Estoy tratando de diseñar un amplificador de audio de escritorio, y me gustaría entender mejor los efectos del cambio de fase en mi salida. Estoy tratando de diseñar este amplificador para que tenga la mayor calidad posible y, según tengo entendido, el cambio de fase no se puede eliminar por completo. ¿Hay un nivel aproximado de cambio de fase que se considere "aceptable" según algún estándar? Por ejemplo, un filtro común que veo recomendado para la respuesta de fase plana es el filtro biquad, pero incluso ese tiene un cambio de fase que va como arctan (f), de modo que una frecuencia de esquina incluso a 100 kHz produce un cambio de fase significativo en la región audible . ¿Cuáles son algunas buenas topologías / técnicas para reducir el cambio de fase para un amplificador de audio?
Cambio de fase en el amplificador de audio
2 respuestas
Desafortunadamente, a menos que tenga costosos parlantes de fase lineal, altavoces planos o similares de alta calidad, la distorsión de retardo del grupo es bastante significativa, ya que distorsiona la triangulación de la fuente de sonido en un escenario.
Pero supongamos que tienes una sala anecoica con altavoces perfectos.
La respuesta de fase solo se desplaza 50% en la mitad del punto de potencia y la banda de paso debe ser 2 décadas más alta si el desplazamiento de fase es crítico, pero en ese punto la amplitud es ahora de 20 dB atenuada por orden del filtro por década. Así que nuestra percepción tiende a ignorar eso.
Mi Regla de Pulgar para la respuesta de fase es de 1.5 décadas de ancho de banda por encima del ancho de banda utilizable con un desplazamiento de fase de menos de 10 grados. Para 1 grado, como el video en color de banda base de TV, necesita al menos 2 décadas más de ancho de banda.
La respuesta LPF ideal es un retardo de grupo plano encontrado en este filtro normalizado a @ 1kHz.
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El consenso entre los investigadores que han investigado el efecto del cambio de fase no lineal en la música es que es inaudible. Sin embargo, los audífonos de orejas doradas no estarían de acuerdo, solo por principio.
Siempre es posible crear una red de todos los pasos para linealizar el cambio de fase, especialmente si es amable con el diseño del filtro y no tiene demasiada variación de retardo de grupo para comenzar.
Un filtro 'biquad' es una implementación particular, una forma de crear un filtro, no un tipo de respuesta. Puede implementar cualquiera de los tipos de respuesta con cualquiera de las funciones de filtro comunes.
Los principales tipos de respuesta son Butterworth (amplitud plana máxima), Cheby (amplitud equivalente), Bessel (retraso máximo horizontal) y retraso equivalente (que no se nombran de manera diferente). En la práctica, un filtro Cheby tiene una variación de retardo muy pequeña hasta aproximadamente el 30% de su frecuencia de esquina, por lo que puede buscar un diseño de 60 kHz para eso. Con un filtro de todos los pases, podría usar la mayor parte de la banda de paso.
El problema con los filtros de fase lineal es la caída de la banda de paso, -3dB a la frecuencia de "corte", aunque si su sistema incluye procesamiento digital, una pequeña elevación programada en el DAC compensaría muy bien eso.
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