Содержание

Фаза и нуль в электрике: что значит

В каждом современном доме есть электричество, благодаря которому работают розетки, лампочки и многие другие виды электрооборудования. Включая свет в комнате, пылесос в розетку или заряжая смартфон, мало кто задумывается, как же этот свет и зарядка в гаджете появляются. Что становится причиной работы лампочки и гула пылесоса? Вопросов, если подумать, много, но ответ один — электроэнергия

Фаза и нуль в электрике

Электроэнергия появляется в результате упорядоченного движения заряженных частиц в проводах — электронов. Рождаются эти электроны в огромных электростанциях — таких как, например, Волгоградская ГРЭС (гидроэлектростанция), Нововоронежская АЭС (атомная электростанция) и многих других в нашей стране. Далее по очень толстым проводам эта энергия передается на промежуточные подстанции (как правило, такие стоят по периферии городов), а от них — до местных КТП (комплектная трансформаторная подстанция), которые есть почти в каждом дворе.

Линия электропередач

Уровни напряжения в таких сетях варьируются от 750000 вольт до 380 вольт в конечной КТП. И именно последние делают так, что в розетке обычного дома появляется 220В. Казалось бы, все просто, но! В розетке находятся два провода. И из уроков физики каждый знает, что в электрике есть «фаза» и «нуль». Эти два слова дают нам свет, тепло, воду, газ и многое другое, чем мы пользуемся каждый день. Теперь по-порядку.

КТП

Фаза и нуль: понятия и отличие

Существует такое понятие, как напряжение. Это слово означает степень напряженности электрического поля в данной точке или цепи. Иначе его называют потенциалом. Если очень простыми словами, то это некий поршень, что дает толчок для электронов, чтобы они прошли по проводам и зажгли лампочку в люстре.

В общей цепи (фаза ноль), той, что приходит на люстру или розетку, есть два провода. Один из них и есть фаза. Именно этот провод находится под напряжением. Фаза в электротехнике сравнима с плюсом в автомобиле — это основное питание для сети.

Фаза, ноль, земля в розетке

Нуль — это провод, который не находится под напряжением (это именно то, чем отличается ноль от фазы). Он не перегружен в процессе отбора мощности, но, тем не менее, по нему так же течет электрический ток, только в направлении, обратном фазному. В отсутствии напряжения он является безопасным в плане поражения человека электротоком.

Зачем нужен ноль в электричестве

Нуль замыкает электрическую цепь. Без этого провода в цепи не может быть электрического тока, который и дает мощность для питания бытовых приборов. По сути, нулевой провод — это земля.

Откуда берется ноль в электросети

Начало свое нуль берет от комплектной трансформаторной подстанции 6(10)/0,4 кВ, где трансформатор своей нулевой шиной соединен с контуром заземления. Изначально именно земля является проводником с нулевым потенциалом, и именно поэтому многие путают нуль с землей. ВЛ (воздушная линия электропередачи), выходя из КТП, имеет 4 провода — 3 фазы и нуль, который в начале линии соединен с нулем трансформатора. На протяжении воздушной линии через одну опору производится повторное заземление, которое дополнительно связывает нуль линии с землей, что дает более полноценную связь цепи «фаза — нуль» для того, чтобы у конечного потребителя в розетке было не менее 220В.

Фаза, ноль и земля в проводе

Зачем нужен нуль

Основное назначение нулевого провода — замыкание цепи для создания электрического тока для работы любого электроприбора. Ведь для того, чтобы ток появился, необходима разность потенциалов между двумя проводами. Нуль потому так и называется, что потенциал на нем равен нулю. Отсюда и уровень напряжения 220В — 230В.

Как найти нуль и фазу

В домашних условиях, даже не имея специальных приборов и приспособлений, возможно определить в обычной розетке, какой из двух проводов является фазой, а какой нулем. В этом случае используются электролампа или индикаторная отвертка.

Проверка с помощью электролампы

Для поиска нуля и фазы достаточно взять обыкновенный патрон с лампочкой и прикрутить два провода на его штатные места. Затем один из этих проводов подключить к заземляющим ножам в розетке, а второй — к любому из двух силовых разъемов.

Фазным будет являться тот разъем, при подключении к которому лампочка будет загораться. Это происходит потому, что по Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), в вводном электрощите нулевые провода всех розеток должны быть соединены с земляными проводами этих же розеток. А отдельно земляная шина должна быть соединена с защитным контуром заземления. Именно это и обеспечивает наличие надежного нуля во всей цепи энергоснабжения дома.

Электролампа

Обратите внимание!

Самостоятельно подобные процедуры допустимо делать только в том случае, когда квалифицированной помощи ждать неоткуда, а также в случае аварийной ситуации (пожар, короткое замыкание, попадание человека под напряжение). Не стоит забывать, что электрический ток очень опасен. Не стоит рисковать своим здоровьем и своей жизнью из-за лампочки!

Индикаторная отвертка

Для того, чтобы определить фазу в сети переменного тока напряжением 220В — 230В, можно использовать бытовой указатель напряжения — индикаторную отвертку. Продается он практически в любом хозяйственном магазине и стоит (в зависимости от конструкции) очень недорого.

Пример исправной индикаторной отвертки

Как правило, инструкции к применению у подобных инструментов нет, поэтому, чтобы не получить электротравму, следует помнить несколько простых правил, применимых к любому инструменту, соприкасающемуся с токоведущими частями:

  1. Использовать инструмент только по назначению (запрещается применять указатель напряжения — индикаторную отвертку — в качестве обыкновенной отвертки для закручивания/откручивания винтов, саморезов, шурупов и т.д.)
  2. Перед использованием инструмента следует внимательно рассмотреть состояние изоляции на рукояти и жале (применимо для любых отверток, в том числе для индикаторных). Ни в коем случае не использовать приспособление, если изоляционное покрытие имеет сколы или вообще отсутствует.
  3. Проверять работоспособность индикаторных устройств необходимо на электроустановках, заведомо находящихся под напряжением (например, в удлинителе, в который включен работающий электроприбор).
Отвертка с изолированным жалом

В случае сомнения в работоспособности индикатора следует считать его неисправным, а электроустановку действующей.

Так же существуют более точные и безопасные приборы для определения наличия напряжения в сети — это мультиметры, токоизмерительные клещи, вольтамперфазометры (ВАФ) и другие.

Мультиметр

В быту, как правило, используются простые мультиметры. Они способны показать наличие напряжения в сети и его значение. Намного безопаснее использовать для определения фазы именно эти приборы, так как их щупы имеют диэлектрическую рукоятку. Принцип определения такой же, как и в случае с патроном — достаточно один щуп приложить к земляному контакту розетки, а второй накладывать на один из двух контактов розетки.

Пример мультиметра

Важно! Как и правила дорожного движения, правила электробезопасности обязательно нужно соблюдать, ведь электрический ток невидим, неслышим и неосязаем, и именно этим он и опасен.

Электроэнергия (согласно второму закону Ньютона) не появляется из ниоткуда и не уходит в никуда. Она производится, транспортируется и потребляется на глазах. Нужно знать, откуда она берется, как к нам попадает и в каком виде. Каждый должен понимать, что в бытовом потреблении есть провода, которые могут нанести вред здоровью человека, а есть и такие, которые совершенно безвредны, поэтому необходимы небольшие знания и минимум приборов для определения и разграничения этих проводов. Но любые манипуляции с электричеством лучше доверять профессионалу — квалифицированному специалисту, чтобы избежать беды.

Почему «ноль» бьется током?

Появление фазы на нуле — довольно частое явление. Ничего хорошего в этом нет: такого быть не должно. В чем может быть проблема, что проверить в своей квартире или щитке? Как правило, тут ничего сложного. 

1 Обрыв нуля

Первая причина возникновения напряжения на нуле заключается в его обрыве. Если на пути от электрощитка к розетке произошел обрыв нуля, тогда при включенной нагрузке ноль в розетке может биться током. На рисунке ниже мы схематически показали, как из-за обрыва нулевого провода появляются две фазы в розетке (точнее та же фаза).

К примеру, мы нечаянно дрелью задели нулевой проводник, тем самым оборвав его на пути к розетке. Если в это время подключен какой-то потребитель (например, лампочка),  через него та же фаза придет на ноль в розетку, и при проверке индикаторной отверткой мы увидим на нуле напряжение.

Если такое произошло, нужно выключить автомат и проверить целостность нуля на всем промежутке от щита (или счетчика) до розетки, в которой нулевой контакт стал биться током.

2 Замыкание фазы на нуль

Вторая причина заключается в замыкании фазы на рабочий ноль в розетке. Произойти это может, если мы сверлили в стену или забивали в нее гвоздь, нечаянно оборвали ноль и закоротили ее на фазу (см рис.).

В этом случае по нулю пойдет напряжение даже в том случае, если нет ни одного подключенного потребителя. Это будет та же фаза, что приходит в розетку.
Вот, собственно, основные причины «бьющегося» нуля в розетке.

