura, segnale 2.5Vrms, quindi +500mV, THD che supera il 4%, quindi udibile (beh, certo, dipende dal proprio orecchio e dal genere di musica riprodotto... ma parto dal presupposto che qui l'obiettivo sia l'HiFi :) )
F2 130 THD +0.50.png

Tirando le somme: abbiamo visto che bastano 500mV di scarto dal livello di sensibilità di un amplificatore (e questo è un caso tipico) per determinare un evidente e tangibile degrado nella riproduzione e far "suonare male" un amplificatore (sopratutto nella condizione di riprodurre, ad alto volume, tracce con elevata dinamica) che invece, in condizioni ottimali, può dare risultati molto molto buoni!
Se mi passate la battuta io sarei per istituire la giornata nazionale della prevenzione della distorsione... quindi della corretta regolazione della sensibilità degli amplificatori, un aspetto spesso ignorato (come molto spesso è emerso anche qui sul forum, come in tante chiacchierata tra appassionati).
Spero quindi di essere perdonato per la mia pedanteria nel ritornare ciclicamente su questo argomento XD
E spero che, magari spinti dalla curiosità, chi capita su questo post sia spinto a leggere il thread (o in generale ad approfondire l'argomento) e tenere conto di ciò nella messa a punto del proprio impianto.
Avatar utente
synagryda
Woofer
Messaggi: 1115
Iscritto il: 27 dic 2012, 9:21
Località: Oristano

Re: Il "GAIN" ed il rischio del "Clipping"

#124

Messaggio da synagryda »

Grazie, Etabeta. Questo sì che è un'argomento scientifico, obiettivo. Concordo con la tua disamina.
Misure che ottimizzano la resa dell'elettronica.
Ciao
Le passioni sono il lievito madre dell'esistenza.
Avatar utente
The_Bis
Subwoofer
Messaggi: 498
Iscritto il: 3 mar 2020, 21:55
Località: Vicenza

Re: Il "GAIN" ed il rischio del "Clipping"

#125

Messaggio da The_Bis »

Io invece sono molto incuriosito da che oscilloscopio stai usando....

Mi piace molto il livello di dettaglio e di precisione...

Raccontaci anche la tua strumentazione!!!

(così magari evitiamo che si misuri la tensione in uscita da un finale magari a 1000hz con i multimetri di TopoGigio)

;)
Avatar utente
Mau++ro
Coassiale
Messaggi: 93
Iscritto il: 16 set 2019, 17:32

Re: Il "GAIN" ed il rischio del "Clipping"

#126

Messaggio da Mau++ro »

Faccio una domanda, visto che in vari post ci sono modi diversi di regolazione e da li il dubbio; Con una sorgente che ha uscite rca , quindi a basso livello, il volume della sorgente deve essere al massimo o a 3/4 , e poi si regolano i gain degli amplificatori?
Avatar utente
Etabeta
sysadmin
sysadmin
Messaggi: 1621
Iscritto il: 13 apr 2018, 17:32
Località: Torino

Re: Il "GAIN" ed il rischio del "Clipping"

#127

Messaggio da Etabeta »

Mau++ro ha scritto:
21 nov 2020, 18:48
Faccio una domanda, visto che in vari post ci sono modi diversi di regolazione e da li il dubbio; Con una sorgente che ha uscite rca , quindi a basso livello, il volume della sorgente deve essere al massimo o a 3/4 , e poi si regolano i gain degli amplificatori?
Ciao,
la procedura, generale, per la regolazione del gain, ovvero della sensibilità (intendo la procedura strumentale, basata su misura) è in pratica sempre la stessa in quanto si basa sulla misurazione della tensione in uscita dall'amplificatore e la regolazione della sensibilità in ingresso al fine di ottenere corrispondenza tra il livello in uscita (dall'amplificatore) corrispondente alla potenza nominale rispetto al livello nominale (massimo livello in uscita indistorto) della sorgente (viewtopic.php?f=33&t=13215#p212002)

Riguardo la regolazione del livello/volume della sorgente non esiste una regola, ovvero di norma una sorgente "buona" dovrebbe essere realizzata in modo tale che riproducendo una traccia al massimo livello (0dB), con volume regolato al massimo, il segnale in uscita rimanga indistorto. Purtroppo per non è sempre così, anzi, non è raro riscontrare su alcune sorgenti che anche prima (quanto prima? dipende dalla sorgente) di arrivare al volume massimo il segnale in uscita sia deformato/distorto ovvero sopraggiunga clipping.

