Опрокидывание фазы: опрокидывание фазы | это… Что такое опрокидывание фазы?

Что такое феррорезонанс напряжений и когда он происходит?

Дата Автор ElectricianКомментироватьПросмотров: 2 861

Давайте рассмотрим последовательное соединение катушки со стальным сердечником и конденсатора. Напряжение на индуктивности UL опережает ток I на 900, а напряжение на емкости UC отстает на 900. Приложенное напряжение U = UL + UC. Поскольку векторы UL и UC имеют противоположные направления, то U = |UL — UC|.

Зависимость напряжения на катушке от тока определяется кривой UL(I) (рисунок 2).

Если напряжения между обкладками конденсатора UC при разных токах откладывать на том же графике, то зависимость UС(I) определится наклонной прямой линией, проходящей
через начало координат. Величину емкости C всегда можно подобрать такой, чтобы прямая пересекала кривую UL(I). Разность ординат кривой UL(I) и прямой UС(I) в итоге дает кривую U/(I), ординаты которой определяют значения приложенного
напряжения при разных значениях тока. Точка пересечения кривой U/(I) с осью абсцисс (ток I0) соответствует резонансу напряжений (UL = UС).

В данном случае, как и в некоторых линейных цепях, резонанс напряжения достигается путем изменения индуктивности, однако в отличии от линейных цепей данное изменение происходит независимо от тока в цепи, а как следствие зависимости эквивалентной индуктивности катушки со сталью Lэ = (UL / ωI) (рисунок 2). Так как действующее значение напряжения U является существенно положительной величиной, то кривая U(I) совпадает с кривой U/(I) только при I < I0. При I > I0 кривая U(I) представляет собой зеркальное отражение кривой U/(I).

Область характеристики вблизи точки I0 носит чисто теоретический характер. Практически из-за потерь в стали и в сопротивлении катушки, а особенно из-за искажения кривой тока т напряжения, кривая U(I) имеет несколько иной вид (рисунок 3).

Если цепь питается от источника напряжения, то в таком случае при изменении напряжения возможны скачкообразные изменения тока. При изменении U от нуля до U1 (рисунок 3), ток по фазе отстает от напряжения, а его изменение по участку характеристики O-1. В точке 1
происходит скачок, при котором ток возрастает до величины I2,
соответствующей точке 2, где по фазе ток уже опережает напряжение
(опрокидывание фазы). Дальнейший рост напряжения приводит к плавному увеличению тока. Уменьшение напряжения до величины U3 снова вызовет скачок тока, соответствующий переходу характеристики из точки 4 в точку 5.

Угол сдвига фаз между первыми гармониками  напряжения и тока в точках 1 и 5 носит индуктивный характер, в точках 2 и 3 – емкостной, а в точке 4 он близок к нулю.

График изменения тока I и напряжений UL и UC в зависимости от общего напряжения U показан на рисунке 4. На участке U1 > U > U3 значения I, UL и UC различны в зависимости от того, происходит ли увеличение напряжения от величины U3 или уменьшение от величины U1.

Некоторому значению напряжения источника U2 на характеристике U(I) соответствует три значения тока Ia, Ib и Ic (рисунок 3). Точке а соответствует ток, получающийся в цепи при повышении напряжения от величины, меньшей чем U3, до значения U2. Точке с соответствует ток, получающийся при снижении напряжения от величины, большей чем U1, до значения U2. Точка b, лежащая в промежутке между точками скачкообразного изменения тока (точки 1 и 4), не может быть достигнута при питании цепи от источника напряжения.

Получение характеристики U(I) при всех значениях тока возможно лишь путем питания цепи не от источника заданного напряжения, а от источника заданного тока. Например, если с источником напряжения последовательно включить переменное сопротивление, падение напряжения на котором намного превышает значения ULи UC, то изменяя его значения можно задавать любое значение тока I. Таким образом,
изменяя плавно ток, можно снять всю кривую U(I).

Если сравнить кривые UL(U) и UC(U), показанные на рисунке 4, то можно заметить, что при U > U1 наклон кривой UL(U) намного меньше, чем наклон кривой UC(U). Малый наклон характеристики UL(U) в области больших насыщений стали позволяет создать феррорезонансные стабилизаторы напряжения.

Posted in Основы электричества

причины, виды, борьба с резонансом, природа возникновения

Пример HTML-страницы

Главными факторами, вызывающими феррорезонансные явления в электросетях, являются ёмкостные и индуктивные элементы, способные образовывать колебательные контуры в моменты переключений. Особенно заметно данный эффект проявляется в силовых трансформаторах, линейных вольтодобавочных трансформаторах, трансформаторах напряжения, шунтирующих контурах и в подобном оборудовании, оснащённом массивной обмоткой.