3 Наведенное напряжение

Такая ситуация может возникнуть на воздушной линии электропередач. Если по одним и тем же опорам идут линии в 10 кВ и 0,4 кВ, то в сырую погоду на нуле линии 0,4 кВ может возникнуть напряжение. Оно будет невелико, но при этом достаточно ощутимо.

Автору когда-то доводилось ремонтировать линию 0,4 кВ в сырую погоду без отключения линии 10 кВ. Расстояние между проводами было примерно 1,2 м. При этом и нулевой, и фазный провод линии 0,4 кВ ощутимо бились током, так что приходилось ремонтные работы выполнять в диэлектрических перчатках.

Интересное из мира электрики:

Теги электропроводка

Электрика - "фаза" и "ноль"

В повседневной жизни человек очень часто встречается с электричеством. Более того, электрические приборы сопровождают нас каждый день. Помимо того, что мы постоянно пользуемся электрическим оборудованием, так еще и приходит время их поломки, следовательно, дальнейшей починки. И прежде чем приступить к работе с электричеством нужно, как минимум, знать теоретическую базу, не говоря уже о практике. Конечно, во избежание причинения вреда имуществу и вашему бесценному здоровью разумнее было бы обратиться за помощью к специалисту. Но если Вы хотите сами научиться понимать и разбираться в столь сложном деле как электричество, необходимо начать с самого главного.


Фаза и ноль – знакомые на слух, но чужие для понимания понятия

Данные понятия нередко встречались каждому человеку, и каждый предполагал, что это каким-то образом связано с электричеством. Знать и понимать, что такое «фаза» и «ноль» крайне необходимо, чтобы заниматься электромонтажными работами (например, самая простая установка светильника, бра или люстры). Перед тем, как прикоснуться к электричеству, необходимо обязательно восполнить все пробелы в знаниях. Понимать, что такое фаза и ноль нужно хотя бы для того, чтобы правильно подсоединить провода.

Существует три главных провода: фаза, ноль и заземление. Определить где и какой проводок можно при помощи подручных средств или по цвету. Специалисты различают провода с первого взгляда, а обычному человеку нужно времени побольше, особенно, если отсутствуют необходимые для этого приборы. На самом деле, способов распознавания кабелей не очень много, тем более безопасных. Именно поэтому чаще всего провода различают по цвету.

Цвет - главный ориентир при распознавании проводов

Самый простой и безопасный метод. Для того, чтобы правильно выделить фазу и ноль, нужно знать какой цвет чему принадлежит. Лучше всего найти достоверную информацию, где четко обозначены принятые в конкретной стране стандарты. Каждый проводок имеет свой определенный цвет, следовательно, найти ноль будет на так уж сложно. Все полученные при поиске информации знания пойдут на пользу и помогут быстро справиться с работой.

Данный метод очень актуален в новостройках, поскольку электропроводка протягивается квалифицированными специалистами, которые соблюдают все установленные стандарты. Например, в нашей стране в 2004 году был принят стандарт IEC 60446, в котором регламентируются все процессы деления фазы, заземления, нуля по цвету.

Обязательно нужно учитывать следующее:

  • синий (сине-белый) цвет провода – рабочий ноль;
  • желто-зеленый цвет – защитный ноль;
  • иные цвета – фаза (красный, коричневый, белый, черный и др.). 

Именно такие обозначения используются чаще всего. Если же проводка в Вашем доме плохая и старая и ее монтажом занимались непрофессионалы, то правильнее будет воспользоваться другими методами.


Поиск фазы и ноля подручными средствами

По мнению специалистов первоначально нужно найти фазу, чтобы облегчить дальнейшее определению. Данный метод возможно применять наряду с предыдущим.

Индикаторная отвертка – неотъемлемый инструмент в бытовом наборе любого домашнего умельца.  Ее предназначение заключается как в проведении электромонтажных работ, так и в процессе обычной замены лампочек или при монтаже осветительных приборов.

Метод настолько простой, что справится с ним может абсолютно любой человек. В момент касания отверткой цветного провода под напряжением индикатор должен загореться. То есть, поступает сигнал о присутствии сопротивления, следовательно, исследуемый кабель – фаза.

Суть данного метода заключается в присутствии внутри отвертки лампочки и резистора. В момент замыкания электрической цепи сигнал загорается. Процедура проходит абсолютно безопасно для человека, поскольку в инструменте имеется сопротивление, которое понижает ток до минимума.

Контрольная лампа – еще один способ определения проводов

Данный способ применим для распознавания кабелей в трехпроводной сети. При использовании этого метода нужно быть очень осторожным и внимательным, поскольку подразумевается создание контрольной лампы.

Процесс заключается в следующем:

  • в патрон помещается обыкновенная лампа;
  • в клеммах располагаются провода без изоляции на концах;
  • поочередное присоединение проводов по цвету.

Если нет возможности создать подобную конструкцию, можно применить обычную настольную лампу с электрической вилкой. Нужно знать, что при таком методе можно определить лишь приблизительное присутствие среди проводов фазного. Сигнал контрольной лампы показывает, что с высокой вероятностью какой-то провод – ноль, а какой-то – фаза. Если свет не загорается, значит фазного провода среди исследуемых нет. Но может быть, что нет именно нулевого провода.

Таким образом, данный способ целесообразен в большей степени для того, чтобы определить правильность монтажа и рабочее состояние проводки.

Как определить сопротивление петли «фаза-ноль»

Периодическое проведение замеров сопротивления петли «фаза-ноль» гарантирует бесперебойную работу электроприборов и проверку автоматов. Это необходимо делать, поскольку самыми главными предпосылками поломок являются перегрузки электрических сетей и короткие замыкания.  Именно замеры сопротивления позволяют избежать подобных ситуаций.

Немногие знают, что такое петля «фаза-ноль», но понимать это крайне необходимо. Под этим понятием подразумевается обозначение контура, возникающего в итоге соединения нулевого провода, который располагается в заземленной нейтрали. Именно замыкание данной электросети и образует петлю.

Для измерения сопротивления в петле «фаза-ноль» существуют следующие методы:

  • падение напряжения в отключенной цепи;
  • падение напряжения при сопротивлении возрастающей нагрузки – самый часто используемый способ, поскольку выгодно отличается от других удобством, быстрым измерением, безопасностью;
  • использование специального прибора, который интерпретирует замыкание в цепи. 

Проверка петли фаза ноль в Москве, цена измерений от 140 руб

Понятие петли фаза-ноль

Электроустановки, имеющие напряжение до 1000 вольт и нейтраль глухого заземления, должны иметь металлическую связь между частями, которые необходимо заземлять, и нейтралью установки, также подлежащей заземлению. 

Нужно обязательно измерить показатель сопротивления петли, возникающей в условиях КЗ. Показатель этого сопротивления равняется следующей сумме:  полному сопротивлению, которое показывает фазовый провод; сопротивлению трансформаторной фазы; сопротивлению, которое показывает нулевой провод.

Образование петли фаза ноль в электрических установках, имеющих глухозаземлённую нейтраль, происходит, когда фазный провод замыкается на нулевой провод либо на корпус электрического оборудования. Чаще всего это случается, когда повреждена изоляция проводки. 

Уровень сопротивления петли ФН зависит от нескольких факторов:  сечения кабельных жил; протяжённости кабеля; сопротивления на переходах соединительных коробок линии. Все параметры измеряют на участке, имеющем максимальное удаление от защитного аппарата.

Для чего нужны замеры?

Если оборудование или электропроводка повреждены в результате КЗ, защитная система должна мгновенно отключать участок электроцепи, который повреждён. Измерение нужно для того, чтобы проверить, насколько соответствуют уставка отсечки тока автовыключателей, реле и других автоматических устройств току КЗ.  Иными словами, необходимо понять, станет ли защитная система отключать повреждённый участок и в какое время это произойдёт.

Благодаря такой проверке можно определить уровень качества монтажа электрической проводки, а также подобрать правильное сечение проводов и защитную автоматику. Замер сопротивления контура поможет обеспечить электробезопасность на производстве в Москве и Московской области. Это обязательный вид испытаний.

Потребность в проведении такого измерения возникает в трех ситуациях:

  1. при проведении первичных испытаний объекта — вводе в эксплуатацию электрических сетей после монтажа или реконструкции;
  2. по требованию контролирующих органов, запрашивающих отчёт;
  3. в целях контроля электробезопасности сетей.

Проверка петли фаза ноль

Такой тип электроизмерительных работ используется для того, чтобы установить соответствие существующей электросети требованиям безопасности на случай аварийных ситуаций. С помощью специальных приборов мастера электролаборатории производят контроль срабатывания автоматической защиты в момент возникновения неисправностей, а также рассчитывают полное сопротивление, которое оказывает петля фаза ноль, при однофазном коротком замыкании.

Измерение полного сопротивления петли «фаза-нуль»

Предприятия и организации должны регулярно проводить подобные работы, так как согласно существующим ГОСТ измерение петли фаза ноль является одним из обязательных пунктов контроля состояния электрооборудования. Частные лица могут  осуществлять замер петли фаза ноль при возникновении проблем в домашней электросети или в профилактических целях. Ведь при наличии неисправностей в цепи, простое короткое замыкание приводит к таким серьезным последствиям как поломка электротехники и возникновение пожароопасной ситуации.

Существует несколько способов высчитать полное сопротивление петли фаза нуль. В одном из них используются амперметр и вольтметр. Специалисты искусственно воссоздают ситуацию однофазного короткого замыкания и самостоятельно производят все необходимые вычисления. Такой метод работы требует большого количества времени и отключения электросети, поэтому он считается устаревшим и малоэффективным.

Наши мастера производят измерение сопротивления петли фаза ноль с помощью высокоточного прибора MZC-300. Он создан специально для осуществления электроизмерительных работ электроустановок, в которых из-за реактивного сопротивления существует большой уровень погрешности. Именно поэтому показания MZC-300 характеризуются высочайшей точностью. Используя этот прибор, мы можем в короткий срок произвести все необходимые измерения и испытания, которые впоследствии вносятся в протокол сопротивления петли фаза ноль. При этом нет необходимости отключать электроснабжение и электрозащитные установки, все измерения осуществляются в рабочем режиме, под напряжением.

Проверка петли фаза ноль производится в соответствии с техническим регламентом электроизмерений, требованиями безопасности при проведении электроизмерительных работ, а также с учетом специфических особенностей электроустановки. По завершению всех требуемых измерений специалисты составляют протокол петля фаза ноль.

Похожие статьи

Поддержите наш проект, поделитесь ссылкой!

Измерение петли фаза-ноль | Электролаборатория БЭТЛ Ярославль

Главная › Документация

Краткое содержание.

  1. Петля Ф-Н — это измерение в электроустановках до 1000 В. Представляет из себя контур, соединяющий фазу и ноль.
  2. Необходимо для проверки качества монтажа и соответствия защитной автоматики сечению проводов.
  3. Периодичность — не реже 1 раза в 3 года.
  4. Обычно проводится без снятия напряжения.
  5. При помощи прибора ИФН или аналогичного измеряется ток короткого замыкания (КЗ) в самой отдаленной точке от распределительного щита.
  6. Ток КЗ должен быть больше номинала защитного устройства не менее чем в 3 раза.
  7. Протокол содержит номинал автомата, соответствующие измеренные значения и другие данные установленной формы.

1. Что такое петля фаза-ноль

В электрических установках напряжением до 1000 вольт с глухозаземленной нейтралью обязательна металлическая связь частей, подлежащих заземлению, с заземленной нейтралью электроустановки. Для таких установок должно быть измерено сопротивление петли, образованной при коротком замыкании фазы на корпус аппарата. Это сопротивление равно сумме полных сопротивлений  фазового провода, фазы силового трансформатора и нулевого провода.

Цепь (петля) фаза-ноль в электроустановках с глухозаземленной нейтралью образуется при замыкании фазного провода с нулевым или корпусом электрооборудования. Обычно это происходит при повреждении изоляции электропроводки. В случае такой аварии устройства защиты (автоматические выключатели, предохранители) должны отключить электроустановку в кратчайшее время, обеспечивающее условия электробезопасности.

Петля фаза-ноль — это контур, состоящий из соединения фазного и нулевого проводника. Сопротивление петли фаза-ноль зависит от сечения жил кабеля, его протяженности, переходных сопротивлений в соединительных коробках данной линии. Измерения проводят на самом удаленном от аппарата защиты участке линии.

2. Зачем необходимо измерение

При повреждении электрооборудования или электропроводки от короткого замыкания, перегрузки, аппараты защиты должны мгновенно отключать поврежденный участок цепи.

Данное испытание необходимо для проверки соответствия уставки токовой отсечки автоматических выключателей, УЗО, дифавтоматов, реле и т.д. току короткого замыкания. То есть необходимо знать, отключит ли аппарат защиты поврежденную линию и за какое время. Это позволит проверить качество монтажа, подбор защитной автоматики и сечения проводов.

2.1. Периодичность проведения измерений

Замеры проводятся после выполнения монтажных и ремонтных работ. В дальнейшем профилактическая проверка производится не реже чем раз в 3 года.

По усмотрению ответственного за электрохозяйство испытания проводятся чаще.

3. Какие приборы используют?

  • М-417 — выпускался до 1985 года. Аналоговый прибор, время измерения устанавливается вручную. Измеряет сопротивление петли, ток короткого замыкания необходимо рассчитывать.
  • Щ 41160 – выпускался на замену М-417. Цифровой прибор, измеряет ток короткого замыкания. Время протекания измерительного тока не более 10 мс., перерыв до повторного включения не менее 15 минут.
  • MZC-300 – измеряет полное сопротивление петли фаза-ноль, автоматически вычисляет ток короткого замыкания. Время протекания тока 30 мс. Достоверность показаний гарантируется только при применении фирменных соединительных проводов.
  • ИФН-200 – имеет характеристики, аналогичные МZС-300. Дополнительно позволяет измерять переходное сопротивление контактных соединений. Можно применять провода произвольной длины. Встроенная память на 35 измерений.
  • ИФН-300 – выпускается на замену ИФН-200. Дополнительно измеряет сопротивление петли фаза-фаза. Встроенная память на 10 000 измерений.

4. Порядок измерения петли фаза-ноль

Измерение сопротивления цепи фаза-ноль может проводиться со снятием и без снятия напряжения. В большинстве случаев выполняются без снятия напряжения.

Измерения без снятия напряжения могут выполняться:

  • В режиме дополнительной нагрузки. Замыкание цепи фаза-ноль происходит через дополнительную нагрузку. При этом измеряются падение напряжение и ток, проходящий через нагрузку и вычисляется сопротивление петли.
  • В режиме кратковременного замыкания цепи. Время замыкания составляет несколько миллисекунд. Этот способ реализован в большинстве современных приборов.

4.1. Методика измерения

Измерение характеристик петли зависит от выбранной методики и используемого прибора. Наиболее часто применяются приборы, измеряющие непосредственно сопротивление петли фаза-ноль с дальнейшим вычислением прогнозируемого тока короткого замыкания. Например, с помощью ИФН-200.

Прибор подключается к рабочей цепи в наиболее отдаленной точке от вводного щита. При отсутствии возможности определить самую дальнюю точку линии, измерения выполняются по всем или нескольким точкам данной линии. Далее по полученным значениям производится сравнение тока возможного короткого замыкания с характеристиками аппарата защиты.

4.2. Выводы о результатах

Результаты измерений сопротивления петли фаза-ноль заносятся в протокол. Это позволяет сохранить результаты и использовать их для сравнения в будущем.

Согласно п. 28.4. прил. 3.1 ПТЭЭП ток короткого замыкания должен превышать не менее чем:

  • в 3 раза плавкую вставку ближайшего предохранителя;
  • в 3 раза номинальный ток нерегулируемого расцепителя или уставку тока регулируемого расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратно зависимую характеристику.

4.3 Форма протокола

В отчете отражается:

  1. Участок цепи (группа в распределительном щите).
  2. Тип автомата защиты и номинальные токи ( в амперах) теплового и электромагнитного расцепителей.
  3. Измеренное значение сопротивления петли (если прибор его измеряет) на линиях A (L1), B (L2), C (L3).
  4. Измеренное значение тока короткого замыкания (если прибор его измеряет) на линиях A (L1), B (L2), C (L3).
  5. Допустимые коэффициенты срабатывания защиты для теплового и электромагнитного расцепителя. Для автомата с характеристикой С это 3 и 10.
  6. Фактический коэффициент срабатывания защиты. Отношение измеренного тока к номинальному току автомата.
  7. Соответствие фактического коэффициента допустимым. Если рассчитанное в п. 6 значение больше 10 то автомат отключится меньше чем за 0,1 секунды. Если меньше 10 но больше 3, время отключения сложно определить. Оно будет в интервале 0,1 — 30 секунд.

Зная параметры автомата защиты конкретной линии, после проведения измерения, можно с уверенностью сказать, сможет ли автомат сработать при коротком замыкании или возможно возгорание проводов.

В конце составленной формы подводятся итоги испытания. При отсутствии замечаний в заключении указывается возможность дальнейшей эксплуатации сети без принятия дополнительных мер, а при наличии — список необходимых действий.

Своевременный поиск проблемных участков линий электропитания позволяет принимать профилактические меры. Это не только делает работу электроустановки более безопасной, но и увеличивает срок эксплуатации сети.

Проверка согласования параметров цепи «фаза – нуль» — Статьи

Инженеры электролаборатории «Сила тока» провели замеры проверки согласования параметров цепи «фаза – нуль».

Сопротивление параметров цепи петли «фаза-нуль» измеряют для определения поведения защитных автоматических выключателей при возникновении короткого замыкания. Короткое замыкание может возникнуть при механическом повреждении кабеля или при длительном использовании (старении) кабельной продукции. В электроустановках с глухо заземленной нейтралью нулевой проводник связан с нейтралью трансформатора. Нейтраль трансформатора объединена с контуром защитного заземления.  При замыкании фазы на фазу, на корпус или ноль получается замкнутая электрическая цепь. Такую цепь называют петля «фаза-ноль». При межфазном замыкании ток в контуре будет больше, чем при однофазном замыкании. Сопротивление петли «фаза-ноль» должно быть минимальным, тогда ток короткого замыкания в петле будет наибольшим и защита сработает за наименьший промежуток времени. Измерение петли «фаза-ноль» и токов коротких фазных замыканий проводится для определения времени срабатывания защитных устройств. По полученному значению сопротивления петли «фаза-ноль» расчетом получают значение тока короткого замыкания,в настоящее время приборы проводят автоматически все необходимые расчеты. От величины тока зависит время срабатывания автоматического выключателя. Время срабатывания автомата защиты должно соответствовать требованиям правил устройства электроустановок ( ПУЭ ). Если это время не выходит за рамки 5 секунд для 380 Вольт и 0,4 секунд для 220 Вольт, то защиту линии можно считать соответствующей. Автоматическое отключение питания должно обеспечить защиту от поражения электрическим током при прикосновении и коротких замыканиях. Чем быстрее сработает автоматический выключатель, тем меньшие повреждения будет нанесено людям и кабельной продукции в электроустановке, ведь при коротком замыкании ( КЗ ) мгновенно возрастает значение тока, и температура проводника резко увеличивается. При этом начинает плавиться, стекать и гореть изоляция. Даже нескольких секунд в простое срабатывания защиты может хватить для повреждения и возгорания десятков метров кабеля, так как от поврежденного кабеля достаточно быстро загорятся и соседние кабеля. В последнее время при монтаже используют негорючий кабель, что помогает от возникновения пожаров, но не спасает проводку от повреждения, а помещения от задымления. При желании можно использовать и малодымный кабель, но данный кабель довольно дорогой. На сопротивление петли «фаза-ноль» влияет длина кабельной линии, сечение кабеля, способ соединения на линии, качество прокладки линии, количество соединений и переходов. Вместе с проверкой самих аппаратов защиты измерение «фаза-ноль» дает хороший результат в обеспечении безопасности электроустановки. Это один из основных параметров безопасности электроустановки.

Проведение данного замера регламентируется Правилами Технической Эксплуатации Электроустановок Потребителя (ПТЭЭП) в таблице 28, пункт 28.4 и проводится через каждые два года (ПТЭЭП п. 2.7.16), и если у Вас передвижная электроустановка, то после каждой изменения  электрооборудования и монтажа нового, в электроустановках до 1000 В, перед его включением (ПТЭЭП п. 2.7.17).

Вполне очевидно, что при наличии неполадок в цепи обычное короткое замыкания может привести не только к поломке бытовой техники, но и возникновению пожароопасных ситуаций. Испытание петли «фаза-ноль» с последующим вычислением тока короткого замыкания позволяет сделать вывод о правильности выбора аппарата защиты. Сопротивление цепи путём не хитрых вычислений переводится в ток короткого замыкания, который может возникнуть в случае аварии. Величина тока короткого замыкания должна быть больше уставок автоматических выключателей, только при соблюдении данного условия сработает защита и электроустановка будет защищена!

Обработка изображений

- фильтры с нулевым фазовым сдвигом должны быть симметричными относительно начала координат

Считайте обратное преобразование Фурье импульсной характеристикой фильтра. В случае идеального кирпичного фильтра с нулевой фазой импульсный отклик будет функцией Sinc с центром около нуля во времени (заданном обратным преобразованием Фурье).

Это не причинно (ответ во временной области больше 0 для $ t <0 $), но для того, чтобы быть нулевой фазой, как показано, реакция во временной области должна быть комплексно сопряженной симметричной.Это не должно быть реальным; для того, чтобы частотная характеристика была реальной, действительные компоненты временной характеристики должны быть четными, а мнимые компоненты должны быть нечетными (комплексно-сопряженные симметричные).

Но для более подробного представления вышеприведенного графика и того, что означает «нулевая фаза», задержка по времени - это линейная фаза по частоте, поэтому, если мы сдвинем импульсную характеристику вправо (как это было сделано до усечения для причинного решения), амплитуда отклика не изменилась, но фаза больше не является "нулевой фазой".Если бы мы продолжали видеть следующий график, который у меня есть в этой серии, который показывает импульсную характеристику, усеченную пунктирным окном на этом графике ниже, мы бы тогда увидели, что амплитудная характеристика фильтра также будет искажена, но это выходит за рамки вопрос задается здесь.

Я суммирую свойства нечетных и четных функций, а также другие универсальные свойства преобразования Фурье на рисунке ниже. Для этих свойств временная и частотная области взаимозаменяемы; например, если функция периодична в одной области, она дискретна в другой.Если функция имеет только действительные компоненты в одной области (нулевая фаза), тогда все действительные компоненты в другой области должны быть четной функцией около 0, а все мнимые компоненты должны быть нечетными около нуля (обратный знак). Это приводит к комплексно сопряженной симметрии.

Связь преобразования Гильберта, упомянутая для причинной и антикаузальной функций, применяется к минимально-фазовым системам.

Что интересно, так это то, как они связаны друг с другом и почему я предпочитаю описывать вышеупомянутые отношения в терминах четных и нечетных функций, а не просто говорить, что другая область будет комплексно сопряженной симметричной.Таким образом, мы можем увидеть, как причинная функция во времени (или односторонняя функция по частоте) является суммой четных и нечетных функций, и поэтому ДОЛЖНА быть сложной в другой области, учитывая, что нам нужны как действительные, так и мнимые компоненты для создания таких четные и нечетные функции.

Относительно второго вопроса OP: режекторный фильтр обычно подразумевает очень узкую полосу подавления для удаления определенных частотных составляющих. Для получения дополнительной информации см. Этот пост здесь: Передаточная функция режекторного фильтра второго порядка

версия 1.0 выпущен 29.01.99

Содержание


Введение

Сейсмические данные часто преобразуются в нулевую фазу для улучшения разрешения и облегчения интерпретации.

вернуться к содержанию


Определение терминов и допущений

В определенной степени это зависит от используемого метода, но большинство методов предполагают, что входные (обычно) перенесенные данные являются минимальной фазой.

вернуться к содержанию


Типы нулевого фазового преобразования

Обычно применяются несколько методов преобразования нулевой фазы.

  1. Самым распространенным методом является так называемый статистический подход . Здесь вокруг целевой области определяется окно входных данных. Средняя автокорреляция окна берется и используется для определения минимальной фазы и нулевой фазы вейвлета, которые имеют тот же амплитудный спектр, что и входные данные.Затем создается оператор, который преобразует вейвлет с минимальной фазой в вейвлет с нулевой фазой, и этот оператор затем применяется к сейсмическим данным. Можно выделить несколько окон и сравнить результаты с синтетическими сейсмограммами для обеспечения точности. Это простейший метод преобразования нулевой фазы, часто улучшает разрешение и привязку к скважинам и является хорошим эталонным тестом. Для разведки это может быть очень эффективным. Кроме того, этот метод может применяться большинством подрядчиков без дополнительных затрат и временных задержек.
  2. Простое чередование фаз может применяться для улучшения связи скважин. По ряду малоизученных причин современный набор 3D сейсмических данных часто ближе к нулевой фазе, чем к минимальной фазе, поэтому этот метод часто работает в пределах погрешности.
  3. Преобразование вейвлета, извлеченного вокруг морского дна. Shell UK в настоящее время использует этот метод в сочетании с фильтрацией с обратной Q-фильтрацией. Этот метод может быть высоко диагностическим для глубоководных данных или данных, полученных с короткими удалениями от трассы, в которых волновой сигнал морского дна не загрязнен преломлениями.
  4. Моделирование подписи источника. Этот метод использовался Shell в течение многих лет. Сигнатура источника была смоделирована для прохождения различных этапов обработки, конечный результат преобразован в нулевую фазу, и оператор применил к сейсмическим данным. Этот метод может привести к непредсказуемым результатам.
  5. Извлечение сейсмической волны из сейсмических данных с использованием каротажа для определения фазы. Этот тип процесса может быть выполнен с помощью программного обеспечения Geoquest, в Hampson-Russell Strata и в LogM.


Приложения после стека

Большая часть преобразования нулевой фазы выполняется после миграции, хотя некоторые люди предпочитают данные с нулевой фазой для повышения разрешения во время пикирования скорости.

вернуться к содержанию


Проект Phase Zero: формирование конкурентного пространства

Программы
New America Local -
Новая Америка, Калифорния
Новая Америка Чикаго
Новая Америка Индианаполис
Программы -
Лаборатория лучшей жизни
Центр образования и труда
Инициатива цифрового воздействия и управления
Образовательная политика
Товарищи
Земля и жилье будущего
Будущее время
Международная безопасность
Новая практическая лаборатория
Институт открытых технологий
Политическая реформа
Технология общественного интереса
Безопасность ресурсов
Инициатива ответственного распределителя активов
Публикации
Нить
События
Около
Поддержка New America -
Мы посвящаем себя обновлению обещаний Америки, продолжая стремиться к реализации высших идеалов нашей страны, честно преодолевая проблемы, вызванные быстрыми технологическими и социальными изменениями, и используя возможности, которые они создают.
О компании -
Наша история
Наши люди
Наше финансирование
Пресс-комната
Работа и стипендии
New America исполняется 20 лет
Пожертвовать

Новая Америка

  • Наша история
  • Публикации
  • Программы
  • События
  • Наши сотрудники
  • Работа и стипендии
  • Пресс
  • Свяжитесь с нами

Новая Америка

740 15th Street NW, Suite 900

Вашингтон, округ Колумбия 20005
Программы
События
Публикации
Подписаться
Creative Commons
Миссия
Люди
Финансирование
Политики и процедуры
Контакт
Работа и стипендии
Пресс
Пожертвовать

Phase Zero - YARD & Company

Планировщики и дизайнеры, как правило, усердно работают на этапе подготовки к разработке (архитектура, проектирование, зонирование, права и т. Д.), а затем остановитесь, когда закончится планирование или начнется строительство. Предполагается, что на данный момент за дело взялась строительная бригада, и здание настроено на то, чтобы воплотить в жизнь красивый рендеринг, который мы нарисовали. Но что, если все это время мы игнорировали важную часть фазологии проекта? Что, если самый активный, веселый и самый умный этап действительно начинается и совпадает с графиком строительства? Мы называем это «нулевой фазой». На нулевой фазе мы используем строительную площадку и прилегающую территорию для проверки предположений и продолжаем активно привлекать общественность, снижая риски проекта и обеспечивая более разумный результат после его запуска.

Четыре причины, по которым мы считаем, что мы все должны инвестировать в нулевую фазу:

1. ПРОТОТИП ВО ВРЕМЯ СТРОИТЕЛЬСТВА

Не прекращайте проектирование, как только экскаватор входит в землю. Протестируйте в реальном времени, как люди на самом деле будут взаимодействовать с магазинами, улицами и общественными местами, которые мы планируем использовать для проекта. Благодаря быстрому дешевому прототипированию и активации мы можем тестировать и корректировать дизайн пространства в режиме реального времени.

2. ТЕСТИРОВАНИЕ НОВЫХ КОНЦЕПЦИЙ

Если мы действительно серьезно относимся к расовому и экономическому включению в наши проекты, тогда давайте просто не будем предполагать, что проект привлечет местную и расово разнообразную группу розничных торговцев, но дадим им возможность проверить свои бизнес-идеи теперь, прежде чем просить их подписать долгосрочную аренду.Узнайте вместе, что работает, а что нет, чтобы лучше понять свой бизнес и как может выглядеть аренда.

3. СОЗДАЙТЕ СПРОС, УМЕНЬШИТЕ РИСК

Срок строительства проекта иногда может измеряться годами, и за это время все меняется, подвергая проект рискам. Вместо того, чтобы предполагать, что проект будет сдаваться в аренду, почему бы не создать спрос на продукт в период строительства, используя недорогую, но забавную тактику активации? Обустройство строительной площадки (прицепы, ограждения, морские контейнеры и т. Д.) в сочетании с более общедоступным использованием может быть идеальным для этого типа проекта.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ БРЕНДА И ИСТОРИИ

Слишком часто мы брендируем проекты и пытаемся рассказать их историю еще до того, как мы начнем. Phase Zero переворачивает эту временную шкалу с ног на голову. Позвольте сообществу и будущим арендаторам помочь в развитии бренда и рассказать историю, явившись, чтобы подтвердить или уточнить предположения о том, что будет работать, а что нет. Это делает бренд умнее, инклюзивнее и, честно говоря, интереснее.Это ведущие факторы самых актуальных брендов и историй.

(PDF) Линейные антенны с нулевым сдвигом фазы

2,2 2,4 2,6 2,8

0

1

2

3

4

5

6

70003

7 (дБ)

Частота (ГГц)

-50

-40

-30

-20

-10

0

0

30

60

90

000

180

210

240

270

300

330

-50

-40

-30

-20

-10

0

2.45 ГГц

(c) (d)

Рис. 4 Измеренные характеристики 4-элементной антенной решетки с круговой поляризацией, (a) | S11 |, (b) усиление, осевое отношение и (d) диаграмма направленности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Ток, протекающий по линии с нулевым сдвигом фазы, имеет очень меньшую фазовую задержку. Следовательно, ток, протекающий в одном направлении

, может быть получен, даже если электрическая длина линии составляет до нескольких рабочих длин волн.

Такое свойство было использовано для разработки антенн ближнего поля для увеличения зоны опроса с сильным и равномерным распределением магнитного поля

, а также антенн дальнего поля для реализации всенаправленного излучения с горизонтальной поляризацией

и всенаправленного излучения с круговой поляризацией. направленное излучение. Уникальная характеристика линии с нулевым фазовым сдвигом

делает ее очень перспективной для разработки антенн для различных приложений.

ССЫЛКИ

[1] D.М. Добкин, С. М. Вейганд, Н. Ие, «Сегментированные магнитные антенны для ближнеполевой UHF RFID»,

Microwave Journal, вып. 50, нет. 6, июнь 2007.

[2] X. Qing, C.K. Goh и Z. N. Chen, «Сегментированная рамочная антенна для UHF-приложений RFID ближнего поля», IET

Electron. Lett., Vol.45, pp.872–873, 2009.

[3] X. Qing, ZN Chen, and GOH, C.K, «UHF-RFID-считывающая антенна ближнего поля с емкостными ответвителями», IET

Electronics Lett., Vol. 46, нет. 24, 1591–1592, 2010.

[4] Я. С. Онг, Х. Цин, К. К. Го и З. Н. Чен, «Сегментированная рамочная антенна для ближнепольной радиочастотной идентификации УВЧ», IEEE

Международный симпозиум Общества распространения радиоволн, 2010, стр.

[5] К. Вэй, З. Чжан и З. Фэн, «Дизайн широкополосной горизонтально поляризованной всенаправленной печатной рамочной антенны

», IEEE Antennas and Wireless Propagation Letter, vol. 11, pp. 49–52, 2012.

[6] Р. А. Оливер, «Антенна считывающего устройства RFID с разорванным контуром для меток UHF RFID ближнего и дальнего поля», U.Патент на дизайн S.

D570, 337 S, июнь 2008 г.

[7] X. Qing, ZN Chen и CK Goh, «Антенна ближнего поля», патент Сингапура SG 201205330-2, июль 2012 г.

[ 8] Д. Чижик, Дж. Линг и Р.А. Валенсуэла, «Влияние поляризации электрического поля на распространение в помещении»,

Proc. IEEE Int’l Conf. Универсальная личная коммуникация, т. 1, стр. 459–462, октябрь 1998 г.

[9] Д. Ву, М. Чжао, Ю. Фан и Ю. Чжан, «Широкополосный 8-элементный всенаправленный массив для беспроводной системы»,

Microw .Опт. Tech. Lett., Vol. 49, pp. 2944–2946, декабрь 2007 г.

[10] Х. Накано, Р. Сатаке и Дж. Ямаути, «Горизонтально поляризованный, всенаправленный с одним источником», IEEE Int’l

Conf. Беспроводные информационные системы, 2010, стр. 1–4.

[11] К. Линь, Л. К. Куо и Х. Р. Чуанг, «Всенаправленная печатная антенна с горизонтальной поляризацией для приложений WLAN

», IEEE Trans. Антенны Propagat., Vol. 54, нет. 11, pp. 3551–3556, Nov. 2006.

[12] X. Qing and Z.Н. Чен, «Горизонтально поляризованная всенаправленная сегментированная рамочная антенна», 6-я Европейская конференция

по антеннам и распространению радиоволн (EUCAP), 2012 г., стр. 2904–2907.

[13] Ю. М. Пан, К. В. Леунг и К. Лу, «Всенаправленные линейно и циркулярно поляризованные прямоугольные диэлектрические резонаторные антенны

», IEEE Trans. Антенны Propagat, vol. 60, нет. 2, pp. 751–759, 2012.

[14] KL Wong, FR Hsiao и CL Tang, «Низкопрофильная всенаправленная антенна с круговой поляризацией для точки доступа

WLAN», Международный симпозиум IEEE Antennas and Propagation Society, 2004, стр.2580–2583.

[15] Х. Куан, Р. Ли и М. М. Тенцерис, «Новая широкополосная всенаправленная антенна с круговой поляризацией для мобильной связи

», Международный симпозиум IEEE по антеннам и распространению радиоволн, 2011 г., С. 1777–1779.

