Pri izbiri ojačevalnikov, monitorjev in podobne opreme neizkušena oseba pogosto vodijo takšni kazalniki, kot sta moč in frekvenčni odziv. Bolj pametne ljudi zanima vrednost koeficienta harmoničnih predstavitev. In le najbolj obveščeni omenjajo intermodulacijsko popačenje. Čeprav je njihov škodljiv učinek največji med vsemi naštetimi. Poleg tega jih je zelo težko izmeriti in definirati.
Uvod
Na začetku začnimo z definicijo. Ko se signal, oblikovan iz dveh frekvenc, nanese na vhod ojačevalnika, ki nima zelo linearnega odziva, to vodi do generiranja harmonikov (pretonov). Poleg tega pri tem ne sodelujeta le ta dva kazalca, temveč tudi njihova matematična vsota in razlika. To zadnje se imenuje intermodulacijsko popačenje.
Majhnaprimer
Recimo, da imamo signal. Sestavljen je iz dveh frekvenc - 1000 in 1100 Hz. To pomeni, da bodo na izhodu ojačevalnika generirani tudi signali s frekvenco 2100 Hz (1000 + 1100) in 100 Hz (1100-1000). In to so le izpeljanke harmonikov prvega reda!
Še en primer. Vzameta se dve frekvenci, ki se razlikujeta za petino. Nekako 1000 Hz in 1500 Hz. V tem primeru bodo harmoniki drugega reda 2000 Hz in 3000 Hz, tretji pa 3000 Hz in 4500 Hz. Glede na 1000 Hz so vrednosti pri 2000 Hz, 3000 Hz in 4500 Hz oktava, duodecim in nobena. Pri 1500 Hz so stvari nekoliko drugačne. V zvezi z njim je harmonika frekvenc pri 2000 Hz, 3000 Hz in 4500 Hz četrta, oktava in duodecim.
Upoštevati je treba, da proizvedeni prizvoki obeh obravnavanih frekvenc ustrezajo osnovnim tonom. Vendar to ni presenetljivo glede na to, da vsa glasbila ob uporabi proizvajajo naravne harmonike.
Kakšne so značilnosti intermodulacijskega popačenja?
Njihova specifičnost je v tem, da nastajajo signali, katerih frekvence so vsota in razlika prizvokov. Treba je opozoriti, da proizvedene kombinacije niso vedno v korelaciji z vrednostmi glavnih kazalnikov. Poleg tega s kompleksno spektralno porazdelitvijo rezultatov to ne samo da ne vodi do obogatitve harmonične strukture (kot je mogoče pri nizkih prizvokih), ampak tudi začnespominjajo na običajen dodatek hrupa.
To še posebej velja pri ustvarjanju ali reprodukciji kompleksnega glasbenega signala. Merjenje intermodulacijskega popačenja pomeni poskus določitve stopnje nelinearnosti sistema. Na primer, pri zvočnikih se podobni učinki pojavijo zaradi različnih vrednosti elastičnosti premičnega difuzorskega sistema. To velja tudi za obnašanje magnetnih polj pri različnih pogojih vzbujanja. Mimogrede, zvočnik je dober primer sistema, ki kaže neuravnoteženo obnašanje pri različnih ravneh glasnosti.
Pravzaprav to vodi do pojava nelinearnih pojavov na akustičnem izhodu iz njega. Če bi bil zvočnik sistem s simetričnim obnašanjem, potem ne bi bilo možnih predpogojev za intermodulacijsko popačenje. Iz tega se mimogrede izkaže, da če je na izhodu sistema harmonika, mora vedno obstajati določena nelinearnost.
Kakšen vmesni zaključek lahko potegnemo iz tega?
Če povzamemo zgornje, je treba opozoriti, da harmonsko popačenje ne dokazuje pojava procesov, ki vodijo do neglasbenih sistemov. Poleg tega lahko neposredna primerjava različnih naprav po tem parametru povzroči pomembne napačne predstave o kakovosti ustvarjenih signalov.
En zelo zgovoren primer je intermodulacijsko popačenje v ojačevalnikih. Tam mnogi verjamejo, da imajo cevne boljši zvok kot tranzistorske. Čeprav slednji ustvarjajo red velikosti manj popačenj.
Približnomerjenje in popačenje
Jasno je že, da je intermodulacijska distorzija problem - resnična in skrita. Če je naloga zmanjšati, potem se morate za to napeti in delati, predhodno preučiti. Dobre rezultate je dosegel ruski elektroakustik Alexander Voishvillo. Njegova dela priporočajo za študij vsem, ki želijo razširiti lastno znanje na tem področju. Najprej je treba opozoriti, da se popačenja pojavljajo glede na ustvarjeno frekvenco.
V tem primeru je preseganje mejne vrednosti fiksno. To opazimo v primerih, ko so fiksirana intermodulacijska popačenja tretjega in drugega reda. Pri kateri koli frekvenci je mogoče raven harmonikov najti tako, da popačenje odštejemo od nivoja odziva, ki ga opazimo v aksialni smeri.
Kakšne so metode za merjenje intermodulacijskega popačenja?
Teorije povezave in verjetnosti ter matematične statistike so uporabljene kot osnova. Dopolnjujejo jih spektralna analiza, metode za aproksimacijo nelinearnih karakteristik in računalniška simulacija večpotnih diagramov. Če govorimo o bolj specifičnih rešitvah, potem so te:
- Računalniško podprta metoda za analizo in izračun spektra izhodnega signala s približevanjem prenosnih značilnosti z uporabo Besselovih funkcij. Zanj je značilna visoka natančnost, ki se giblje od 0,1 do 0,2dB.
- Skupina numerično-analitičnih metod za modeliranje večpotnih diagramov. Zaradi svoje novosti se niso razširili, vendar so njihovo sposobnost preživetja potrdile eksperimentalne študije.
- Uporaba niza parametrov in modelov parazitskih in glavnih rež polarnih in spektralnih vzorcev sevanja. To se pogosto uporablja pri satelitskih komunikacijskih sistemih, ki zagotavljajo območne storitve.
To niso vse metode za merjenje intermodulacijskega popačenja. Za radijsko pot je lahko značilna prisotnost posebnih značilnosti, ki jih je treba upoštevati tako pri opravljanju dela kot pri reševanju problema zmanjševanja vpliva.
Praktične zaščitne rešitve
Na ta izziv ni enotnega univerzalnega odgovora. Zato glejte:
- Strojno-programski korektor prenosnih lastnosti. Omogoča vam, da povečate učinkovitost za 10-15%, hkrati pa zmanjšate porabo energije za 15-20%. Poleg tega se pasovna širina sistema poveča za 5%.
- Algoritmi in programi teoretičnega izračuna, ki omogočajo nadzor Ramanovega spektra in lažnega sevanja. Omogočajo povečanje učinkovitosti prenosnih poti za enakih 10-15%, zmanjšanje porabe energije za 15-20%.
- Uporaba računalniško podprte metode za analizo kombiniranega spektra z uporabo aproksimacije z Besselovimi funkcijami. Ta rešitev vam omogoča izračun teoretičnih kazalnikov, nadzor in zmanjšanjeparazitske emisije v delujočih sistemih.
In številne druge. Nekaj specifičnega je izbrano glede na to, kateri cilji se zasledujejo, pa tudi od osredotočanja na trenutne težave.
Malo o praktičnem delu
Kako poslušati intermodulacijsko popačenje, da bi se nanj odzvali? Zakaj jih sploh meriti? Treba je opozoriti, da to ni tako lahka naloga, kot se morda zdi na prvi pogled. Velikost vrednosti intermodulacijskega popačenja je odvisna od frekvenčnega območja signala, njegove absolutne ravni, kompleksnosti, razmerja med najvišjo in povprečno vrednostjo, od valovne oblike, interakcije med omenjenimi dejavniki in številnih drugih razlogov. Zato je težko izmeriti vrednosti. Navsezadnje obstajajo procesi, kjer nekatere frekvence vplivajo na generiranje drugih. In število variacij, čisto teoretično, se lahko približa neskončnosti.
Pomembno vlogo pri ocenjevanju igra koeficient intermodulacijskega popačenja. Je indikator stalnega harmonskega popačenja ojačevalnika. Faktor intermodulacijskega popačenja se uporablja za prikaz, koliko glavnega signala sestavljajo dodatne generacije. Menijo, da vrednost tega kazalnika ne sme presegati 1%. Manjši kot je, večjo zvestobo zvoka odlikuje vir. Visokokakovostni ojačevalniki se ponašajo z razmerji, ki so stotinke odstotka ali celo manj.
Ne samo posamezni viri
Pojav izkrivljanja ni omejen na enotočka njihovega nastanka. Pri poskusu ulova signalov se pojavijo določene težave. Tako se v sprejemnikih pojavi intermodulacijsko popačenje. To še posebej velja za različno radijsko opremo. Navsezadnje je zelo pomembno, da zmanjša raven uporabnega signala, pa tudi poslabšanje njegovega razmerja s šumom. Treba je opozoriti, da lahko močne motnje celo motijo delo na sosednjih signalih. V tem primeru govorijo o prisotnosti preslušavanja.
Ta pojav se pojavi, ko se signal in radijske motnje ne ujemata s frekvencami glavnega in podobnih kanalov. Kakšna je narava tega pojava? Preslušavanje se kaže kot poseben rezultat interakcije spektralnih komponent modulirane motnje in uporabnega signala na nelinearnostih sprejemnika. Razlikovanje se poslabša in v primeru večjih težav normalen sprejem postane nemogoč.
Zapomni si pomembne trenutke
Intermodulacijsko popačenje se ponavadi spremeni v moduliran šum. Da bi razumeli bistvo pojava, je dovolj, da si predstavljamo situacije, ko nekdo želi poslušati dober glasbeni sistem doma, zunaj okna pa je oseba, ki v celoti uporablja motorno žago za predvideni namen. Raven hrupa bo odvisna od spektralne gostote in glasnosti glasbe.
Čeprav je treba opozoriti, da v tem primeru ni neposredne povezave. V prisotnosti intermodulacijskega popačenja se izgubita vpogled in jasnost zvoka. Pri nizkih ravneh signala se izgubijo podrobnosti in tudi izgubijoznačilna lahkotnost. To je še posebej problematično za pihala in pevske zbore. Če jih je človek navajen poslušati v živo, si lahko, ko poskušaš slišati iste pesmi prek zvočnika, zelo razočaran.
To je zato, ker ko se vse meša in predvaja prek dveh zvočnikov, postane popačenje zelo očitno. Če pa postavite predmete na različne točke v prostoru, bo število težav za red manjše.
Zanimiva raziskava
Rad bi omenil rezultate raziskav, ki jih je mogoče dobiti z večfrekvenčno metodo. Bistvo je v tem, da se skozi sistem hkrati prenaša več signalov, ki imajo drugačen ton. V tem primeru so frekvence izbrane na podlagi dejstva, da se zagotovi največja ločitev intermodulacijskih komponent. To vam omogoča natančnejše razumevanje problematičnega področja.
Multifrekvenčna metoda je omogočila ugotovitev, da v mnogih primerih skupna količina zabeleženega intermodulacijskega popačenja štirikrat presega skupno vrednost faktorja nelinearnega popačenja. Iz tega izhaja preprost zaključek. Tisto, kar pogosto velja za harmonično popačenje, je namreč v večji meri sestavljeno iz pojavov intermodulacijske narave. V tem primeru je zelo enostavno razložiti, zakaj se vrednost koeficienta ne ujema dobro z resničnim zvokom, ki ga sluh zazna.
Sklep
To je v bistvu vse, kar morate vedeti o intermodulacijskem popačenju povprečnemu človeku. Treba je opozoriti, da je ta tema zelo široka in zajema številna področja, tudi prostor! Toda velika količina znanja, s katero se lahko seznanite, bo zanimiva samo za specializirane strokovnjake, ki se ukvarjajo z resnimi raziskavami in raziskavami.
