Clippen, het hoe en waarom
(46 reacties. Pagina 1 van 5)Moderator(s): Dré
| DréAdministrator Uit: Nederland Sinds: 17-11-2001 Laatste: 15-5-2024 Berichten: 13458 | 11-8-2002 20:43 |
| Tijd voor een nieuw stukje techtalk... Vandaag dus over clippen. Dit naar aanleiding van een discussie op het JenH forum. Clippen: Wat is het en waarom willen we het niet (of juist wel) hebben. Laat ik beginnen met een mythe: In een goede versterker zal clippen NIET tot DC leiden. Weliswaar zullen de toppen van het signaal er zeer bot afgekapt worden MAAR dit gebeurt aan beide zijden waardoor het resultaat nog steeds GEEN DC component zal hebben. Als het signaal, bijvoorbeeld doordat de duur van het signaal kort is t.o.v. de frequentie, a-symmetrisch geclipped zou KUNNEN worden dan is er altijd nog de DC beveiliging van de versterker (die vaak al bij een paar volt de uitgang van de versterker af zal koppelen). En, even voor de goede orde: Zeg dat we het over 3V hebben dan is de extra energie die de speaker te verstouwen krijgt ongeveer 1.5W (voordat de DC beveiliging van de versterker de uitgang simpelweg afschakelt). Maar waarom gaan de speakers stuk dan? Vaak is het antwoord dan mythe nummer 2 die we zullen proberen te ontzenuwen. "Dit komt doordat er harmonische toegevoegd worden waardoor er meer vermogen naar je tweeter gaat". Hoewel het ZEKER zo is dat er meer harmonischen worden toegevoegd wordt de bijdrage van deze harmonischen ZWAAR overschat. Als we naar het "debielste" clip geval kijken (een pure blokgolf) dan zien we dat, bijvoorbeeld, bij een 100Hz blokgolf, de derde harmonische (300Hz) op -10dB van de grondtoon zit, de 5e harmonische (500Hz) op -14dB, de 7e harmonische op -17dB enz enz enz. En laten we wel wezen... Bij die 7e harmonische hebben we het dus nog steeds maar over 700Hz in dit geval. Waarom noem ik de 100Hz als voorbeeld? Omdat statistische analyse heeft aangetoond dat bij de meeste (POP) muziek de meeste energie zit rond de 100Hz. Boven de 100Hz valt het spectrum met 3dB/oktaaf af, onder de 100Hz ook met 3dB/oktaaf. Als dan de toevoeging van harmonischen NIET de grootste oorzaak ik van het opblazen van (vooral) HF drivers, wat dan wel? Zoals je hierboven hebt kunnen zien is niet elke frequentie even luid vertegenwoordigd in een stukje muziek. Als een versterker dus in de clip gedraaid wordt zullen de frequenties rond de 100Hz als eerste begrensd worden (ze kunnen niet harder van volledig in de clip). De hogere frequenties zijn echter een flink stug lager in amplitude aanwezig in het signaal en kunnen dus WEL flink verder toenemen in niveau. En DAT zorgt er dus voor dat de HF driver de geest kan geven als je een systeem zwaar in de clip draait. Daarnaast is het belangrijk te begrijpen dat audio GEEN continue stabiele sinus is (gelukkig niet zeg). Het is een continu varieerend signaal met luide en zachte stukken. Het gemiddelde hiervan (de "average" power) is wat belangrijk is voor de spreekspoel van de luidspreker; het gemiddelde is immers wat bepaalt hoe warm de spreekspoel wordt. Hoe meer je een signaal clipt, hoe meer je de pieken weghaalt EN hoe lager dus de dynamiek wordt EN hoe hoger dus het gemiddelde vermogen wordt. Dit wordt, met een mooi woord, wel eens "clipping induced compression" genoemd. Als een systeem dus in de clip draait hebben we EN te maken met het feit dat de gemiddelde waarde van de hogere tonen verder toe kan nemen dan die van de lagere tonen (vanwege hun verhouding in amplitude) EN te maken met het feit dat de dynamiek van de muziek verminderd wordt waardoor dus het gemiddelde vermogen dat de speaker toegevoerd krijgt dus zal stijgen. Een individuele speaker (kan onderdeel van een meerweg systeem zijn maar hoeft NIET) maalt immers maar om TWEE dingen: 1. Kan ik de gevraagde arbeid verrichten zonder daarbij meer te bewegen dan mogelijk is. 2. Kan ik de gevraagde arbeid verrichten zonder daarbij warmer te worden dan toegestaan is. De speaker zelf maalt dus NIET of het signaal geclipped is, of het van de Spice Girls komt of van Paverotti! De speaker maalt alleen maar om 1 en 2. En clippen kan ervoor zorgen dat 2 (en in zekere mate ook 1) overschreden wordt vanwege de eerder genoemde bijwerkingen. Is clippen daarom fout? Als je naar de gemiddelde R&B CD kijkt dan zul je zien dat die krengen vaak al op de CD zo'n 3-6dB in de clip zijn opgenomen. Als clippen dus per definitie fout zou zijn dan zou elke luidspreker in Nederland, waar ooit zo'n R&B nummer uit te horen is geweest, nu defect moeten zijn. Nee dus, clippen is op zich NIET fout MITS (en dat is een HELE GROTE M I T S ) je precies weet wat je doet. Zelf draai ik bijvoorbeeld m'n subs 3dB in de clip (ingesteld op de processor) omdat dit mij bijna de helft aan kasten scheelt. WEL let ik hierbij op het gemiddelde vermogen dat de speaker krijgt toegevoerd (regel 2) EN op de excursie die de speaker moet maken (regel 1). Doordat aan deze regels voldaan worden zal het systeem NIET defect raken (en dat is het dus ook niet geraakt over de afgelopen 5 jaar). Kun je echter deze zekerheid NIET geven (bijvoorbeeld doordat je geen processor systeem hebt OF niet genoeg info over de speaker in kwestie hebt) dan kun je beter je systeem vrij van clippen houden. Better safe than sorry. Zie ook RaneNote 128. | |
| -- Pardon my French, I'm Dutch -- | |
| WarpheadStandaard Lid Uit: Nederland Sinds: 10-3-2002 Laatste: 20-3-2003 Berichten: 7 | 11-8-2002 22:20 |
Da's duidelijk...knap gedaan dré!  | |
| DJ ArdoStandaard Lid Uit: Nederland Sinds: 17-11-2001 Laatste: 31-10-2022 Berichten: 68 | 12-8-2002 09:45 |
| Wow, mooi verhaal! Dit is er eentje om te bewaren. Toch nog een vraagje: Bij hoeveel dB clip begint de vervorming hoorbaar te worden? | |
| DréAdministrator Uit: Nederland Sinds: 17-11-2001 Laatste: 15-5-2024 Berichten: 13458 | 12-8-2002 10:46 |
DJ Ardo schreef: Wow, mooi verhaal! Dit is er eentje om te bewaren.Toch nog een vraagje: Bij hoeveel dB clip begint de vervorming hoorbaar te worden? Je kunt dit zelf testen met bijvoorbeeld Cool Edit. DAE een (paar) liedje(s) naar je computer, laat ze een aantal dB clippen in Cool Edit (amplify), verzwak ze daarna weer hetzelfde aantal dB's en vergelijk dit met het origineel. Je kunt dan, voor het eerlijk vergelijken, bijvoorbeeld de ABX software van Arny gebruiken: www.pcabx.com | |
| -- Pardon my French, I'm Dutch -- | |
| BasStandaard Lid Uit: Nederland Sinds: 12-8-2002 Laatste: 18-8-2003 Berichten: 4 | 12-8-2002 17:11 |
Hallo Dré, gaan we dan hier verder?  Ik vond het al jammer dat het onderwerp bij J&H werd afgesloten, het begon net leuk te worden. vraagje: Hoe ontstaan deze harmonischen? | |
| DréAdministrator Uit: Nederland Sinds: 17-11-2001 Laatste: 15-5-2024 Berichten: 13458 | 12-8-2002 19:03 |
2 x bewerkt. Laatst door Dré op 12-8-2002 19:03 bas schreef: Hallo Dré, gaan we dan hier verder? Ik vond het al jammer dat het onderwerp bij J&H werd afgesloten, het begon net leuk te worden. vraagje: Hoe ontstaan deze harmonischen? Wel grappig... Je hakt een stuk van het signaal af en daarvoor in de plaats krijg je andere frequentie-componenten ;-) Met Fourier is dit mooi aan te tonen, in ASCII is het een peut moeilijker. Ik heb het geprobeerd maar moet zeggen dat de bovenstaande paragraaf er niet echt "techie" uitziet. Welkom nog, Bas ;-) | |
| -- Pardon my French, I'm Dutch -- | |
| BasStandaard Lid Uit: Nederland Sinds: 12-8-2002 Laatste: 18-8-2003 Berichten: 4 | 13-8-2002 20:15 |
1 x bewerkt. Laatst door Bas op 13-8-2002 20:18 Okee, in die richting dacht ik al, maar ik denk dat het te diep gaat om de preciezere achtergrond van dit verschijnsel hier uit de doeken te doen?Nog maar een vraagje: Je subs bewust van een geclipt signaal voorzien: Hoe valt te berekenen waneer en tot welk niveau dit mogelijk is? | |
| DréAdministrator Uit: Nederland Sinds: 17-11-2001 Laatste: 15-5-2024 Berichten: 13458 | 14-8-2002 00:07 |
bas schreef: Okee, in die richting dacht ik al, maar ik denk dat het te diep gaat om de preciezere achtergrond van dit verschijnsel hier uit de doeken te doen?Nog maar een vraagje: Je subs bewust van een geclipt signaal voorzien: Hoe valt te berekenen waneer en tot welk niveau dit mogelijk is? OOK in de gaten houden hoe je specifieke versterker clipt. "Clamping" (het kortstondig blijven plakken OF "jitteren" aan de voedingsspanning) is niet bevorderlijk. En natuurlijk de X_max in de gaten houden. Waarom clippen? De kleuring geeft dat beetje extra "ooomph" (en voordat ik de deur openzet... Als ik 3dB gas terugdraai is m'n systeem NEUTRAAL, in tegenstelling tot sommige andere ontwerpen... ;-) EN door de 3dB reductie in dynamiek kun je met half het versterkervermogen toe (in mijn geval dus "slechts" 4.4kW op subs voor een enkele set oftewel 1100W per 800W subje (1600-2000W was immers mooier geweest)). | |
| -- Pardon my French, I'm Dutch -- | |
| BasStandaard Lid Uit: Nederland Sinds: 12-8-2002 Laatste: 18-8-2003 Berichten: 4 | 18-8-2002 13:23 |
| Okee, maar dan zal ik toch wat metingen moeten doen. Ik neem aan dat de AC functie van een multimeter niet voldoet, deze geven de effectieve waarde gebaseerd op een sinusvormige spanning, is het niet? Dus ga ik een scoop nodig hebben? (Mocht ik dit eens uit willen zoeken). | |
| DréAdministrator Uit: Nederland Sinds: 17-11-2001 Laatste: 15-5-2024 Berichten: 13458 | 18-8-2002 16:42 |
bas schreef: Okee, maar dan zal ik toch wat metingen moeten doen.Ik neem aan dat de AC functie van een multimeter niet voldoet, deze geven de effectieve waarde gebaseerd op een sinusvormige spanning, is het niet? Dus ga ik een scoop nodig hebben? (Mocht ik dit eens uit willen zoeken). Maar een behoorlijk goede analyser heb je VLAK bij je. Kijk eens onder het bureau? Daar staat waarschijnlijk een computer met een geluidskaart. Via een weerstandsdelertje (zeg 100:1 oftwel 100k in serie met de output van de versterker, 1k parallel aan de input van de geluidskaart) kun je dan prachtig mooi het signaal analyseren. Je kunt het openemen (met bijvoorbeeld Cool Edit), analyseren op RMS (spannings) waarde en er zelfs een FFT op los laten (spectrum analyser). Mogelijkheden te over ;-) | |
| -- Pardon my French, I'm Dutch -- |