Нулевая фаза в студийных мониторах

Этот обзор звуковой катушки, написанный Вэнсом Дикасоном с комментариями Флойда Тула, Вольфганга Клиппеля, Эндрю Джонса и Джеймса Крофта, посвящен нулевой фазе в студийных мониторах. Как объясняет Дикасон, «применение КИХ-фильтров для обнуления фазы громкоговорителя с целью улучшения его субъективных характеристик кажется по своей сути ошибочным, учитывая все исследования, проведенные в течение многих лет, которые пришли к выводу, что человеческое ухо не очень чувствительно к фазовой или групповой задержке."Эта статья была первоначально опубликована в Voice Coil, октябрь 2019 года.

Если вы следите за рынком студийных мониторов, текущие предложения в отрасли включают преобладание активных двухполосных и трехполосных динамиков, часто использующих усилители класса D и некоторые из них. высокопроизводительные секции DSP, способные настраивать FIR-фильтры.Это не новость, и в последние несколько лет это происходит, поскольку все больше и больше усилителей класса D с высококачественным звучанием появляются вместе с все более и более мощными микросхемами DSP (например,g., серия модулей DSP SHARC от Analog Devices, Inc.).

Как только эта большая мощность DSP стала доступной, стало возможным создавать безэховый отклик громкоговорителя с нулевым фазовым профилем, если хотите, с линейной фазой, с помощью FIR и IIR фильтров. В качестве быстрой графической иллюстрации на рисунке 1 показан трехполосный динамик с нормальной фазовой кривой. На рисунке 2 показан тот же динамик с типичной кривой нулевой фазы (красная линия), наложенной на рисунок 1. Я также должен отметить, что существует отличная бесплатная программа под названием «rePhase» (см. Рисунок 3), которая позволяет визуализировать фазовую характеристику динамика. до нуля так же просто, как выравнивание амплитуды динамика, и действительно, графический интерфейс выглядит как 1/3 октавный фазовый эквалайзер (доступен по адресу http: // rephase.org).

В результате использования мощной технологии DSP ряд производителей студийных мониторов заявляют о превосходных субъективных характеристиках своих продуктов благодаря применению нулевой фазы и сопутствующей коррекции импульсной и групповой задержки. Субъективные претензии - это, как правило, более плотные басы и значительно более широкая звуковая сцена, два очевидных положительных аспекта характеристик громкоговорителей.

Рисунок 1: Амплитуда и откорректированная, нормальная фазовая характеристика трехполосного громкоговорителя.Рисунок 2: Это тот же график с наложенной кривой нулевой фазы (красная линия).
Однако вначале я должен указать, что это явление, если вы хотите его так назвать, существует пока только, по крайней мере, из моих исследований, в сообществе профессиональных студийных мониторов, якобы потому, что рынок высококачественных двухканальных преобладают пассивные конструкции, которые делают такую ​​фазовую коррекцию трудной или невозможной. Это было для меня немного шоком, так как мое единственное знакомство с методами нулевой фазы, используемыми в профессиональном звуке, было связано с объединением массивов динамиков или с эквализацией помещения.Я помню, когда в середине 1970-х годов появились динамики с линейной фазой, когда Technics представила серию SB с драйверами, физически выровненными по времени и отведенными от перегородки вуфера (см. Фото 1).

В конце концов, все, казалось, сообразили, что это создает столько же проблем, сколько и решает, а проблема с кенгуру в основном исчезла из поля зрения общественности. В те дни было много путаницы в отношении фазы, групповой задержки и акустического центра, и я не осознавал, что это снова проблема до прошлого года.

Использование КИХ-фильтров для обнуления фазы громкоговорителя с целью улучшения его субъективных характеристик кажется изначально ошибочным, учитывая все исследования, проведенные за эти годы, которые пришли к выводу, что человеческое ухо не очень чувствительно к фазовой или групповой задержке. Учитывая это, я решил узнать еще несколько мнений по этому поводу и разослал электронные письма ряду людей, чье мнение я очень уважаю, с вопросом, что они думают о концепции нулевой фазы, улучшающей субъективные характеристики громкоговорителей.В этом письме я просто затронул эту тему без своих выводов и перечислил ряд веб-сайтов студийных мониторов, рекламирующих профили нулевой фазы в своих мониторах. Далее следует ответ нескольких из этих практиков (двое занимали корпоративные должности, которые не позволили обществу получить резонанс и здесь не публикуются). В этот список вошли доктор Флойд Тул, доктор Вольфганг Клиппель, Эндрю Джонс и Джеймс Крофт.

Фото 1. Это пример линейного фазового громкоговорителя Technics 1970-х годов SB-7000a.
Доктор Флойд Тул
Поскольку это половина передаточной функции, инженеров привлекает правильная амплитуда и фаза (то есть точность формы сигнала). Оказывается, что по совершенно логичным причинам люди не реагируют на фазу (то есть формы волны), будь то Бетховен, ступенчатые функции, прямоугольные волны и т. Д. Многие высокомотивированные исследователи исследовали это. Но каждые несколько лет он возвращается как «забытый фактор» в звуковоспроизведении. Теперь с DSP это происходит снова.

Тот факт, что преобразователи являются устройствами с минимальной фазой в пределах своего рабочего диапазона частот, упрощает настройку. Сделайте его плоским и гладким по оси и держите его сглаженным по оси - пусть Spinorama хорошо выглядит, и она будет хорошо звучать. QED. Напротив, мы чрезвычайно чувствительны к колебаниям амплитудной характеристики, особенно связанным с резонансами. Но есть и аномалия - мы слышим спектральный бугорок, а не временный звон. Недавние исследования показали, что это верно даже для низких частот, где наша интуиция подсказывает обратное.

Вот что я говорю по теме в третьем издании моей книги «Воспроизведение звука: акустика и психоакустика
». Громкоговорители и комнаты.

4.8 Фаза и полярность - слышим ли мы сигналы? - Очень давно, в рамках моего самообразования о слуховой системе, я узнал, что основной процесс преобразования во внутреннем ухе выполняется как полуволновой выпрямитель. Уже одно это дает основание думать, что акустические сжатия будут отличаться от акустических разрежений.Мы должны быть чувствительны к деталям акустической волны, поскольку она вызывает движение барабанной перепонки и, таким образом, инициирует процесс слуха. Исходя из этой простой логики, сдвиги фазы и абсолютная полярность должны быть слышимыми явлениями.

Естественно, я провел несколько тестов, поменяв полярность громкоговорителей на обратную и ввел фазовый сдвиг для искажения музыкальных сигналов - прислушиваясь к большим различиям. Их там не было. По крайней мере, не в музыке, которую я слушал, через громкоговорители, которые я использовал, из музыкальных источников, которые я использовал.Может, я просто не мог этого слышать. Да, были времена, когда мне казалось, что я что-то слышу, но они были неуловимыми, и их было трудно повторить. Смена громкоговорителей сильно изменила ситуацию. Смена звукозаписывающих компаний или инженеров привела к огромным изменениям. Но ожидаемого «драматического» события инвертирования полярности, похоже, не было, несмотря на то, насколько привлекательной является идея целостности формы волны с инженерной точки зрения. Слышны они или нет, и если да, имеет ли значение при прослушивании в реальном мире?

4.8.1 Слышимость фазового сдвига и групповой задержки - комбинация зависимости амплитуды от частоты (частотная характеристика) и фазы от частоты (фазовая характеристика) полностью определяет линейное (независимое от амплитуды) поведение громкоговорителей. Преобразование Фурье позволяет преобразовать эту информацию в импульсную характеристику и, конечно, можно сделать обратное. Итак, есть два эквивалентных представления линейного поведения систем: одно в частотной области (амплитуда и фаза), а другое во временной области (импульсная характеристика).

Огромное количество свидетельств указывает на то, что слушателей привлекают линейные (плоские и плавные) амплитудно-частотные характеристики; больше будет показано позже. Фигура (рис. 7), как подробно описано у Тула (1986), и отрывки, показанные на рис. 5.2 [см. Стр. 114 Sound Reproduction, 3rd Edition], указывают на то, что слушатели явно отдавали предпочтение громкоговорителям с плавными и ровными частотными характеристиками.

На том же рисунке 5.2 также показаны фазовые характеристики тех же громкоговорителей.Трудно увидеть какую-либо надежную связь с предпочтениями слушателей, за исключением того, что у тех, у кого наивысшие оценки, были самые плавные кривые, но линейность, по-видимому, не была фактором. Слушателей привлекали громкоговорители с минимальными признаками резонансов, потому что резонансы проявляются в виде выпуклостей на кривых частотной характеристики и быстрых отклонений вверх-вниз на кривых фазовой характеристики. Наиболее желательными частотными характеристиками были приближения к горизонтальным прямым линиям. Соответствующие фазовые характеристики не имели особой формы, кроме плавности.Это говорит о том, что нам нравятся плоские амплитудные спектры, мы не любим резонансы, но, кажется, мы нечувствительны к общему фазовому сдвигу, а это означает, что точность формы сигнала не является требованием.

Если кто-то решит спроектировать систему громкоговорителей с линейной фазой, будет только очень ограниченный диапазон положений в пространстве, в котором она будет применяться. Это ограничение можно учесть для прямого звука из громкоговорителя, но даже одиночное отражение разрушает взаимосвязь.

Следовательно, кажется, что: (а) из-за отражений в среде записи существует небольшая вероятность фазовой целостности в записанном сигнале; (б) существуют проблемы при разработке громкоговорителей, которые могут передавать сигнал с фазовой целостностью в большом диапазоне углов, и (в) нет никакой надежды на то, что он достигнет слушателя в обычно отражающей комнате.Однако еще не все потеряно, потому что два уха и мозг, похоже, не заботятся.

Многие исследователи на протяжении многих лет пытались определить, имеет ли значение сдвиг фазы для качества звука (например, Hansen and Madsen, 1974; Lipshitz et al., 1982; Van Keulen, 1991; Greenfield and Hawksford, 1990). В каждом случае было показано, что, если он слышен, это тонкий эффект, который легче всего услышать через наушники или в безэховой камере с использованием тщательно подобранных или надуманных сигналов. Существует довольно общее согласие с тем, что для музыки, воспроизводимой через громкоговорители в обычно отражающих комнатах, фазовый сдвиг практически или полностью не слышен.

Когда слышна разница, когда она включается и выключается, неясно, были ли у слушателей предпочтения. Другие исследовали слышимость групповой задержки: Blauert and Laws (1978), Deer, Bloom and Preis (1985), Bilsen and Kievits (1989), Krauss (1990), Flanagan, Moore, and Stone (2005), Møller и др. al. (2007) обнаружили, что порог обнаружения находится в диапазоне от 1,6 до 2 мс и более в отражающих пространствах. Эти цифры не превышаются для обычных бытовых и мониторных громкоговорителей.

Липшиц, Покок и Вандеркой (1982) заключают: «Все описанные эффекты можно с полным основанием классифицировать как незначительные. На нынешнем уровне знаний мы не утверждаем, что фазовые линейные преобразователи необходимы для высококачественного воспроизведения звука ». Гринфилд и Хоксфорд (1990) отмечают, что фазовые эффекты в комнатах - это «действительно очень тонкие эффекты» и кажутся в основном пространственными, а не тембральными. Что касается необходимости коррекции фазы, без процесса записи с коррекцией фазы, любое мнение слушателя является личным предпочтением, а не признанием «точного» воспроизведения.

4.8.2 Фазовый сдвиг на низких частотах; Особый случай - при записи и воспроизведении низких частот происходит накопление фазового сдвига на низких частотах, который возникает всякий раз, когда характеристика фильтра высоких частот вставляется в тракт прохождения сигнала. Это происходит на самом первом этапе в микрофоне, а затем в различных электронных устройствах, которые используются для ослабления нежелательного грохота в среде записи. Еще больше добавляется в процесс микширования, системы хранения и устройства воспроизведения, которые просто не реагируют на DC.Все они так или иначе фильтруются верхними частотами. Один из самых мощных фазовращателей - аналоговый магнитофон.

Наконец, в конце всего этого находится громкоговоритель, который не может реагировать на постоянный ток и должен быть ограничен в его расширении вниз по частоте. Я не знаю, суммировал ли кто-нибудь все возможные взносы, но они должны быть огромными. Очевидно, что то, что мы слышим на низких частотах, до неузнаваемости искажается фазовым сдвигом. В настоящий момент возникает вопрос, сколько из этого вносит низкочастотный динамик / сабвуфер, слышен ли он, и если да, то можно ли что-нибудь с этим поделать? О да, и если да, можем ли мы услышать это через комнату?

Fincham (1985) сообщил, что вклад одного громкоговорителя можно было услышать со специально записанной музыкой и надуманным сигналом, но он был «довольно тонким».Автор слышал эту демонстрацию и может согласиться. Крейвен и Герзон (1992) заявили, что фазовые искажения, вызванные откликом высоких частот, слышны, даже если частота среза снижена до 5 Гц. Говорят, из-за этого бас теряет «жесткость» и становится «шерстяным». Они говорят, что фазовый эквалайзер баса субъективно расширяет эффективный басовый отклик примерно на половину октавы. Ховард (2006) обсуждает эту работу и брошенный продукт, который должен был появиться из нее. Были разногласия по поводу того, насколько слышимым был эффект.Ховард описывает некоторую собственную работу, измерения и случайный тест на прослушивание. При индивидуальной записи бас-гитары с минимальным внутренним фазовым сдвигом он почувствовал, что есть полезная разница, когда фазовый сдвиг громкоговорителя компенсируется. Ни в одном из этих упражнений не сообщалось о контролируемых двойных слепых тестах на слушание, которые давали бы статистический взгляд на то, что может или не могло быть слышно, и указывалось ли предпочтение того или другого состояния.

Результатом всего этого является то, что даже если программный материал позволяет услышать эффект, существуют расхождения во мнениях.Все это предполагает, что программный материал является нетронутым, что явно не так, и вряд ли это произойдет в обозримом будущем. Также предполагается, что комната для прослушивания является нейтральным фактором, что, как объясняется в главе 8 моей книги, определенно не так. Однако, если удастся сделать так, чтобы эти другие факторы можно было взять под контроль, технология существует, чтобы решить остаточную проблему с громкоговорителями ».

Рисунок 3: Это основной рабочий экран для программного обеспечения rePhase версии 1.4.3 для Windows.
Доктор Вольфганг Клиппель
Слуховые фильтры разделяют сигналы в пределах одной критической ширины полосы (примерно 1/3 октавы на более высоких частотах), и следующее обнаружение огибающей чувствительно к любому фазовому сдвигу между компонентами. Это приводит к изменению воспринимаемой шероховатости и колебания. По той же причине амплитудная модуляция (басовый сигнал f1 300 Гц) создает гораздо больше различий, чем фазовая модуляция, также известная как Доплер). По этому поводу ведется много экспериментов (напр.г., Цвикер). Таким образом, изменение групповой задержки в пределах одной критической ширины полосы является критической точкой (обычно 1-2 мс).

Однако воспринимаемые изменения, используемые по фазе, невелики и мало влияют на качество звука. Эффекты амплитуды, вызванные минимально-фазовыми свойствами, являются доминирующими. Однако, если у вас многоканальная система (стерео и более), разница фаз в 50 мс изменит звуковой образ (направленность). На рисунке 4 показано резюме моей лекции о качестве звука.

Рисунок 4: Это сводка по слышимости и предпочтениям, взятая из Dr.Лекция Вольфганга Клиппеля о линейном искажении.
Эндрю Джонс
Вопрос сформулирован вокруг концепции фазовой линейности с помощью DSP, но полезно сделать шаг назад и сначала взглянуть на попытки добиться фазовой линейности в пассивных динамиках. Ранние попытки были основаны на идее кроссоверов первого порядка, ошибочно забывая об ограничениях диапазона самих драйверов. Более поздняя работа поняла, что общий ответ должен быть первого порядка, а это означало, что драйверы должны были иметь исключительную полосу пропускания, чтобы общие ответы могли складываться правильно без межблочных фазовых ошибок.Этот подход был объединен с акустическим выравниванием центра с использованием либо наклонных перегородок, либо ступенчатых перегородок. Дальнейшая работа привела к созданию асимметричных кроссоверов более высокого порядка или кроссоверов с усиленной задержкой, но их было трудно реализовать пассивно.

Один интригующий подход был предложен Bang & Olufsen (B&O), концепция «драйвера наполнителя». По сути, это был обычный двухполосный динамик с драйвером-заполнителем, который исправлял фазовую ошибку. Гениально, но так же несовершенно, как и другие подходы.Почему ошибочный? Потому что все реализации фазовых линейных динамиков, кроме тех, которые используют концентрические драйверы, достигают своей фазовой линейности только на одной оси. Каждый другой угол, как горизонтальный, так и вертикальный, должен вносить дополнительную дифференциальную задержку и, таким образом, устранять фазовую когерентность.

Дополнительными ограничениями являются широкая полоса пропускания, требуемая от драйверов, вызывающая проблемы с мощностью и линейностью, и широкое перекрытие в точке кроссовера, приводящее к большим отклонениям амплитуды отклика вне оси и плохому отклику мощности.

Так приводит ли какая-либо из этих реализаций к лучшему звучанию? Это практически невозможно определить и связать с ограниченной линейностью фазы. Можно утверждать, что большинство аспектов, которые были определены как улучшающие характеристики громкоговорителей, ухудшились из-за этих мер.

Тем не менее, почти все исследования, посвященные теме линейности фаз, относят любую слышимость к второстепенному или третичному положению в рейтинге воспринимаемого качества звука. Это плохая новость на фоне негативного воздействия на устоявшиеся методы повышения качества звука.Что, если бы мы могли обойти все это с помощью DSP? Что, если бы мы могли спроектировать динамик, удовлетворяющий всем стандартным параметрам, а затем исправить фазовые ошибки с помощью DSP перед системой? Или использовать мощь DSP для разработки улучшенных кроссоверов с лучшими амплитудными и фазовыми характеристиками?

Это то, что обещают с некоторыми новыми динамиками DSP. Однако он никогда не может решить основную проблему несовпадения драйверов, дающих разные фазовые характеристики под разными углами. Также он не может исправить фазовые ошибки без значительной общей задержки.

Джеймс Крофт
Я считаю, что эти типы фазовой коррекции могут иметь ценность, но мой взгляд на то, для чего они подходят, вероятно, отличается от других. Я обнаружил, что слышимые эффекты коррелированной фазовой коррекции (при условии, что до и после фазовой коррекции левый и правый каналы не показывают разности фаз между ними) делятся на две категории:
• Небольшие слышимые различия слышны в безэховых условиях, но не в стандартных, эхогенных средах прослушивания (Примечание редактора: Джеймс Крофт провел тесты на прослушивание динамика с нулевой фазой в безэховой камере, где улучшения были очень, очень незначительными и не слышны при прослушивании. номер.)
• Звуковые различия слышны, если были исправлены большие фазовые ошибки; те, которые больше, чем те, которые можно найти в большинстве хороших громкоговорителей.

Итак, я обнаружил, что лучше всего использовать эти меры фазовой коррекции не столько для улучшения стандартных громкоговорителей, сколько для обеспечения инструмента для улучшения характеристик в других, более слышимых категориях. Мои две основные категории:
1) Для исправления фазовой характеристики с целью исправления аномалий амплитуды при наличии фазовых ошибок, вызывающих аномалии амплитуды
2) И, что, вероятно, более важно, чтобы разрешить фазовую коррекцию систем, которые «специально» спроектированы так, чтобы иметь большие фазовые ошибки в обмен на некоторый другой выигрыш в производительности (например.g., улучшенная способность к большому сигналу).

Одним из примеров категории 2, которая оказалась значимой, была работа с нарезанными рогами. Если вы сконструируете двухканальный рупор, в котором один из регулируемых рупоров был настроен на 20 Гц, а второй регулируемый рупор был настроен примерно на 26 Гц, вызывая минимум отклонения во втором прослушиваемом рупоре, где первый прослушиваемый рупор имел максимум отклонения. Если вы запустите их параллельно, и эквалайзер формирует отклик каждого, чтобы воспользоваться преимуществом сохранения их перегрузки X-max до минимума, вы можете «потенциально» значительно увеличить общую производительность системы при том же размере драйвера и объеме корпуса.Я говорю «потенциально», потому что их выход скомпрометирован резкими фазовыми изменениями вокруг двух частот настройки, так что системы частично компенсируют друг друга, а не складываются.

Тем не менее, с фазовой коррекцией две системы могут быть синхронизированы друг с другом и демонстрировать все преимущества большой амплитуды сигнала от нулевого фазового дифференциала и полного суммирования амплитуд. Таким образом, в этом случае преимущество не имеет ничего общего с улучшением фазовых ошибок с целью «качества» звука, а вместо этого используется улучшенная фазовая коррекция для улучшения «количества звука».”

Система просто была скорректирована по фазе, как вторичный эффект, но этот аспект улучшения будет явно незначительным. Но большое улучшение сигнала составляет примерно 7 дБ. Я возьму на себя это напряжение, чтобы услышать изменение фазы в любой день!

Я обнаружил тот же эффект при объединении одиночного настроенного полосового динамика четвертого порядка параллельно с двойным настроенным полосовым низкочастотным динамиком шестого порядка и интеграции их в гибридную систему. Без фазовой коррекции на самом деле есть потеря амплитуды, но с фазовой коррекцией можно добиться увеличения мощности большого сигнала от 5 дБ до 8 дБ.Есть и другие примеры, но это способы, которыми этот тип фазовой коррекции может иметь «реальные» выгоды.

Заключение
Как вы можете догадаться из этих замечаний, все в значительной степени на одной странице. Фаза просто не так слышна, даже если она не изменена или отображается в нулевом градусе. Нулевая фаза может привести к очень незначительным улучшениям, если вы слушаете в безэховой среде, но любые незначительные улучшения, которые вы, возможно, услышали, теряются в среде прослушивания, где фаза рассеивается отражениями в помещении.

Как указал Крофт, есть законные применения нулевой фазы, которые обеспечивают существенные преимущества, например, в случае устройства коррекции помещения Trinnov, которое можно найти в студиях звукозаписи, кинотеатрах, домашних кинотеатрах и высококачественных двухканальных домашних приложениях. Однако Trinnov вызывает нулевую фазу в помещении, что помогает суммировать несколько громкоговорителей в пространстве для прослушивания. Однако это сильно отличается от приукрашивания нулевой фазы безэховой характеристики громкоговорителя. VC

Ресурсы
Ф. Э. Тул, Воспроизведение звука: акустика и психоакустика громкоговорителей и помещений, Routledge, 2017.

Эта статья была первоначально опубликована в Voice Coil, октябрь 2019 года.

Phase Zero: 5 основных шагов к модернизации

Преимущества модернизации устаревших систем автоматизации очевидны. С такими факторами ценности, как сокращение времени простоя, улучшение видимости и повышение кибербезопасности, нетрудно понять, как модернизация может радикально изменить и улучшить работу производственных цехов.Разрыв между пониманием конечной ценности и фактическими шагами по пути модернизации может быть пугающим, а для многих - парализующим.

Реальность такова, что самая важная и самая трудная часть пути - это сделать первый шаг. Для некоторых это означает преодоление их недальновидного видения, чтобы признать будущие потребности и возможности. Для других это означает не торопиться с основополагающими шагами, чтобы попытаться получить ценность преждевременно. В любом случае важно начать с , нулевой фазы .Phase Zero - это просто первый действенный шаг на пути модернизации.

Phase Zero закладывает основу, подготавливая вашу инфраструктуру и организацию к изменениям, и ее можно разбить на пять простых шагов.


1. Найдите за столом нужных людей
Как и многие другие вещи в жизни, дьявол кроется в деталях. Успешный проект модернизации требует тщательного времени и планирования, а также участия и поддержки со стороны ключевых игроков в вашей организации.Это означает, что на раннем этапе нужно привлечь за стол нужных людей. Обычными ролями в вашей организации могут быть вице-президент по производству, менеджер завода, директор по информационным технологиям, менеджер бизнес-подразделения, управление процессами и процессами, техническое обслуживание, обеспечение качества и оператор оборудования. Важно, чтобы каждый человек был заинтересован и мог применять свою точку зрения и область знаний на протяжении всего процесса.

2. Определите свои конечные цели
Какие самые важные проблемы вы хотите решить? Как вы определяете успех? Чего надеется достичь ваша команда? Какие проблемы вы воспринимаете? Чего добились другие подобные организации? Ответив на эти вопросы, вы сможете четко понять, что вам нужно от проекта модернизации.Это поможет вам сосредоточиться на финале игры, не отвлекаясь на протяжении всего путешествия.

3. Проверьте свое текущее состояние
Прежде чем вы сможете начать обновление или обновление вашей системы, вам необходимо понять свое текущее состояние. Это включает в себя аудит и анализ ваших существующих систем, активов и инфраструктуры, чтобы ответить на следующие вопросы:

  • Есть ли у вас инфраструктура, необходимая для поддержки современных систем? Могут ли ваши текущие активы быть подключены к заводской сети?
  • Может ли ваша сеть поддерживать современные системы? Это безопасно? Распространен ли он по всему вашему предприятию?
  • Есть ли у вас какие-либо данные? У вас есть нужные данные?

4.Выполните анализ пробелов
После того, как вы определили конечные цели и завершили аудит сайта, следующим шагом будет анализ пробелов. Проще говоря, анализ пробелов сравнивает то, что вы хотите делать, и то, что вы способны сделать. Он определяет проблемы, которые необходимо решить, и помогает направить ваши тактические шаги при модернизации.

5. Создайте план
Последним шагом является создание плана модернизации с приоритетами, который поможет вам двигаться вперед. Он должен состоять из простых действенных шагов, таких как обновление устаревшего оборудования или выполнение сетевого аудита, которые могут помочь вам приблизиться к вашим конечным целям.При создании плана сосредоточьтесь на выявлении улучшений и драйверов, которые напрямую влияют на вашу прибыль, рост прибыли или снижение рисков.

Не знаете, с чего начать? Вам не обязательно чувствовать себя одиноким в своем путешествии. FZ здесь, чтобы помочь. Как ваш партнер по модернизации, мы будем вместе с вашей командой, предлагая идеи и уроки, извлеченные из прошлых проектов модернизации, чтобы создать успешный план модернизации. Мы исключим из процесса догадки, пригласим экспертов за стол переговоров и поможем вам избежать ранних неудач или фальстартов.


Приступим.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *