Exponentiell förstärkning. Hur?

[JimmyAndersson]

Jag har en växelspänning (ljud) som kan vara mellan 0,1 till 1Vpp (inte så noga egentligen), där jag vill kunna öka dynamiken.

Tror att det jag söker heter något istil med "exponentiell förstärkning", men jag kommer inte på hur man bygger det.
Har sökt både på internet och i forumet, men utan att hitta något schema eller andra ledtrådar.

Lösningen måste vara analog. Den bör den ha lågt egenbrus och måste klara en frekvens mellan åtminstone 200Hz - 4kHz. Lösningen får inte invertera insignalen.
Det vore en klar fördel om exponenten är justerbar.



Några idéer?

[oJsan]

Får man fråga vad det ska användas till?
Jag Googlade på "nonlinear amplifier -patent" och hittade den här sidan:
www.elec.qmul.ac.uk/dafx03/proceedings/pdfs/dafx22.pdf
Visserligen digitalt, men det bör ge några uppslag tycker jag..

[dar303]

En vanlig VCA med expo-omvandlare eller en THAT/DBX2155?

[Mindmapper]

Heter det inte "expander". Är inte hemma på sådana grejor, så jag kan inte ge några råd.

[Seven11]

expander är en annan sak, tex. "IO-expander" är när man lägger till typ 8 I/O portar via I2C eller något annat.

[Icecap]

Seven11: nu har du fel faktisk.

En expander kan även vara en grej man använder efter en compressor i ljudsammanhang för att t.ex. begränsa bandbredden i en FM-sändare.

[psynoise]

Är inte en logaritmförstärkare samma sak. Försökte ett tag att konstruera min egen dock kom jag ej så långt. Annars finns en del färdiga kretsar.

[$tiff]

Knepigt..

Kan man inte förstärka med en obiaserad bipolär transistor, den har ju exponentiell förstärkning. Frågan är om förstärkningen är "lagom exponentiell" och om man kanske behöver återkoppla (logaritmiskt?) för att få rätt/ställbar exponent på förstärkningen.

@ Seven11
Du får ju inte blanda äpplen med päron. Expander inom digitaltekniken kan vara en I/O-expander, men inom ljudindustrin är det en mojäng med bitvis olinjärt förhållande mellan in- & utsignalens amplitud, precis som compressor eller kombinationen av dessa som ibland kallas compander.

Edit: Typoteknisk miss

[barbarossa]

Sista exemplet

http://en.wikipedia.org/wiki/Operationa ... plications

Är inte en logaritmförstärkare samma sak

nej logaritm är invers av exponent.

y = e^(ln(x)) = x

[psynoise]

Har för mig att denna krets är praktisk olämplig, dock kan jag ej se eller komma ihåg vad som var felet.

Annars ger KCL och Shockley-ekvationen:
Vut = -i*R*e^(Ω*Vin)+i*R

där i är läckströmmen i backriktning genom dioden (en konstant 10^-9 till 10^-16 A) och Ω ≈ 40 V^-1 vid 25 grader.

Vid negativspänning över dioden är strömmen genom den ≈ i (läckströmmen). Frågan är om man kan parallell koppla två dioder i motsatt rikting för att få kretsen att fungera med växelspänning.

[Marta]

Det Jimmy ärute efter är med all säkerhet en audioexpander och inte någon olinjär förstärkare.

För att expandera dynamiken så skall svaga partier förstärkas svagt och starka starkare så att skillnaderna betonas. Detta görs genom att expandern varierar sin förstärkning efter signalans styrka. Inte genom att förstärka den olinjärt så att det uppkommer distortion.

Det finns/fanns sådna kretsar hos ELFA, kommer inte på någon beteckning just nu bara. Vill minnas att Signetics på sin tid gjorde något sådant, men det finns säkert andra som fortfarande tillverkas.

Annars är det "bara" att ta en VCA och lägga till en detetektor för att få en styrspänning med lämplig karaktäristik.

[psynoise]

"expandern varierar sin förstärkning efter signalans styrka"
Men då blir det ju en olinjär förstärkning. Allt som inte är gånger en kosntant är väl olinjärt?

Räknade lite till på överföringsekvationen:

Vut = i*R*e^(Vin*Ω)

Stämmer säkert inte, får kontrollräkna lite senare när jag har tid och lust.

[Marta]

En audioexpander styrs inte av momentanvärden, det är någon typ av medelvärde som bestämmer förstärkningen. En volymkontroll som styrs av signalstyrkan på ett sådant sätt att nivåförändringar blir ännu större.

[psynoise]

Philips verkar ha en ersättare till Signetics NE572: SA572.

[JimmyAndersson]

Oj vad många svar! Kul!

En expander är nästan vad jag söker. Men expansionen blir för logaritmisk så de redan starka partierna förstärks jättemycket och de lite mer "medelstarka" nivåerna får knappt någon skillnad alls.
Det går att flytta tröskelvärdet så man utnyttjar expansionskurvan bättre, men då förstärks de starkare partierna så mycket att de går sönder totalt.

Kort sagt, en expander varierar inte förstärkningen enbart efter signalens styrka, utan även efter förhållandet mellan tröskelvärde och expansions-ratio, vilket märks mest på resultatet. Det hörs tydligt att man får en logaritmisk expansion.

Lånade en bild från nätet för att visa ungefär hur expansionskurvan blir.
Bry er inte om siffrorna.



Det här schemat:


..ser lite otäckt ut pga dioden. Jag vill gärna få ut en oförstörd helvåg.



$tiff:
Frågan är om förstärkningen är "lagom exponentiell" och om man kanske behöver återkoppla (logaritmiskt?)

Hur gör man en återkoppling som fungerar logaritmiskt?


dar303:
"En vanlig VCA med expo-omvandlare eller en THAT/DBX2155?"

Hur gör man en expo-omvandlare?
Längst ner i inlägget står mitt grundproblem. Du kanske har en vanlig ljudteknik-lösning på det? Jag har inte hittat något trick som fungerat, varken i datorn eller i något rack..


I fallen med $tiff och dar303's idéer så skulle jag behöva schema eller nånting att gå på. Vanligtvis vill man ju få en linjär förstärkning, så jag har inte reflekterat så mycket över andra sätt, förrän igår kväll.


edit:
Jag har några kretsar med samma funktioner som SA572. Ska testa vilket resultat jag får med den expandern.



Mitt grundproblem är att jag har en gitarr som ger lite för liten dynamik.
Det blir nästan samma nivå om man spelar normalt som om man spelar hårt.
Jag vill inte byta pickup'erna så därför vill jag lösa det genom att öka dynamiken när gitarrsignalen nått in i mixerbordet, genom att bygga det jag söker. En sådan burk skulle man kunna ha nytta av även i andra sammanhang.