Содержание

  1. Виды и возникновение резонанса
  2. Причины возникновения резонансных явлений
  3. Последствия и борьба с резонансными явлениями

Виды и возникновение резонанса

Всего выделяют два различных типа таких явлений: резонанс напряжений и токов.

Первые обычно проявляются в контурах, использующих последовательное соединение реактивных элементов. Резонанс токов, в свою очередь, характерен для систем с параллельным соединением ёмкостного и индуктивного элемента. Подобных цепей (LC-контуров) в каждой электрической сети огромное множество, поэтому и переходные процессы для каждой отдельной сети при аварийных и плановых отключениях носят индивидуальный и весьма сложный смешанный характер.

Феррорезонанс возникает при наличии в сети индуктивности, характеризующуюся нелинейной вольт-амперной характеристикой.

Данной особенностью обладают катушки индуктивности, сердечник которых выполнен из ферромагнитного материала. В частности, это относится к широко распространённым сейчас трансформаторам напряжения серии НКФ. Такой негативный эффект обусловлен малой величиной индуктивного и омического сопротивления относительно реакторов и силовых трансформаторов.

Причины возникновения резонансных явлений

При подключении трансформаторов напряжения, в сети образуются последовательно соединённые LC-цепочки, представляющие собой резонансный контур. В таком сочетании, когда индуктивный элемент с нелинейной вольт-амперной характеристикой подключается последовательно к ёмкостному элементу, напряжение на данном участке цепи можно охарактеризовать как активно-индуктивное.

Такое положение дел обусловлено тем, что в индуктивных компонентах амплитуда напряжения опережает амплитуду тока на угол в 90 градусов, в то время как в ёмкостных компонентах, напротив, отстаёт на 90 градусов от тока.

По истечении некоторого промежутка времени напряжение на индуктивном компоненте достигает пикового значения, магнитопровод насыщается, в то же время на ёмкостном компоненте напряжение продолжает возрастать. Резонанс напряжений наступает в тот момент, когда напряжение на индуктивности равно таковому на ёмкостном компоненте.

Дальнейшее увеличение приложенного к контуру напряжения приводит к изменению его характера на активно-ёмкостной.

Явление быстрого перехода активно-индуктивного типа приложенного напряжения в активно-ёмкостной получило название «опрокидывание фазы». Данный эффект положен в основу работы ряда специальных электронных приборов, но в то же время незапланированное возникновение подобных процессов в сетях таит в себе опасность для электрического оборудования.

Резонанс токов может вызывать те же последствия, что и резонанс напряжений, только он возникает в цепях, в которых LC-цепочки соединены параллельно.

Интересное видео о феррорезонансе в электросетях:

Последствия и борьба с резонансными явлениями

На силовых трансформаторах с рабочим напряжением 220 кВ в результате резонанса напряжение может скачкообразно увеличиться до 300 кВ, а ток мгновенно поднимается до такой силы, при которой обмотки разрушаются в результате теплового воздействия (электродинамический удар).

Чтобы подобных явлений не возникало, в программах переключений обычно планируют специальные операции, исключающие протекание процессов резонанса, а в систему шин нередко специально устанавливают элементы, сопротивление которых призвано бороться с явлением резонанса.

Понимание обратной фазы — Руководство музыкального продюсера (2020)

Раскрытие информации : Мы можем получать комиссионные, когда вы переходите по нашим ссылкам и совершаете покупки. Ознакомьтесь с нашим полным раскрытием сведений об аффилированных лицах здесь .

  • Узнайте, что такое реверс фаз и когда он применим
  • Узнайте, как это может повлиять на ваши миксы
  • Узнайте, как изменение фазы дорожки влияет на ее звучание

Что такое Фаза?

Фаза, или, точнее, «в фазе», является важной частью аудиотехники, которая, хотя и важна, часто упускается из виду.

Начинающие инженеры часто обнаруживают, что сигналы их микрофонов «не совпадают по фазе», что в значительной степени ухудшает качество звука их записей.

Проще говоря, фаза относится к ситуации записи, когда записываются несколько микрофонов или источников звука, а также к положению формы волны каждого источника.

Как вы увидите при записи в DAW, каждая дорожка показывает визуальное представление волны. Они могут различаться по внешнему виду в зависимости от того, что вы записываете, но по существу звук распространяется в виде волны с положительными и отрицательными колебаниями, где каждое полное колебание представляет собой цикл.

Автор: swphonetics.com

На самом деле нам не нужно слишком углубляться в теорию волн, но важно понимать в общих чертах, как колебания волн могут влиять друг на друга.

Если мы посмотрим на пример ниже, то увидим, что два идентичных трека малого барабана воспроизводят один и тот же удар малого барабана.

Как вы можете видеть выше, обе формы сигнала идеально совпадают, что означает, что они находятся «в фазе» друг с другом. первый.

Это просто дублированный образец малого барабана, но давайте представим, что верхняя дорожка (синяя) — это микрофон наверху малого барабана, а нижняя дорожка (зеленая) — это микрофон под малым барабаном. В этом случае нам нужно убедиться, что оба микрофона находятся в фазе друг с другом или как можно ближе к ней.

Что такое фазовые проблемы?

В приведенных выше примерах формы волны были вручную смещены по фазе, однако в сценарии записи может произойти аналогичный эффект в зависимости от того, где расположены ваши микрофоны — перемещение микрофона к источнику звука или от него приведет к волна попадает в микрофон (и, следовательно, записывает) в другой момент колебания.

Это может вызвать определенные проблемы при использовании нескольких микрофонов, чаще всего на ударной установке. Однако могут возникнуть проблемы с другими инструментами, такими как запись гитарного усилителя с двумя микрофонами (распространенный метод заключается в использовании конденсаторного и динамического микрофона, что может еще больше усложнить точное определение того, в какой точке волна ударит по каждому микрофону).

Проблема с несколькими источниками, находящимися не в фазе друг с другом, заключается в том, что это может повлиять на восприятие звука.

Как правило, источники звука, которые находятся не в фазе, приводят к отсутствию низких частот, однако в более крайних случаях звук может казаться жестяным и неприятным, а если полностью не в фазе, то вы обнаружите, что источники полностью компенсируются, и вы вообще ничего не услышите из-за того, что колебания происходят одновременно в точно противоположных точках.

Если бы нам нужно было присвоить амплитуде сигнала числовое значение, скажем, +5 в самой высокой точке цикла и -5 в самой низкой точке. Если один микрофон поместить в точку +5, а другой в -5, мы получим амплитуду (или громкость) 0.

Это отличный пример того, почему в сценарии записи действительно стоит взять дополнительное время при настройке микрофонов и проверке звука, чтобы проверить фазу ваших источников звука.

Чем ближе вы к фазе, тем качественнее будут ваши записи и тем легче вам будет микшировать!

Как проверить фазу и устранить проблемы с фазой

Может потребоваться некоторое время, чтобы приучить свой слух улавливать тонкие проблемы с фазой.

Если вы записываете с помощью нескольких микрофонов, попробуйте солировать каждый записывающий канал, чтобы убедиться, что вы получаете чистый сигнал. микрофоны не в фазе.

Один из способов решить эту проблему с фазой — просто попробовать переместить микрофоны, однако это может занять много времени, особенно если вы одинокий звукоинженер, так как вам придется бегать туда-сюда из концертной комнаты, пока вы не получить хороший звук.

К счастью, многие консоли, интерфейсы и DAW имеют встроенную кнопку реверса фазы.

Даже если вы чувствуете, что у вас хороший звук, всегда стоит щелкнуть кнопку инверсии фазы и сравнить их — используйте свои уши, чтобы оценить, какая конфигурация звучит лучше, и вы быстро уловите небольшие различия, которые могут иметь место. большое влияние на ваш микс.

Что такое реверс фазы?

Кнопка реверса фазы фактически переворачивает сигнал с ног на голову. Положительные колебания теперь отрицательные и наоборот. Это быстрый и простой способ проверить фазу ваших микрофонов, а часто и простое решение проблемы с фазой.

Обычно кнопка реверса фазы выглядит как круг с перечеркнутой линией, в некоторых DAW, таких как Logic, вы найдете эту опцию в определенных плагинах, таких как плагин усиления.

Теперь это не так. определенное решение для ваших проблем с фазой, но это отличная отправная точка, если вы все еще испытываете проблемы, возможно, вам нужно переместить микрофоны, чтобы найти золотую середину.

Фаза исправления в миксе

Существуют определенные проблемы, которые могут быть исправлены на этапе микширования, например, если певец слегка расстроен, его можно тщательно настроить автонастройкой, и он по-прежнему будет звучать естественно.

Если ваши записи не совпадают по фазе, вы мало что можете сделать. Если вы записали два микрофона на одну стереодорожку, вы не сможете применить инверсию фазы, не влияя на них обоих, что не будет иметь никакого значения.

Характерно, что в противофазном звуке отсутствуют низкие частоты. Можно утверждать, что усиление нижних частот может исправить это, однако добиться естественного, а иногда и приятного звучания будет сложно.

Если вы записываете стерео, т.е. два верхних микрофона, затем панорамирование одного левого и одного правого может в некоторой степени исправить проблемы с фазой, хотя опять же не окончательное решение.

Еще один способ решить проблемы с фазой — увеличить масштаб ваших сигналов и вручную сдвигать один из них до тех пор, пока они оба не выровняются. На самом деле это довольно распространенная практика, особенно при записи бас-гитары с цифровым входом и микрофоном.

В этом случае, несмотря на запись одного и того же пассажа, сигнал DI может достигать DAW немного позже, чем микрофон, и наоборот. Это стоит проверить, так как вы рискуете потерять часть низких частот баса.

Существуют плагины, которые могут быть очень полезными, когда речь идет о выравнивании фазы, например Auto-Align от Soundradix, который может помочь подтолкнуть ваши сигналы к фазовой когерентности.

Вот подборка дешевых и эффективных плагинов Auto Align на PluginBoutique.

Балансные кабели

Есть случаи, когда фаза может быть использована в наших интересах.

Если вы когда-либо видели в продаже симметричные кабели и задавались вопросом, что они делают, то вы знаете, что в них используется инверсия фазы для снижения избыточного шума.

Когда вы подключаете сбалансированный провод, сигнал сразу же разделяется на два, при этом один сигнал инвертируется по фазе.

Поскольку сигнал с самого начала полностью совпадает по фазе, изменение его направления приводит к тишине из-за того, что два сигнала компенсируют друг друга, и, таким образом, устраняется любой нежелательный фон или шум, которые могут передаваться по кабелю.

Так что, если вы когда-нибудь ищете тихие кабели, стоит потратить немного больше на балансные. Мы рекомендуем следующее…

Сбалансированные провода ¼ дюйма

VisioSound 2 x 1/4 «стерео разъем TRS / соединительный аудиокабель со сбалансированным сигналом / 2 шт. в упаковке 20 футов…

Сбалансированные микрофонные провода

VisioSound Штыревой XLR-кабель для микрофона/Сбалансированный микрофон/Микрофонный соединительный кабель / 7 цветов 20 футов Белый

  • Штекерный XLR-гнездовой XLR
  • Балансный микрофонный кабель
  • Идеально подходит для использования с микрофонами, активными динамиками, студийными и сценическими приложениями и DMX цепи освещения
  • Длина: 1,6 / 3 / 6 / 10 / 20 / 30 / 50 / 65 футов
  • Ограниченная пожизненная гарантия

Это просто фаза?

При планировании сессий записи обязательно подумайте о фазе ваших микрофонов или записываемых сигналов.

Это должно стать одной из первых вещей, которые вы проверяете в своем рабочем процессе, чтобы обеспечить высокое качество записи и убедиться, что вы не столкнетесь с дальнейшими проблемами, когда достигнете стадии микширования.

Посмотрите наше видео ниже, чтобы узнать, насколько большой может быть разница при реверсировании фазы сигнала!

Последнее обновление от 11 января 2023 г. / Партнерские ссылки / Изображения из Amazon Product Advertising API

Смена фазы: творческое использование смены полярности Джон Клепко | Tape Op Magazine

Инверсия полярности, будь то через консоль, микрофонный предусилитель или подключаемый модуль, — это не просто способ проверки соотношения фаз между двумя источниками. Это также может быть полезным инструментом в студии. Мониторинг в наушниках и отдельные будки для записи — два типа вынужденного уединения при записи музыки. Они часто противоречат идеализированному представлению о том, что музыканты могут лучше играть вместе, если непосредственно видят/слышат друг друга (и свой собственный звук), естественно, находясь в одной комнате. Скомпрометированный выбор расположения микрофона и музыканта часто делается для достижения работоспособного разделения дорожек. Решение для уменьшения нежелательных утечек можно найти в изменении полярности. Вот две разные ситуации для рассмотрения:

Во-первых, это запись всей группы в одной комнате с гитаристом, играющим через открытый усилитель. Динамический громкоговоритель типичного усилителя по своей сути представляет собой «дипольный излучатель». Это означает, что передняя и задняя часть динамика одновременно выводят сигнал с противоположной полярностью. Если, например, передняя сторона производит движение вперед — одновременно с точки зрения задней части динамик также производит такое же движение в противоположном или обратном направлении. С гитарным усилителем с открытым корпусом (например, Fender Twin) вы можете использовать этот физический факт в своих интересах, разместив два микрофона — один спереди и один сзади, причем последний имеет инвертированную полярность (на консоли).