L'unico modo per sapere se, e nel caso quando (ovvero a che livello), una sorgente va in clipping (o comunque distorce in modo evidente) è quello di visualizzare il segnale in uscita con oscilloscopio (riguardo quale strumento può essere utilizzato, anche senza spendere grosse cifre, se ne è fatto un accenno qui: viewtopic.php?t=14914), una volta determinato quale è il massimo livello (e quindi regolazione del volume), indistorto, in uscita della sorgente quello sarà il livello di riferimento sul quale tarare la sensibilità dell'amplificatore, tenendo infine presente che, logicamente, se si alzerà il volume della sorgente oltre il livello verificato prima, subentrerà comunque distorsione (quando il player raggiunge i picchi più elevati), a prescindere dalla regolazione della sensibilità dell'amplificatore (ovvio che se in ingresso all'amplificatore arriva un segnale distorto questo sarà amplificato distorto).
Lo stesso ragionamento si applica quando ci si interfaccia in analogico ad un dsp (ed è per questo è che taaaaanto più comodo e totalmente esente da queste problematiche interfacciarsi in digitale).
Avatar utente
Etabeta
sysadmin
sysadmin
Messaggi: 1621
Iscritto il: 13 apr 2018, 17:32
Località: Torino

Re: Il "GAIN" ed il rischio del "Clipping"

#128

Messaggio da Etabeta »

The_Bis ha scritto:
21 nov 2020, 18:42
Io invece sono molto incuriosito da che oscilloscopio stai usando....

Mi piace molto il livello di dettaglio e di precisione...

Raccontaci anche la tua strumentazione!!!

(così magari evitiamo che si misuri la tensione in uscita da un finale magari a 1000hz con i multimetri di TopoGigio)

;)
Ciao,
qui nello specifico, per la misura della THD ho utilizzato Clio Pocket.
Il Clio Pocket genera in uscita fino a 3.46Vrms accetta in ingresso segnale fino a 100Vrms (+40dbV), la risoluzione del DAC e dell'ADC è 24bit (risoluzione teorica naturalmente), la misura in loop in/out arriva a THD 0.003% a 1kHz (non è però prevista, almeno con l'attuale software, la misura del rapporto s/n, che eventualmente è possibile fare esportando in wav il segnale acquisito ed elaborandolo esternamente).
In realtà non è necessario arrivare a questi livelli di precisione per determinare se è stata effettuata correttamente la regolazione della sensibilità, anche perchè di norma la THD schizza verso l'alto in modo esponenziale superata la zona di funzionamento lineare dell'amplificatore ed è visibile in modo chiaro anche utilizzando un economico oscilloscopio/analizzatore fft digitale con risoluzione 8bit.
Al di là di ciò comunque la regola aurea è prendere per buono il livello di potenza nominale dichiarato dal costruttore come limite di riferimento (anche se però alcuni costruttori non indicano il valore di THD al valore di potenza nominale) e quindi, in assenza di oscilloscopio (o tantomeno distorsimetro) affidarci ad un più comune multimetro (stando nei limiti della massima frequenza di misura per segnale Vac ammessa dallo strumento).
Avatar utente
Mau++ro
Coassiale
Messaggi: 93
Iscritto il: 16 set 2019, 17:32

Re: Il "GAIN" ed il rischio del "Clipping"

#129

Messaggio da Mau++ro »

Ok grazie , ora mi è piu chiaro. Ho una pioneer deh-s510bt io i gain gli ho regolati con volume a 48 su 62. un giorno per curiosità ho fatto una prova , ammesso che la misura fosse veritiera avendo un tester da brico, a volume 48 la tensione sulle uscite rca della sorgente era 0,3-0.5 v non ricordo di preciso mentre a volume max era 1,9v ed agendo sulla funzione sla arrivava a 2,4v. sono rimasto un po perplesso ammesso che la misura sia affidabile pensavo che a 3/4 di volume la tensione fosse piu di 1v.
Avatar utente
Dantek
Coassiale
Messaggi: 34
Iscritto il: 29 ott 2020, 21:33

Re: Il "GAIN" ed il rischio del "Clipping"

#130

Messaggio da Dantek »

Mau++ro ha scritto:
21 nov 2020, 20:12
Ok grazie , ora mi è piu chiaro. Ho una pioneer deh-s510bt io i gain gli ho regolati con volume a 48 su 62. un giorno per curiosità ho fatto una prova , ammesso che la misura fosse veritiera avendo un tester da brico, a volume 48 la tensione sulle uscite rca della sorgente era 0,3-0.5 v non ricordo di preciso mentre a volume max era 1,9v ed agendo sulla funzione sla arrivava a 2,4v. sono rimasto un po perplesso ammesso che la misura sia affidabile pensavo che a 3/4 di volume la tensione fosse piu di 1v.
Interessato al discorso. Al momento ho effettuato delle misure con due differenti multimetri che dovrebbero avere delle sensibilità anche piuttosto diverse su una sorgente cd home. Il voltaggio dell'uscita RCA (una sonda interna al connettore e l'altra esterna) risulta essere 1,4V per un multimetro mentre per quello più sensibile 1,48V. C'è da dire che la misura è stata fatta riproducendo una comune traccia audio non potendo aumentare il volume dalla sorgente.

Seguo il thread volenteri :)
Avatar utente
Etabeta
sysadmin
sysadmin
Messaggi: 1621
Iscritto il: 13 apr 2018, 17:32
Località: Torino

Re: Il "GAIN" ed il rischio del "Clipping"

#131

Messaggio da Etabeta »

Dantek ha scritto:
21 nov 2020, 22:21
Interessato al discorso. Al momento ho effettuato delle misure con due differenti multimetri che dovrebbero avere delle sensibilità anche piuttosto diverse su una sorgente cd home. Il voltaggio dell'uscita RCA (una sonda interna al connettore e l'altra esterna) risulta essere 1,4V per un multimetro mentre per quello più sensibile 1,48V. C'è da dire che la misura è stata fatta riproducendo una comune traccia audio non potendo aumentare il volume dalla sorgente.

Seguo il thread volenteri :)
Ciao,
la questione non è relativa alla "sensibilità" del multimetro ma piuttosto alla capacità di questo o quel multimetro di effettuare misure del valore rms (valore efficace [*]) di una tensione alternata entro una certa estensione in frequenza (se ne è scritto qui: viewtopic.php?t=14914), più in generale, occorre quindi per prima cosa sapere se lo strumento di misura è oppure no in grado di fare una lettura attendibile al valore di frequenza del segnale che intende misurare.
Un multimetro con lettura es. 1Vrms a 100Hz può dare lettura (pur applicando segnale sempre di ampiezza 1Vrms) anche di 4Vrms ad es. a 10kHz, quindi inattendibile (in genere, nei multimetri, la lettura tende a salire rispetto al valore reale di ampiezza del segnale al salire della frequenza se si supera il limite di banda previsto dal costruttore).

Ma per essere pragmatici ed evitare di perdersi, il punto essenziale è: non utilizzare il multimetro per misurare segnali a frequenza superiore a quella per la quale è in grado di misurare in modo preciso l'ampiezza.

Se non sono reperibili le specifiche del multimetro allora la cosa più semplice da fare è fare una misura di riferimento a bassa frequenza (50~100Hz, valori per i quali anche i multimetri più "scarsi" riescono a dare risultati attendibili) e quindi verificare, riproducendo tracce via via a frequenza maggiore, fino a dove la lettura si mantiene constante (ovviamente a parità di livello del tono di test e allo stesso volume di riproduzione).

Oppure, in modo ancora più semplice, se si tratta (appunto: questo è lo scopo del thread) di regolare la sensibilità di un amplificatore (o più amplificatori in un impianto multi via) allora effettuare la regolazione utilizzando tono di test a bassa frequenza (diciamo tra 50 e 100Hz), ovviamente impostando il crossover sulla sorgente in modo che l'uscita sulla quale si connettono gli ampli per fare la regolazione sia a banda piena o comunque non tagli la frequenza corrispondente al tono di test.

[*]: https://it.wikipedia.org/wiki/Valore_efficace
Avatar utente
Etabeta
sysadmin
sysadmin
Messaggi: 1621
Iscritto il: 13 apr 2018, 17:32
Località: Torino

Re: Il "GAIN" ed il rischio del "Clipping"

#132

Messaggio da Etabeta »

Mau++ro ha scritto:
21 nov 2020, 20:12
Ok grazie , ora mi è piu chiaro. Ho una pioneer deh-s510bt io i gain gli ho regolati con volume a 48 su 62. un giorno per curiosità ho fatto una prova , ammesso che la misura fosse veritiera avendo un tester da brico, a volume 48 la tensione sulle uscite rca della sorgente era 0,3-0.5 v non ricordo di preciso mentre a volume max era 1,9v ed agendo sulla funzione sla arrivava a 2,4v. sono rimasto un po perplesso ammesso che la misura sia affidabile pensavo che a 3/4 di volume la tensione fosse piu di 1v.
Riguardo la curva di regolazione del volume nelle Pioneer recenti (presumo tutte quelle con scala volume 0-62) tempo fa, quando progettai la scheda di interfaccia digitale con regolazione del volume appunto, tirai giù una tabella con i valori di attenuazione misurati (in modo da riprodurre la stessa curva di regolazione sull'uscita digitale), a titolo di informazione/curiosità la pubblico:
Curva volume Pioneer 8500-8700.png
Sull'asse X c'è la regolazione del volume, che parte da zero (muting, attenuazione "infinita") fino a 62 (attenuazione zero, massimo livello in uscita).
Sull'asse Y c'è l'attenuazione espressa in dB (riferita al livello massimo, che corrisponde a 0dB attenuazione): volume a livello 1 corrisponde a -85dB e via via a salire. Si nota un primo tratto con andamento logaritmico, fino a livello 11, poi regolazione lineare fino a quasi alla fine.

Prendendo il tuo caso specifico della DEH-S510BT (uscita nominale 2Vrms, indicato nelle specifiche) con regolazione volume a livello "48" l'attenuazione, prendendo la stessa curva, corrispondente è 16dB per cui 2V-16dB=0,31V che appunto ciò che hai misurato. Seguendo la curva del volume, a livello "58", che corrisponde -6dB, dovresti quindi misurare circa 1V e così via. Ciò è del tutto normale e corrisponde proprio alla curva di regolazione del volume adottata da Pioneer in molti modelli.

In ogni caso qui il punto non è tanto vedere nel dettaglio come agisce la regolazione del volume (che qui ho pubblicato solo per cura curiosità) ma piuttosto la regolazione della sensibilità degli amplificatori, che va effettuata prendendo come riferimento il livello nomine di uscita della sorgente (o, meglio ancora, il massimo livello indistorto, come già detto, cioè verificando, oscilloscopio alla mano, se il segnale in uscita dalla sorgente rimane indistorto raggiunto il volume massimo).
Avatar utente
Mau++ro
Coassiale
Messaggi: 93
Iscritto il: 16 set 2019, 17:32

Re: Il "GAIN" ed il rischio del "Clipping"

#133

Messaggio da Mau++ro »

Ottimo ora è piu chiaro, grazie. per quanto riguarda il clipping delle uscite della sorgente cè un video dove misurano che fino a 60 è indistorta, il modello è un precendente al mio ; presumo che sarà cosi anche nel mio.
Per quanto riguarda la funzione sla , che sarebbe la regolazione del volume delle sorgenti esclusa fm, nel mia caso da usb , tono 80 hz, a 60 con sla a 0 ho misurato 1v, mentre con sla +4 (max) a 60 misuro 2v. Come dovrebbe essere impostata la sla a 0 o a +4 ottenendo cosi i 2v?
Avatar utente
Etabeta
sysadmin
sysadmin
Messaggi: 1621
Iscritto il: 13 apr 2018, 17:32
Località: Torino

Re: Il "GAIN" ed il rischio del "Clipping"

#134

Messaggio da Etabeta »

Mau++ro ha scritto:
22 nov 2020, 13:17
Ottimo ora è piu chiaro, grazie. per quanto riguarda il clipping delle uscite della sorgente cè un video dove misurano che fino a 60 è indistorta, il modello è un precedente al mio ; presumo che sarà cosi anche nel mio.
Per quanto riguarda la funzione sla , che sarebbe la regolazione del volume delle sorgenti esclusa fm, nel mia caso da usb , tono 80 hz, a 60 con sla a 0 ho misurato 1v, mentre con sla +4 (max) a 60 misuro 2v. Come dovrebbe essere impostata la sla a 0 o a +4 ottenendo cosi i 2v?
Riguardo la regolazione SLA e il guadagno/attenuazione corrispondente non ho effettuato misure (nel mio caso essendo poi completamente bypassata la sezione analogica mi sono limitato alla misurazione della curva del volume allo scopo di replicarlo in digitale, non tanto di raffrontare il livello di uscita analogico),
il consiglio che ti posso dare è tenere la regolazione SLA a zero in quanto introducendo guadagno del livello (+1,2,3,4) non si fa altro che avvicinare il livello della regolazione volume per il quale l'uscita va in clipping, la regolazione SLA agisce sullo stesso identico chip di regolazione sul quale agisce la regolazione volume generale per cui è come una coperta che se tiri da una parte si scopre dall'altra... per cui se ad esempio con SLA a zero il clipping sopraggiunge a volume "62", se alzo lo SLA a +4 sicuramente il clipping arriverà con regolazione volume inferiore a "62".
In conclusione, alla fine ciò che ti coniglio di fare è effettuare la taratura della sensibilità dell'amplificatore con SLA a zero e volume al max ovvero 62 (livello di volume per il quale dovresti misurare in uscita dalla Pioneer circa 2V o poco meno).
Poi, se vuoi effettivamente verificare se e quando l'uscita della tua Pioneer va in clipping dovresti proprio dotarti di oscilloscopio (viewtopic.php?t=14914)
Rispondi

Torna a “Impariamo a misurare”