Думайте об этом так, как если бы передняя сторона была положительной, а обратная — отрицательной, и если сделать отрицательную сторону отрицательной (т. е. минус 180°), она становится положительной, так что обе стороны конструктивно объединяются. Это чем-то похоже на распространенную идею использования двух микрофонов (верхнего и нижнего) для записи малого барабана. Ситуация противоположной полярности возникает, когда каждый удар барабанной палочки приводит к тому, что пластики барабанов отодвигаются от верхнего микрофона, а также движутся к нижнему микрофону. С гитарным усилителем выходной сигнал громкоговорителя фактически будет усилен комбинацией обоих микрофонов. Что касается источников звука других инструментов, расположите их так, чтобы они были по бокам и как можно равноудалены от переднего и заднего микрофонов. Вы можете думать об этом как о большой, вывернутой наизнанку полярной диаграмме в виде восьмерки, где звуки, поступающие из любой точки вдоль боковой оси двух микрофонов (или усилителя), достигают обоих микрофонов относительно синхронно, а затем подавляются через противоположные полярности сигнала микрофона — и звук усилителя между двумя микрофонами — это то, что в основном остается.

Не ожидайте полного подавления — но если оба микрофона и другие источники звука будут размещены, как описано выше, будет значительно уменьшено просачивание средних и низких частот при одновременном усилении предполагаемого сигнала усилителя. Здесь лучше всего использовать кардиоидные микрофоны одной модели и обрабатывать их (эквалайзер, компрессия) одинаково. Кроме того, держите их панорамированными в одном и том же месте, иначе два сигнала будут разделены и не будут объединены должным образом.

Эта же идея может работать и с акустическим роялем — разместить один микрофон (или стереопару) над декой, а другой (или два) на равном расстоянии с противоположной стороны деки под фортепиано. Хотя дека фортепиано не имеет такой упорядоченной дипольной диаграммы направленности, как барабан или громкоговоритель, результатом является довольно хорошее подавление низкочастотной утечки ниже 400 Гц от других инструментов в комнате. Это отклонение от оси в сочетании с усилением звука фортепиано обеспечивает лучшую изоляцию. Я эффективно использовал эту идею с близко расположенными джазовыми группами, сосредоточенными вокруг фортепиано.

Вторая ситуация связана с записью хора (или, менее формально, любой группы певцов). Проблемы возникают, когда вы пытаетесь настроить наушники для всех — даже если у вас достаточно комплектов, они не всегда являются идентичными моделями, что приводит к несоответствию уровней. Кроме того, есть удушающий беспорядок из такого количества наушников и связанных с ними кабелей, упакованных близко друг к другу, как может быть хор. Для певцов было бы гораздо более естественно слышать друг друга (без наушников) и сливаться как единое целое, если бы они могли контролировать минусовки, воспроизводимые через громкоговорители. В то же время довольно распространенной практикой в ​​студии является запись второго прохода для дублирования хора, благодаря чему группа звучит крупнее, полнее и более хорово. Следующая идея с изменением полярности решает проблему мониторинга, одновременно позволяя добавить двойной дубль.

Во время записи первого удачного прохода убедитесь, что все довольны настройкой мониторинга (т. е. уровнями, балансом, положением). Вы можете включать мониторы так громко, как хотите, и размещать их где угодно. Как только вы найдете оптимальную настройку, ничего не меняйте в ней, пока вы переходите к записи второго прохода удвоения. Затем просто поменяйте полярность каждого микрофонного сигнала из второго прохода.

Объединенные хоровые голоса теперь являются остаточным звуком, остающимся после вычитания одного и взятия из другого. Что общего, так это утечка монитора в микрофоны, которая компенсируется, когда вы меняете полярность микрофонных сигналов со второго дубля. В первый раз, когда я попробовал это — хотя я знал, что в теории это имеет смысл — это было похоже на волшебство, когда я нажимал кнопки смены полярности, и звук монитора практически исчезал. В музыкальном плане они могут петь одни и те же партии, но акустически фаза, тайминг и волновые формы слишком разные, чтобы их можно было деструктивно комбинировать, когда вы меняете полярность. Воспроизведение на мониторе фоновой дорожки практически идентично в обоих дублях.

Все в тракте аудиосигнала обоих дублей должно быть идентичным (т. е. позиции мониторов и уровни воспроизведения, позиции и уровни микрофонов, эквалайзер и т. д.). Если вам нужно сжать, лучше свести все треки хора вместе к компрессору в миксдауне, иначе два отдельных дубля будут запускать компрессор по-разному, и утечка затем будет модулировать вход и выход в соответствии с настройками атаки/восстановления.


Опубликовано

в

от

Метки:

Комментарии

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *